Selenio y fotófono

En 1873 un ingeniero británico, Willoughby Smith, descubrió algo realmente inusual en el selenio, por total y completa casualidad una vez más. Willoughby estaba involucrado en la fabricación e instalación de cables submarinos de telégrafo eléctrico, y se hallaba intentando diseñar circuitos de prueba que permitiesen comprobar que el cable submarino transmitía perfectamente según se iba soltando bajo el agua.

Para su circuito de prueba hacía falta un semiconductor, y Willoughby empleó cilindros de selenio gris (recuerda, la forma cristalina), que no funcionaron bien: eran inconsistentes en sus propiedades eléctricas, de modo que presentaban una resistencia en el laboratorio y otra distinta –mucho mayor –al meterlos bajo el agua. El británico no hizo lo que imagino que hubiera hecho yo –sustituir el selenio por otro semiconductor– sino que intentó determinar por qué el selenio cambiaba su resistencia eléctrica.

Tras realizar experimentos en laboratorio Willoughby llegó a una conclusión sorprendente, que publicó en Nature bajo el título Effect of Light on Selenium during the passage of an Electric Current (Efecto de la luz sobre el selenio durante el paso de una corriente eléctrica): el selenio gris era extraordinariamente sensible a la luz. Al iluminarlo su resistencia eléctrica disminuía, de modo que al probar los circuitos bajo la luz del Sol el selenio gris conducía relativamente bien –para ser un semiconductor, por supuesto– pero al sumergirlo en las profundidades y la consecuente oscuridad su resistencia aumentaba mucho. Esto era un problema para probar cables telegráficos, pero una propiedad utilísima para muchas otras cosas.

Se trataba del primer semiconductor fotosensible que conocíamos, y los ojos de los ingenieros de todo el mundo se pusieron a hacer chiribitas. Entre ellos se encontraba nada menos que Alexander Graham Bell, que se planteó lo siguiente: ¿no sería posible convertir la voz en pulsos luminosos en un emisor y luego recibir esos pulsos con un receptor de selenio para convertirlos en impulsos eléctricos? Junto con su ayudante, Charles Sumner Tainter, Bell puso manos a la obra y los dos hombres consiguieron su propósito en 1880.

El aparato, bautizado con el magnífico nombre de fotófono, era de una sencillez propia de los genios. El emisor tenía un espejo parabólico de gran tamaño con una bombilla en su foco, que recibía directamente la voz de quien hablaba. El sonido hacía vibrar el espejo, con lo que los rayos de luz eran reflejados en distintas direcciones cuando el espejo vibraba: el haz se “esparcía” o se “concentraba” según la forma del espejo vibrante.

El receptor, a su vez, tenía otro espejo parabólico con una pieza de selenio en el foco unida a un circuito eléctrico: allí pasaba justo lo contrario. El receptor de selenio recibía pulsos de luz acompasados a la luz que llegaba al espejo, de modo que el circuito recibía pulsos eléctricos cuando el selenio recibía luz y, en consecuencia, disminuía su resistencia eléctrica. El aparato funcionaba estupendamente bien e imagino que a muchos les hubiera parecido magia. A mí lo que me sorprende es su absoluta sencillez.

El fotófono fue eclipsado unos años más tarde por la radio, pero siguió utilizándose con usos muy concretos pero importantísimos. A diferencia de las ondas de radio, mucho más difíciles de enfocar, el fotófono permitía comunicarse a distancia y sin cables de un modo muy preciso, con lo que en la guerra era muchísimo más útil que la radio… siempre que hubiera una línea de visión ininterrumpida entre emisor y receptor, por supuesto. Ése era uno de sus puntos flacos, ya que la niebla, la lluvia o una cadena montañosa lo dejaban fuera de juego.

Sin embargo, Alexander Graham Bell lo consideró hasta su muerte su mayor invento –más importante que el teléfono–, y el concepto no es tan diferente del que utilizaríamos muchos años más tarde al desarrollar la fibra óptica, que también convierte la información en pulsos luminosos que luego se transforman, en el receptor, en impulsos eléctricos. Sin embargo, ahora ya no usamos selenio como hizo Bell.

Durante un tiempo el selenio fue muy utilizado como fotorreceptor en muchos circuitos fotosensibles, como los de los fotómetros en fotografía o incluso células fotoeléctricas que usaban luz en vez de radiación ultravioleta o infrarroja como las modernas. Y es que el selenio, como otros semiconductores fotosensibles, es capaz no sólo de disminuir su resistencia eléctrica ante la luz: es capaz, si las condiciones son las adecuadas, de generar una corriente eléctrica al exponerlo a la luz. Es un material no sólo fotosensible, sino fotovoltaico. De hecho, algunos de los fotómetros de selenio usados en fotografía ni siquiera necesitan una pila para funcionar, sino que la pieza de selenio genera el suficiente voltaje para el aparato al exponerlo a la luz.

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