Anche tra le tante grandi menti innovative della fine del XIX secolo, Nikola Tesla, l'inventore serbo-americano che scoprì il campo magnetico rotante, si distingue per la portata del suo contributo alla scienza.

Nel corso della sua vita straordinariamente prolifica, Tesla ha depositato almeno 278 brevetti. Ecco una modesta selezione delle sue invenzioni più degne di nota.

1. Bobina di Tesla

Probabilmente l'invenzione più famosa di Tesla e certamente una delle più spettacolari, la bobina di Tesla era il prodotto della sua ambizione di creare un sistema in grado di trasmettere elettricità senza fili.

Il sistema è composto da due parti: una bobina primaria e una secondaria, entrambe dotate di un proprio condensatore (che immagazzina energia elettrica, come una batteria). La bobina primaria è collegata a una fonte di alimentazione da cui riceve una carica massiccia, al punto che la carica rompe la resistenza dell'aria nello spazio tra le due bobine (noto come spinterometro). Si crea così un campo magnetico che in breve tempoLa tensione di scintillamento passa tra le due bobine diverse centinaia di volte al secondo, caricando il condensatore della bobina secondaria finché non si libera in una spettacolare scarica di corrente elettrica.

La bobina di Tesla ha un uso pratico limitato, ma ha trasformato la nostra comprensione dell'elettricità e molte delle più importanti innovazioni elettriche del XX secolo, tra cui televisori e radio, continuano a utilizzare tecnologie simili.

La bobina di Tesla in azione nel laboratorio di Nikola Tesla a Colorado Springs, dicembre 1899.

Credito immagine: Nikola Tesla via Wikimedia Commons / Pubblico dominio

2. Turbina Tesla

Ispirato dal successo emergente del motore a pistoni nelle automobili, Tesla decise di sviluppare un proprio motore a turbina. Conosciuta anche come turbina a strato limite e turbina a coesione, la turbina di Tesla si distingueva per il suo design. A differenza delle turbine convenzionali, il progetto di Tesla era privo di pale e utilizzava invece dischi lisci che ruotavano in una camera per generare il movimento.

Il motore a turbina all'avanguardia di Tesla non ha mai preso piede, anche se offriva chiari vantaggi rispetto alla turbina convenzionale: il suo design non solo era adattabile e più economico da produrre rispetto alle turbine a pale, ma era anche incredibilmente efficiente, con una velocità di 3.600 giri al minuto e una potenza di 675 cavalli.

3. Radio

Probabilmente starete pensando: "Ma Guglielmo Marconi non ha inventato la radio?" Ebbene, si scopre che l'affermazione di Marconi è quantomeno discutibile. Infatti, utilizzando le sue bobine, Tesla fece promettenti progressi nella trasmissione e ricezione di segnali radio a metà degli anni Novanta del XIX secolo, prima che Marconi ottenesse il primo brevetto di telegrafia senza fili nel 1896.

All'inizio del 1895 Tesla era pronto a inviare un segnale radio per 50 miglia, dal suo laboratorio al 33 e 35 di South Fifth Avenue a Manhattan, fino a West Point, NY, ma una catastrofe si abbatté prima che il suo test innovativo potesse essere completato: un incendio distrusse il laboratorio di Tesla, portando con sé il suo lavoro. Un anno dopo, Marconi ottenne il primo brevetto di telegramma senza fili in Inghilterra.

Guglielmo Marconi con il suo primo trasmettitore e ricevitore di radiotelegrafia senza fili, 1897

Credito d'immagine: Autore sconosciuto via Wikimedia Commons / Pubblico dominio

4. Trasmettitore d'ingrandimento

Come gran parte del lavoro di Tesla, il trasmettitore d'ingrandimento era un'espansione della sua tecnologia delle bobine di Tesla. Avendo creato un laboratorio a Colorado Springs nel 1899, aveva lo spazio e le risorse per creare la bobina di Tesla più grande. Chiamò questo sistema a tripla bobina il trasmettitore d'ingrandimento. Aveva un diametro di 52 piedi, generava milioni di volt di elettricità e produceva fulmini lunghi 130 piedi.

5. Motore a induzione

Come per molte delle innovazioni di Tesla, il merito dell'invenzione del motore a induzione è stato conteso. In questo caso, Tesla ha preceduto l'inventore italiano Galileo Ferraris, che aveva sviluppato la stessa tecnologia più o meno nello stesso periodo. Sebbene Ferraris abbia presentato per primo il suo concetto di motore che utilizza l'induzione elettromagnetica per far girare il suo rotore, Tesla ha depositato i suoi brevetti prima dell'italiano.

6. Corrente alternata

Il più grande contributo di Tesla all'umanità è stato probabilmente la sua influenza sullo sviluppo della corrente alternata (AC). Forse non dovrebbe figurare, in senso stretto, in un elenco delle sue invenzioni, ma non c'è dubbio che la sua tecnologia sia stata determinante per l'emergere della AC come sistema elettrico dominante nel mondo.

L'entusiasmo di Tesla per la corrente alternata fu contestato a gran voce da Thomas Edison - per il quale Tesla lavorò negli anni Ottanta del XIX secolo - che preferiva fortemente la corrente continua. Edison riteneva che la corrente alternata fosse più pericolosa di quella continua e ne scaturì una "guerra delle correnti" molto pubblica, con il più grande sostenitore della corrente alternata, George Westinghouse, che utilizzò il motore a induzione di Tesla nel suo sistema a corrente alternata completamente integrato. Nonostante il parere di Edison, la corrente alternata era più pericolosa di quella continua.La fiducia di Westinghouse nella corrente alternata è stata alla fine confermata.

7. Energia idroelettrica

Uno dei prodotti più impressionanti della collaborazione tra Tesla e George Westinghouse fu sicuramente la Adams Power Station, la prima centrale idroelettrica al mondo. Questa innovativa centrale realizzò una speranza a lungo coltivata: quella di poter sfruttare l'impressionante forza delle cascate del Niagara, una delle meraviglie naturali più spettacolari del Nord America. Il progetto fu il risultato indiretto di un concorso, indetto dala Commissione Internazionale delle Cascate del Niagara, per trovare un piano che riuscisse a fare proprio questo.

Il concorso attirò proposte da tutto il mondo, tra cui una proposta di trasmissione dell'elettricità in corrente continua che fu approvata da Edison. Ma il capo della Commissione, Lord Kelvin, rimase sufficientemente impressionato dall'esposizione della Westinghouse Electric in corrente alternata all'esposizione mondiale di Chicago del 1893, tanto da chiedere a Westinghouse e Tesla di sviluppare una soluzione di trasmissione in corrente alternata.

Il progetto si rivelò impegnativo e costoso, ma nonostante il crescente scetticismo degli investitori, Tesla non ebbe mai dubbi sul fatto che alla fine si sarebbe rivelato un successo. Alla fine, il 16 novembre 1896, la stazione fu attivata e l'elettricità generata dalla rivoluzionaria Adams Power Plant Transformer House iniziò ad affluire a Buffalo, NY. In breve tempo, furono costruiti altri dieci generatori eL'energia prodotta dall'impianto è stata utilizzata per elettrificare la città di New York.

Generatori Westinghouse presso la centrale elettrica Edward Dean Adams di Niagara Falls, 1905.

Crediti immagine: Opere della Westinghouse Electric & Manufacturing Company via Wikimedia Commons / Pubblico dominio

8. Il grafico delle ombre

Un'altra area di ricerca di Tesla che probabilmente fu limitata dall'incendio che distrusse il suo laboratorio di New York nel 1895 riguarda l'emergere della tecnologia a raggi X. Come è noto, lo scienziato tedesco Wilhelm Conrad Röntgen sviluppò la prima radiografia l'8 novembre di quello stesso anno, un risultato rivoluzionario che gli valse il premio Nobel inaugurale nel 1901.

Ispirato dai raggi X di Röntgen, Tesla rinnovò il proprio interesse e sviluppò lo Shadowgraph utilizzando un tubo a vuoto. La sua immagine di una scarpa con un piede dentro, prodotta nel 1896, è ritenuta la prima radiografia americana.

9. Luci al neon

Le luci al neon sono un altro esempio di una tecnologia che Tesla ha avanzato piuttosto che inventato. Un francese, Georges Claude, inaugurò l'era del neon quando mostrò un paio di tubi al neon lunghi 38 piedi al Salone dell'Automobile di Parigi nel 1910. Ma qualcosa di simile all'illuminazione al neon era stato sviluppato decenni prima, a metà del XIX secolo, da Heinrich Geißler, un soffiatore di vetro e fisico tedesco che produsseeffetti simili al neon facendo passare una corrente attraverso tubi di vetro riempiti di gas come l'argon.

Tesla era in possesso di alcuni tubi di Geißler e osservò che si accendevano in successione quando regolava la frequenza della sua bobina. Questa scoperta fortuita fu una drammatica realizzazione del suo interesse per l'energia senza fili. Nel 1893, all'Esposizione Universale di Chicago, espose una selezione di luci a scarica che si accendevano senza essere alimentate da elettrodi o fili.

10. Valvola Tesla

La straordinaria eredità di Tesla continua a dare i suoi frutti a quasi 80 anni dalla sua morte. Recentemente, nel 2021, il suo "condotto vavolare" brevettato nel 1920 è stato rivisitato dagli scienziati, che hanno identificato una serie di nuove applicazioni per il progetto centenario di Tesla. Sebbene Tesla sia ovviamente più noto per il suo lavoro con le correnti e i circuiti elettrici, la valvola è un interessante esempio del suo genio.applicato a un campo scientifico diverso.

Il dispositivo, che non ha parti in movimento, presenta una serie di anelli interconnessi a forma di goccia che forniscono un percorso libero per il flusso di liquido in avanti, limitando al contempo la velocità del flusso inverso. Si pensa che una versione reingegnerizzata della valvola Tesla potrebbe fornire un'alternativa efficace alla valvola di ritegno convenzionale, consentendo di controllare i flussi senza la necessità di parti in movimento.