Nikola Tesla y la energía libre

DESMINTIENDO ALGUNOS MITOS QUE CIRCULAN SOBRE ESTE TAN MENTADO INVENTOR Y CIENTÍFICO.

escrito por Johnny Boots

Con frecuencia se hace referencia a Nikola Tesla y su supuesta relación con lo que suele llamarse "Energía Libre", pero en realidad se trata de una gran cantidad de mitos, verdades a medias y francas mentiras que lo único que consiguen es ensuciar la imagen de este gran personaje tiñéndola de magia y esoterismo.

Nikola Tesla es un personaje que, al contrario de la creencia popular, es muy estudiado y conocido en los ámbitos relacionados con la ciencia y la tecnología. Incluso una unidad física de medida lleva su nombre en su honor: el Tesla, unidad de densidad de flujo magnético (o inducción magnética) en el Sistema Internacional de Unidades. 

Tesla fue sin lugar a dudas un brillante inventor y científico. Sus estudios y desarrollos sirvieron de base Para el desarrollo de gran parte de la tecnología que usamos hoy en día.

 
Es un misterio como Tesla se convirtió repentinamente en el "abanderado" de las energías libres, pero muy probablemente se deba a malas interpretaciones de algunos de sus inventos y afirmaciones, sus dichos y frases célebres, así como a su carácter taciturno y sus asombrosas dotes intelectuales y mentales (se dice que poseía una increíble memoria y que resolvía mentalmente ecuaciones integrales).

Posiblemente unos de los inventos y desarrollos de este gran personaje que suscitaron la aparición de estos mitos hayan sido la famosa Bobina Tesla, y su hermana mayor, la Torre Wardenclyffe

¿Pero qué son estas máquinas?

La Bobina Tesla no es ni más ni menos que una especie de transformador auto-oscilante de alta frecuencia y alta tensión, con núcleo de aire y devanados primario y secundario resonantes sintonizados a una misma frecuencia.
En la versión tradicional el bobinado primario es excitado por un chispero conocido como "spark gap", responsable de cerrar el circuito cuando el circuito resonante oscila y proveer la corriente de disparo inicial para que las oscilaciones ocurran.

Para traducirlo, se trata de un diseño de transformador especialmente pensado para trabajar en altas frecuencias y cuyos bobinados formaban circuitos resonantes eléctricos junto con capacitares (condensadores). En el caso del circuito primario (el que está en la parte izquierda del circuito) los capacitares son explícitos. En el circuito secundario, el capacitor está representado por el terminal esférico o toroidal colocado en la cima del dispositivo. Ambos circuitos están calculados para trabajar a la misma frecuencia  de resonancia dada por la ecuación:

Donde f₀ es la frecuencia de resonancia expresada en Hertz, L es la inductancia del bobinado expresada en Henrys y C es la capacitancia de los capacitores, expresada en Farads.

El chispero (spark gap) cumple la función de proveer un camino para la corriente a través del bobinado primario una vez que los capacitores se han cargado a un voltaje suficiente como para hacer saltar un arco eléctrico a través del espacio de aire del mismo, algo así como proveer el puntapié inicial del proceso y la forma de mantenerlo.

Ahora bien… esta máquina consume energía de una fuente externa para poder funcionar, y la transforma principalmente en ondas de radio y los arcos eléctricos o corrientes de descarga que pueden observarse alrededor del terminal toroidal superior. Dicha transformación es además muy ineficiente debido a las características constructivas del dispositivo, ya que el spark gap disipa mucha potencia en forma de calor, y el acoplamiento magnético entre el circuito primario y secundario es muy pobre por tratarse de lo que se conoce como núcleo de aire. 

Diagrama esquemático de la bobina Tesla tradicional.

Puede notarse la simplicidad del circuito en el cual se aprecia un transformador convencional T1 cuya función es justamente trasformar la tensión de la red domiciliaria a otra compatible con el circuito, generalmente más de 2.000 Volts. Las bobinas L1 y L2 son de alta inductancia y cumplen la función de actuar como chokes, es decir que no permiten que las altas frecuencias del circuito se filtren al transformador T1. L3 es el bobinado primario de la  sección principal de la bobina Tesla, el cual forma un circuito resonante con el capacitor C1, cuyo circuito se cierra a través del chispero (spark gap) GAP1. Finalmente el circuito secundario está formado por un segundo bobinado y el terminal toroidal superior, el cual actúa como un capacitor cuya capacitancia depende de su tamaño y de la distancia a tierra). Este segundo circuito resonante debe estar sintonizado para trabajar a la misma frecuencia para la cual está calculado el primario. De este modo se obtiene la máxima eficiencia del circuito. Como en todo transformador la tensión o voltaje del secundario depende de la relación de espiras o vueltas que tenga con el primario. En el circuito en cuestión, el primario posee 2 espiras y el secundario 750, haciendo que la relación mencionada sea de 750/2=375, o sea que el voltaje de salida es 375 veces el de la entrada. Con la corriente del circuito secundario sucede lo inverso, ya que la relación de espiras hace que esta se reduzca en la misma proporción. Es decir que la corriente del secundario es 1/375 la del primario. Al tratarse de un trasformador, la potencia de salida es igual a la de entrada, menos las inevitables pérdidas. Aclaro que la relación de transformación (de voltaje) aquí expuesta es orientativa, ya que al tratarse de un trasformador con núcleo de aire con un acoplamiento magnético relativamente pobre entre primario y secundario, el cálculo real de dicha relación es un poco más complejo.

Aquí puede encontrarse un ejemplo sobre como construir una bobina Tesla (mucho cuidado, se trata de un montaje peligroso debido a las tensiones y potencias involucradas. No intenten reproducirlo si no tienen experiencia en electricidad y electrónica).

¿Eran estas máquinas capaces de transmitir energía en forma inalámbrica? Definitivamente sí, ya que emiten ondas de radio, pero hay algunos hechos a tener en cuenta: 

1.  La energía que puede captarse a distancia disminuye en forma exponencial con la distancia. Mientras a una distancia dada pueden capturarse algunos Watts (o tal vez miliwatts) de potencia, el resto de la energía transmitida por la máquina se dispersa inútilmente en el aire en todas direcciones. Y a mayor distancia del transmisor, tanta menos energía puede captarse y aprovecharse.
2. Estas máquinas tienen un muy bajo rendimiento energético, principalmente porque el spark gap disipa mucha potencia en forma de calor y porque el núcleo de aire de la bobina es muy poco eficiente en transmitir energía del circuito primario al secundario.
3. La máquina definitivamente consume energía de una fuente, no la genera, y esa energía consumida definitivamente tiene costo, no es libre ni gratis.  
4. Si se consideran el bajo rendimiento energético del dispositivo en sí y el hecho de que la mayor parte de la energía trasmitida en forma "inalámbrica" se dispersa hacia el infinito inútilmente, entonces tenemos una máquina que consumiría cientos o miles de watts de potencia para que puedan aprovecharse a la distancia unos pocos watts o miliwatts.Esto convierte a la idea en una pésima manera de transportar energía de un punto a otro.

De forma similar a una estación de radio AM, se usan muchos kilowatts de potencia para transmitir mientras el receptor solo capta unos pocos miliwatts, dependiendo de a qué distancia de la transmisora se encuentre.

Diagrama esquemático de una bastante simple bobina
Tesla de estado sólido, en el que se aprecia que el bobinado
primario es excitado mediante un transistor MOS.

Debido a los inconvenientes de funcionamiento y el bajo rendimiento que el uso del tradicional spark gap causa en estos dispositivos, desde hace tiempo existe lo que se conoce como Bobina Tesla de Estado Sólido (SSTC por sus siglas en inglés), en la cual el spark gap es remplazado por transistores MOS (MOSFET) o Transistores bipolares de compuerta aislada (IGBT) controlados por circuitos electrónicos no demasiado complejos. De este modo se logran Bobinas Tesla mucho más eficientes y mucho más estables en su funcionamiento, además de ser más compactas, controlables y menos peligrosas de manipular. 

Este otro diagrama muestra un circuito más complejo,
más eficiente y alimentado directamente de la red domiciliaria.

La Bobina Tesla fue sin duda un dispositivo asombroso en su época (hace más de cien años) pero hoy en día es poco más que un juguete. Su uso actual se limita a demostraciones y algunos puntuales experimentos en que se la usa con el único fin de obtener muy altas tensiones (voltajes) para producir arcos eléctricos, para pruebas de materiales aislantes y otras aplicaciones similares. También se usan para este tipo de experimentos máquinas tan antiguas como los generadores de Van der Graaff, los cuales son electrostáticos y tiene la ventaja de poder producir tensiones aún mayores y de corriente continua, en lugar de alterna de alta frecuencia como la Bobina Tesla.

La Torre Wardenclyffe no era ni más ni menos que una Bobina Tesla a gran escala, y el propósito principal era el de transmitir señales de radio de gran potencia. También se la usó como demostración de la posibilidad de transmitir energía de forma inalámbrica, pero obviamente adolecía de las limitaciones prácticas más arriba expuestas. Incluso estaba alimentada por un generador Westinghouse de 200kW.

Existe una gran cantidad de mitos acerca de estos dos dispositivos, tales como que "captaba energía de la ionosfera", que usaba "energía cósmica", que transmitía "energía radiante" (sí, las ondas de radio son por definición energía radiante), etc. Todos, totalmente falsos y basados en un profundo desconocimiento y malas interpretaciones. 

Cabe aclarar que aunque la transmisión de energía inalámbrica fuera aplicable y pudiera ser aprovechada gratuitamente por los usuarios, la energía involucrada no sería gratis para quien la generara y la transmitiera, lo cual vuelve el concepto totalmente ridículo: nadie en su sano juicio gastaría una fortuna en generar (o comprar) energía y en transmitirla por el aire, para después no poder cobrar siquiera un centavo por ella a los usuarios. 

Tesla trabajó varios años para Edison, durante los cuales consiguió mejorar muchos de los diseños del mismo, tales como motores y generadores. Cuenta la leyenda que Edison le prometió a Tesla una recompensa de unos U$S50.000 si conseguía esas mejoras y que, luego de lograr su propósito, Edison desistió de otorgarle el premio alegando que en un principio no estaba hablando en serio y que Tesla no comprendía el "humor americano". Si bien puede decirse que, debido a esta actitud, Edison estafó o engañó a Tesla, las afirmaciones de que lo desacreditó o lo desfalcó son exageradas. Edison sí le ofreció un importante aumento de salario (más de un 50%), lo cual Tesla rechazó y para luego renunciar a su puesto como empleado. 

También suele afirmarse que, en los años en que Tesla estaba avocado a la construcción de la Torre Wardenclyffe, J. P. Morgan se encargó de desacreditarlo y arruinarlo. La realidad es que Morgan era quien financiaba el proyecto debido a su gran interés en la tecnología de transmisión de radio. Tesla eventualmente rompió el contrato pidiendo más dinero del estipulado y sin su desarrollo terminado. Este hecho, sumado a que Marconi logró transmisiones de radio exitosas a través del Atlántico en ese lapso, hizo que Morgan perdiera todo interés y se negara definitivamente a continuar financiando el proyecto.

La Torre Wardenclyffe fue dinamitada en 1917 por temor a que pudiera ser usada por los submarinos alemanes como un punto de referencia para posibles ataques alemanes (estaba en pleno auge la primera guerra mundial). Este es otro de los hechos que desencadenaron en el mito de que Tesla fue deliberadamente acallado y tratado de ocultar por el Gobierno, pero la verdad es que en 1917 las instalaciones de Wardenclyffe estaban prácticamente en desuso. 

Otro hecho que ha alimentado a las teorías de conspiración relacionadas con Tesla y sus inventos, es que luego de su muerte el FBI (no la CIA, ya que esa agencia aún no existía) incautó muchos de sus documentos. Más allá de la conspiranoia, este hecho no debería sosrprender a nadie, ya que Tesla pasó sus últimos años afirmando haber desarrollado tecnología armamentística revolucionaria con el único fin de obtener financiación de las fuerzas armadas. 

A pesar de su genialidad y gran visión, Tesla fue un escéptico y acérrimo enemigo de la teoría de la relatividad y de la teoría de la estructura del átomo, teorías por demás demostradas y que hoy son la base de gran parte de nuestra tecnología. A pesar de la gran evidencia experimental ya existente en aquella época, Tesla seguía creyendo y afirmando que la estructura del átomo era falsa y que este era indivisible.

Tesla puede ser considerado como un genio incomprendido, y tal vez lo era. Pero muy probablemente careció de algo que otros inventores como Edison tenían en exceso: visión comercial y astucia. Como muchos genios, era una persona inocente y cándida. Estas falencias lo privaron de la fama y el éxito de los que sí gozaron otros.

Otra falla de Tesla, causa de sus iniciales penurias económicas, era su adicción al juego. 

Quienes insisten en su postura de que Tesla fue el promotor, desarrollador, descubridor (o lo que sea) de la energía libre y/o gratis, deberían considerar el hecho de que él es uno de los principales responsables del desarrollo e implementación del actual esquema de generación, distribución y cobro de la energía eléctrica. No solo desarrolló el sistema y se benefició de la venta y las regalías por las patentes suyas involucradas, sino que publicitó personalmente el sistema en lo que se llamó "la guerra de las corrientes", en la que venció por knockout a Edison y su sistema de corriente contínua aún cuando este último ya se hallaba ampliamente en uso en los Estados Unidos y otras partes del mundo.

También se dice que Tesla es poco conocido porque fue deliberadamente acallado y ocultado de nosotros, pero la realidad es que los científicos son en general poco o nada conocidos en la cultura popular. De hecho, muchos de los desarrollos de Tesla se basaron en descubrimientos de científicos anteriores a él, de los cuales la mayoría de la gente apenas ha oido: Faraday, Lenz, Oersted, Hertz, Ampere, Volta, Joule, Henry, Coulomb, Kirchoff, y muchos más. Un hecho que contradice esta creencia es que las patentes de Tesla se hallan disponibles para cualquiera en la web de la USPTO (la oficina de patentes y marcas de Estados Unidos) como en este ejemplo.

Finalmente, quiero enfatizar que el presente artículo no tiene por objeto desacreditar a Nikola Tesla, sino todo lo contrario: se trata de defenderlo de las falsedades que de él se dicen y de las atribuciones falaces que le hacen. Fue un hombre excepcional, pero un hombre al fin y al cabo.