Laboratorio y Oficina de Volta

Bell y sus dos socios tomaron el fonógrafo de papel de estaño de Edison y lo modificaron considerablemente para que reprodujera sonido a partir de cera en lugar de papel de estaño. Comenzaron su trabajo en Washington, D.C., en 1879 y continuaron hasta que se les concedieron patentes básicas en 1886 para la grabación en cera. ^{[ 25 ]}

Conservaron unas 20 piezas de aparatos experimentales, incluyendo varias máquinas completas, en la Institución Smithsoniana . Su primera máquina experimental fue sellada en una caja y depositada en los archivos del Smithsoniano en 1881, en caso de una futura disputa de patentes. Las demás fueron entregadas por Alexander Graham Bell al Museo Nacional en dos lotes en 1915 y 1922. Bell era anciano para entonces y estaba ocupado con sus experimentos de hidroalas y aeronáutica en Nueva Escocia . ^{[ 25 ]}

En 1947, el Museo recibió la llave de la caja cerrada con llave de los " grafófonos " experimentales, como se les llamaba para diferenciarlos del "fonógrafo" de Edison. Ese mismo año, la Sra. Laura F. Tainter también donó al Museo Nacional de Historia Natural del Smithsonian diez cuadernos encuadernados, junto con su autobiografía inédita. Este material describía en detalle las extrañas creaciones y los aún más extraños experimentos realizados en el laboratorio, que dieron lugar a los fonógrafos notablemente mejorados de 1886, los cuales contribuirían a la fundación de las industrias de grabación y dictado. ^{[ 24 ] [ 25 ]}

Thomas A. Edison inventó el fonógrafo en 1877. Sin embargo, la fama que se le otorgó por este invento (a veces considerado el más original) no se debió a su calidad. Grabar con su fonógrafo de papel de estaño era demasiado difícil para ser práctico, ya que el papel se rompía con facilidad, e incluso con la aguja bien ajustada, la reproducción del sonido era distorsionada y chirriante, y solo servía para unas pocas reproducciones; no obstante, Edison había descubierto la idea de la grabación de sonido . Sin embargo, no trabajó para mejorar su calidad, probablemente debido a un acuerdo para dedicar los siguientes cinco años al desarrollo del sistema eléctrico de la ciudad de Nueva York . ^{[ 25 ]}

Mientras tanto, Bell, científico y experimentador por naturaleza, buscaba nuevos horizontes tras su invención del teléfono . Según Sumner Tainter, fue gracias a Gardiner Green Hubbard que Bell se interesó por el incipiente campo de la tecnología del fonógrafo. Bell se casó con Mabel, la hija de Hubbard , en 1879, cuando Hubbard era presidente de la Edison Speaking Phonograph Company. Hubbard también era uno de los cinco accionistas de la Edison Speaking Phonograph , que había adquirido la patente de Edison por 10 000 dólares estadounidenses y dividendos del 20 % de las ganancias de la empresa. ^{[ 35 ]} Pero la compañía de fonógrafos de Hubbard pronto se vio amenazada por el desastre financiero, ya que la gente no compraba una máquina que rara vez funcionaba y que, además, era difícil de manejar para la persona promedio. ^{[ 25 ]}

En 1879, Hubbard logró interesar a Bell en mejorar el fonógrafo, y se acordó crear un laboratorio en Washington, D.C. También se realizarían experimentos con el teléfono y otras tecnologías de telecomunicación, como la transmisión de sonido por luz , lo que dio como resultado el fotófono con celda de selenio . ^{[ 25 ]} Tanto los Hubbard como los Bell decidieron mudarse a la capital del país, en parte debido a los numerosos litigios contra la patente maestra del teléfono de Bell de 1876. Washington se estaba convirtiendo además en un centro de organizaciones científicas e institucionales, lo que también facilitó el trabajo de investigación de Bell.

Para 1881, los Volta Associates habían logrado mejorar significativamente un fonógrafo de papel de estaño de Edison. Llenaron el surco de su pesado cilindro de hierro con cera y, en lugar de envolverlo con una lámina de papel de aluminio y usar un estilete romo para grabar la grabación en el papel de aluminio, como hacía Edison, utilizaron un estilete similar a un cincel para grabar la grabación en la cera. El resultado fue una grabación más nítida. Sin embargo, en lugar de solicitar una patente en ese momento, sellaron la máquina en una caja metálica y la depositaron en el Smithsonian, especificando que no debía abrirse sin el consentimiento de dos de los tres hombres. Para 1937, Tainter era el único de los Associates que seguía con vida, y la caja conservada en el Smithsonian se abrió con su permiso. Para la ocasión, los descendientes de Alexander Graham Bell se reunieron en Washington, pero Tainter, quien admiró a Bell durante toda su vida, estaba demasiado enfermo para asistir y permaneció en su casa en San Diego . ^{[ 25 ]}

Una grabación había sido grabada en el surco lleno de cera de la máquina Edison modificada. Al reproducirla, una voz del pasado lejano habló, recitando una cita de Hamlet de Shakespeare : ^{[ 36 ] [ 37 ] [ 38 ]} "Hay más cosas en el cielo y en la tierra, Horacio , de las que sueña tu filosofía..." y también, con un toque de humor: "Soy un grafófono y mi madre era un fonógrafo".

Creyendo que la débil voz era la de su padre, la hija de Bell, la Sra. Gilbert Grosvenor, comentó: «Eso es justo lo que mi padre habría dicho. Siempre citaba a los clásicos». ^{[ 25 ]} Posteriormente, Tainter identificó la voz como la de su abuelo paterno, Alexander Melville Bell . ^{[ 37 ]} La grabación histórica, que no se había escuchado desde 1937, se reprodujo de nuevo en 2013 y se puso a disposición en línea.

El método de reproducción de sonido utilizado en la máquina era aún más interesante que la cita. En lugar de una aguja y un diafragma convencionales , se utilizaba un chorro de aire a alta presión. Tainter había grabado previamente, el 7 de julio de 1881:

"Esta tarde, alrededor de las 7 p. m., con el aparato listo, se abrió ligeramente la válvula en la parte superior del cilindro de aire hasta que el manómetro indicó una presión de aproximadamente 100 libras [69 newtons/cm²]. Luego se giró el cilindro del fonógrafo y se pudieron oír los sonidos producidos por el aire que escapaba, y las palabras se entendieron a una distancia de al menos 8 pies del fonógrafo." La punta del chorro [boquilla] es de vidrio y [el chorro de aire] podía dirigirse a un solo surco [del disco]. ^{[ 25 ]}

Los asociados también experimentaron con otros chorros de metal fundido, cera y agua mediante estiletes. ^{[ 25 ]}

La mayoría de las máquinas de discos diseñadas en el Laboratorio Volta tenían el disco montado sobre plataformas giratorias verticales. Esto se debe a que, en los primeros experimentos, la plataforma giratoria con el disco se montaba en el torno del taller, junto con los cabezales de grabación y reproducción. Posteriormente, cuando se construyeron los modelos completos, la mayoría incorporaba plataformas giratorias verticales. ^{[ 25 ]}

Una excepción interesante fue un tocadiscos horizontal de siete pulgadas. Aunque fabricado en 1886, la máquina era una réplica de una fabricada anteriormente, pero llevada a Europa por Chichester Bell . Tainter obtuvo la patente n.° 385886 para este dispositivo el 10 de julio de 1888. El brazo de reproducción es rígido, excepto por un movimiento vertical pivotante de 90 grados que permite extraer el disco o volver a la posición inicial. Durante la grabación o reproducción, el disco no solo giraba, sino que también se movía lateralmente bajo la aguja, describiendo así una espiral y grabando 150 surcos por pulgada. ^{[ 25 ]}

Los discos Bell y Tainter conservados son tanto del estilo de corte lateral como del estilo Edison de subida y bajada (de arriba abajo). Edison utilizó durante muchos años el método de "subida y bajada" con discos de cilindro y de disco, y a Emile Berliner se le atribuye la invención del disco de gramófono de corte lateral en 1887. Los asociados de Volta habían estado experimentando con ambos tipos ya en 1881, como lo demuestra la siguiente cita de Tainter: ^{[ 39 ]}

El disco de electrotipo del paquete del Smithsonian es del otro tipo, donde las vibraciones se imprimen paralelas a la superficie del material de grabación, como se hacía en el antiguo fonógrafo Scott de 1857, formando así un surco de profundidad uniforme, pero de carácter ondulado, en el que los lados del surco actúan sobre el punto de trazado en lugar del fondo, como ocurre en el tipo vertical. A este tipo lo denominamos forma de zigzag y nos referimos a él de esa manera en nuestras notas. Su importante ventaja para guiar la aguja reproductora la mencioné por primera vez en la nota de la página 9 del volumen 1 de Home Notes, el 29 de marzo de 1881, e intenté utilizarlo en mis primeros trabajos, pero encontré tanta dificultad para conseguir un reproductor que funcionara con los discos de cera blanda sin dañar el surco, que utilizamos el tipo de disco de colina y valle con más frecuencia que el otro.

La principal diferencia entre la primera patente de fonógrafo de Edison y la patente de Bell y Tainter de 1886 radicaba en el método de grabación. El método de Edison consistía en grabar las ondas sonoras en una lámina de estaño, mientras que la invención de Bell y Tainter requería cortar o «grabar» las ondas sonoras en un disco de cera de ozoquerita con una aguja de grabación afilada. ^{[ 25 ] [ 40 ]} En cada etapa de su proceso inventivo, los socios también buscaron el mejor tipo de materiales disponibles para producir la reproducción de sonido más clara y audible.

La solidez de la patente de Bell y Tainter se destacó en un extracto de una carta escrita por el abogado de patentes de Washington, ST Cameron, quien era miembro del bufete de abogados que llevaba el litigio para la American Graphophone Company. La carta, fechada el 8 de diciembre de 1914, estaba dirigida a George C. Maynard, curador de tecnología mecánica en el Museo Nacional de los Estados Unidos (ahora Museo Nacional de Historia Natural): ^{[ 41 ]}

Tras la concesión de la patente n.º 341214 de Bell y Tainter, Edison anunció que pronto produciría su «nuevo fonógrafo», que, cuando apareció, no era más que el disco de Bell y Tainter descrito en su patente n.º 341214: un disco grabado en cera o material similar. Sin embargo, Edison siempre insistió en llamarlo disco «con hendiduras», probablemente porque su disco original de papel de estaño era de ese tipo. Edison se vio obligado a reconocer que su «nuevo fonógrafo» infringía la patente n.º 341214 de Bell y Tainter, y obtuvo una licencia para fabricar sus discos bajo dicha patente.

Entre las mejoras posteriores, el Graphophone utilizó un estilete cortante para crear surcos laterales en zigzag de profundidad uniforme en los cilindros de cartón recubiertos de cera, en lugar de los surcos con forma de colinas y valles de los diseños de fonógrafos contemporáneos de Edison . ^{[ 25 ] [ 42 ]}

Bell y Tainter desarrollaron cilindros de cartón recubiertos de cera para sus discos, en lugar del cilindro de hierro fundido de Edison, que estaba cubierto con una película removible de papel de estaño (el soporte de grabación propiamente dicho) que era propensa a dañarse durante la instalación o extracción. ^{[ 43 ]} Tainter recibió una patente aparte para una máquina de ensamblaje de tubos que producía automáticamente los tubos de cartón enrollados que servían de base para los discos de cera.

Además de ser mucho más fáciles de manejar, los soportes de grabación de cera también permitieron grabaciones más largas y crearon una calidad de reproducción superior. ^{[ 43 ]} Los diseños de Graphophone inicialmente empleaban pedales para girar las grabaciones, los cuales fueron reemplazados posteriormente por mecanismos de engranajes de cuerda más convenientes y, finalmente, se pasó a utilizar motores eléctricos, en lugar de la manivela manual que se usaba en el fonógrafo de Edison. ^{[ 43 ]} Las numerosas mejoras permitieron una calidad de sonido significativamente mejor que la de la máquina de Edison.

Los demás grafófonos experimentales indican una asombrosa variedad de experimentación. Si bien el método de grabar un disco en cera fue el que posteriormente se explotó comercialmente, todo lo demás parece haber sido probado al menos una vez. ^{[ 25 ]}  El miércoles 20 de marzo de 1881 se observó lo siguiente  :

Una pluma estilográfica está unida a un diafragma para que vibre en un plano paralelo al eje de un cilindro. La tinta utilizada en esta pluma contiene hierro finamente dividido, y la pluma traza una línea en espiral alrededor del cilindro al girar. El cilindro se cubre con una hoja de papel sobre la cual se realiza el registro. ... Esta tinta ... puede magnetizarse mediante un imán permanente. Los sonidos se reproducirían simplemente sustituyendo la pluma estilográfica por un imán. ... ^{[ 25 ]}

El resultado de estas ideas para la reproducción magnética dio lugar a la patente estadounidense 341,287 , concedida el  4 de mayo de  1886; que trataba exclusivamente de "la reproducción, mediante la acción del magnetismo, de sonidos por medio de discos en sustancias sólidas". ^{[ 25 ]}

El científico del laboratorio Volta también experimentó con grabaciones ópticas en placas fotográficas. ^{[ 44 ]}

En 1886, dos socios de Volta patentaron una grabadora de cinta manual , no magnética ni eléctrica ( patente estadounidense 341,214 ). ^{[ 25 ]} La cinta consistía en una tira de papel de 4,8 mm (3/16 de pulgada ) de ancho , recubierta mediante inmersión en una solución de cera de abejas y parafina , y raspando un lado antes de que el recubrimiento se secara. La máquina, de robusta construcción de madera y metal, se accionaba manualmente mediante una perilla fijada a un volante . La cinta pasaba de un carrete de 20 cm (8 pulgadas) de diámetro a una polea con guías, donde entraba en contacto con la aguja de grabación o de reproducción . Luego se enrollaba en un segundo carrete. La afilada aguja de grabación, accionada por un diafragma de mica vibrado por el sonido , grababa una ranura en el recubrimiento de cera. En el modo de reproducción, una aguja roma y suelta, unida a un diafragma de goma, se desplazaba por el surco grabado. El sonido reproducido se escuchaba a través de tubos de goma similares a los de un estetoscopio . ^{[ 25 ]}  

La posición de los cabezales de grabación y reproducción, montados alternativamente en los mismos dos postes, podía ajustarse para que se pudieran grabar varias cintas en la misma tira recubierta de cera. Aunque la máquina nunca se comercializó, resulta interesante como precursora de la posterior grabadora de cinta magnética, a la que se asemeja en su diseño general. Las cintas, al ser examinadas posteriormente en uno de los depósitos de la Institución Smithsoniana, se encontraban quebradizas, los carretes de papel grueso estaban deformados y faltaba el cabezal de reproducción. No obstante, con un reacondicionamiento, la máquina podía volver a funcionar. ^{[ 25 ]}

En 1885, cuando los Volta Associates estuvieron seguros de tener varias invenciones prácticas, presentaron solicitudes de patente y comenzaron a buscar inversores. ^{[ 25 ]} Se les concedieron patentes canadienses y estadounidenses para el Graphophone en 1885 y 1886, respectivamente. El Graphophone fue concebido originalmente para uso comercial como una máquina de grabación y reproducción de dictados . ^{[ 43 ]} La Graphophone Company de Alexandria, Virginia, fue creada el  6 de enero de  1886 e incorporada formalmente el  3 de febrero  de 1886 por otro primo de Bell. Se formó para controlar las patentes y gestionar el desarrollo comercial de sus numerosas invenciones de grabación y reproducción de sonido, una de las cuales se convirtió en la primera máquina de dictado, el « Dictaphone ». ^{[ 25 ]}

Después de que los Volta Associates hicieran varias demostraciones en la ciudad de Washington, empresarios de Filadelfia crearon la American Graphophone Company el 28 de marzo de 1887, con el fin de producir máquinas para el incipiente mercado del fonógrafo. ^{[ 9 ]} La Volta Graphophone Company se fusionó con American Graphophone, ^{[ 9 ]} que más tarde evolucionó hasta convertirse en Columbia Records (cofundadora de CBS y ahora parte del imperio mediático Sony ). ^{[ 4 ] [ 16 ]} La parte de Bell en el intercambio de acciones en ese momento tenía un valor aproximado de US$200,000 (la mitad del total recibido por todos los Associates), de los cuales US$100,000 pronto dedicó a los programas de investigación y pedagogía para sordos de la recién formada Volta Bureau. ^{[ 40 ]}

La American Graphophone Company fue fundada por un grupo de inversores, principalmente del área de Washington, D.C., entre ellos Edward Easton, abogado y reportero de la Corte Suprema , quien más tarde asumió la presidencia de la Columbia Graphophone Company . La Howe Machine Factory (de máquinas de coser ) en Bridgeport, Connecticut , se convirtió en la primera planta de fabricación de American Graphophone. Tainter residió allí durante varios meses para supervisar la producción antes de enfermar gravemente, pero posteriormente continuó su labor de invención durante muchos años, según se lo permitió su salud. La pequeña planta de Bridgeport, que en sus inicios podía producir tres o cuatro máquinas diarias, se convirtió más tarde, como empresa sucesora, en la Dictaphone Corporation . ^{[ 25 ] [ 45 ]}

Poco después de la creación del American Graphophone, Jesse H. Lippincott utilizó casi 1 millón de dólares (aproximadamente 35.830.000 dólares actuales) ^{[ 7 ]} de una herencia para obtener el control del aparato, así como los derechos del Graphophone y las patentes de Bell y Tainter. ^{[ 45 ]} Poco después, Lippincott compró la Edison Speaking Phonograph Company y luego creó la North American Phonograph Company para consolidar los derechos de venta nacionales tanto del Graphophone como del Edison Speaking Phonograph. ^{[ 45 ]} A principios de la década de 1890, Lippincott fue víctima de los problemas mecánicos del aparato y también de la resistencia de los taquígrafos . Esto pospondría la popularidad del Graphophone hasta 1889, cuando Louis Glass, gerente de la Pacific Phonograph Company, lo popularizaría de nuevo mediante la promoción de cilindros de "entretenimiento" que se insertaban a razón de cinco centavos.

El trabajo de Volta Associates sentó las bases para el uso exitoso de las máquinas de dictado en los negocios, ya que su proceso de grabación en cera era práctico y sus máquinas, duraderas. Sin embargo, pasarían varios años más, los renovados esfuerzos de Thomas Edison y las mejoras posteriores de Emile Berliner , entre otros, antes de que la industria discográfica se convirtiera en un factor importante en el entretenimiento doméstico . ^{[ 25 ]}