Resucitan una patente perdida de Tesla de hace cien años

Nikola Tesla se ha vuelto un científico importante hace poco. En las últimas décadas, este croata ha pasado de ser un inventor casi desconocido y eclipsado por Thomas Edison a ser considerado uno de los padres del sistema eléctrico moderno. Tanto es así, que su apellido ha sido usado para bautizar a uno de los coches eléctricos más populares del momento: el coche Tesla.

Entre sus inventos más importantes, tenemos la corriente eléctrica alterna, que permite que el flujo de la corriente eléctrica cambie de sentido cada cierto tiempo, generando más intensidad de corriente y más segura. Por eso es la que tenemos en los enchufes actuales de nuestras casas.

Pero lo que sabe poca gente es que Tesla también diseñó patentes para otros campos científicos diferentes a la electricidad. En especial, hizo contribuciones importantes dentro de la mecánica de fluidos, creando una válvula que controla el sentido del flujo del líquido en su interior. Sin embargo, esta válvula ha tenido muy pocos usos dentro de la industria, ya que rápidamente fue sustituida por otras válvulas más modernas y fáciles de fabricar.

Pero eso puede cambiar. Un estudio reciente de la Universidad de Nueva York ha estudiado la válvula creada por Tesla cien años después, y se ha dado cuenta de que puede ser mucho más práctica de lo esperado, logrando aplicaciones actuales que Tesla ni siquiera pudo haber imaginado.

La canica del vecino

La dinámica de fluidos es mucho más compleja e importante de lo que mucha gente piensa. Los físicos que se dedican a ella buscan ecuaciones y formas de tubería que ayuden a circular líquidos por su interior. Y no todo vale. El agua, por ejemplo, tiene una gran fuerza de empuje, y al viajar en el interior de una tubería, puede hacerla vibrar si de repente toma una curva demasiado pronunciada.

Si el giro es brusco, parte del agua retrocede del golpe y puede acabar rompiendo la tubería. Para evitarlo, normalmente las tuberías de casa tienen unos ángulos permitidos y unas formas concretas que acompañan al paso del agua. Y aun así, a veces se producen estos choques cuando cae demasiada agua, haciendo que la tubería se mueva y rebote levemente contra las paredes cercanas. Todos hemos oído este ruido en alguna ocasión: es cuando pensamos que al vecino de arriba se le ha caído una canica: un golpe fuerte, un par de rebotes, y la sensación de algo rodando.

Comparado con una fábrica, el problema de las tuberías de casa es mínimo. En las fábricas químicas y alimentarias, las tuberías deben llevar diferentes sustancias con diferentes propiedades. No todos se comportan igual dentro de las tuberías, y los físicos crean tuberías de diámetros correctos y válvulas especiales que ayudan a la circulación de cada una de estas sustancias, de manera casi exclusiva.

La válvula de Tesla se creó con este propósito. Tiene una forma trenzada, que parte la tubería en dos para volver a unirla poco después, repitiendo el patrón una y otra vez. La válvula tiene un sentido concreto, de manera que cuando un líquido atraviesa la válvula, puede avanzar rápidamente en la dirección correcta. Pero si la válvula está al revés, el líquido se ralentiza, obligándole a tomar el sentido contrario.

Cambio de sentido

Tesla pensó en esta válvula como una manera de evitar que el líquido retroceda y aumente la presión, como sucede en las tuberías de casa. Sin embargo, un equipo de la Universidad de Nueva York hizo simulaciones matemáticas con la válvula, y descubrieron nuevas aplicaciones inesperadas.

En las simulaciones, notaron que la válvula de Tesla tiene una propiedad especial: funciona de manera diferente según la velocidad del líquido del interior. Si el flujo es lento, la válvula apenas ejerce efecto, y el líquido puede fluir sin complicaciones. Pero a medida que el flujo aumenta, la válvula bloquea más y más agua, empezando a ralentizarla.

Esto hace que la válvula pueda ser útil en casos donde el flujo no es regular. Si en una tubería hay momentos donde pasa demasiada agua y en otros momentos demasiada poca, la válvula de Tesla puede hacer que el suministro de agua sea constante al pasar por ella, ya que el agua irá más rápido si hay poca y más lenta si hay mucha. Estas circunstancias pueden darse en diferentes fábricas modernas con una distribución desigual de líquidos.

El comportamiento de la válvula es sorprendentemente similar al de la electricidad alterna inventada por Tesla, demostrando que este inventor creó la válvula inspirándose en los circuitos eléctricos. Solo alguien como él, que veía la electricidad de otra manera, podría haber creado una solución así. Y ahora podemos aprovecharla cien años después.

QUE NO TE LA CUELEN:

• La leyenda de Nikola Tesla ha ido creciendo con los años pero, como en todas las leyendas, siempre hay parte de verdad y de mentira. En este artículo comentamos las mentiras alrededor de su figura.

REFERENCIAS:

• Nguyen, Quynh M., et al. “Early Turbulence and Pulsatile Flows Enhance Diodicity of Tesla’s Macrofluidic Valve.” Nature Communications, vol. 12, no. 1, Nature Publishing Group, Dec. 2021