Nikola Tesla ( III )

5. La Compañía Eléctrica Tesla

Al no encontrar un puesto como ingeniero, Tesla se vio forzado a trabajar como obrero. A principios de 1887, los comentarios sobre sus proyectos con AC atrayeron a su capataz. El capataz también estaba obligado a realizar un trabajo por debajo de sus capacidades, y pronto simpatizó con la situación de Tesla. Decidió recomendarlo a A. K. Brown de la Western Union Telegraph Company. En abril, Brown y un amigo aportaron el dinero para crear la "Tesla Electric Company". Casualmente, el nuevo laboratorio de Tesla estaba ubicado dentro de un edificio que pertenecía a Edison.

Pronto Tesla construyó un generador AC de dos fases, el motor de inducción que había construido en Europa y otras máquinas que tenía en mente diseñar desde su permanencia en Budapest. No sólo se concentró en sistemas de fase simple, bi-fásicos y tri-fásicos, sino que también experimentó con dispositivos de 4 y hasta 6 fases. También desarrolló la teoría matemática necesaria para explicar la operación de sistemas AC, a fin de mostrar y hacer entender sus trabajos a otros científicos.

Comprobada la eficiencia de sus sistemas AC, Tesla se dedicó a desarrollar una serie de inventos fundamentales. En 1888 los patentó. Sus geniales creaciones y logros se difundieron rápidamente. El 16 de mayo de este año fue invitado a ofrecer una ponencia sobre "Un nuevo sistema para motores y transformadores de Corriente Alternante" en la AIEE de Nueva York. Ya era entonces reconocido y aceptado como miembro de la Asociación de Ingenieros Eléctricos.

Para aquella época, George Westinghouse era un afamado inventor que había hecho una fortuna en Pittsburgh fabricando frenos neumáticos para trenes y una variedad de dispositivos eléctricos. Reconoció las ventajas que ofrecían los sistemas de potencia AC respecto de los DC y divisó el gran potencial comercial de los trabajos realizados por Tesla.

Los sistemas DC de Edison no podían distribuir potencia más allá de media milla del generador debido a las excesivas caídas de voltaje producidas por la resistencia de las líneas de alto voltaje y la enorme corriente que fluía por las líneas. Los voltajes AC, en cambio, se elevan en el generador usando transformadores, reduciendo así la corriente y las pérdidas de la transmisión. El resultado es un aumento sustancial del rango de distribución. Los transformadores convierten los voltajes AC a niveles seguros en el punto donde se utiliza la potencia.

6. Una Alianza con Westinghouse

Luego de su presentación en la AIEE, Westinghouse se contactó con Tesla para ver en persona su equipamiento AC. Ambos tenián intereses en común e inmediatamente entablaron una buena relación. Westinghouse le ofreció a Tesla un millón de dólares por sus patentes AC. También lo invitó a Pittsburgh por un año y le ofreció un alto salario como asesor técnico. Tesla aceptó la oferta. Le cedió medio millón a A. K. Brown y el socio que financiaron su trabajo. Había accedido a una riqueza jamás soñada.

Surgieron problemas cuando los ingenieros de Westinghouse intentaron usar los diseños de Tesla para producir motores de fase-simple pequeños. Además, las prioridades y urgencias por fabricar sistemas de potencia AC de Westinghouse, dependientes de su venta exclusiva, eran diferentes de los objetivos que se proponía Tesla con sus investigaciones. Tesla estaba seguro de que sus máquinas AC operaban de manera más eficiente a una frecuencia de 60 Hz (entonces "ciclos por segundo") mientras que los ingenieros de Westinghouse usaban frecuencias de 133 Hz.

Insatisfecho con trabajar para terceros, Tesla retornó a su laboratorio de Nueva York. Ya había logrado solventarse por sí mismo y deseaba retornar a sus proyectos. Rechazó una oferta muy lucrativa de Westinghouse para permanecer en Pittsburgh. Después de abandonar esta ciudad, se le concedió la ciudadanía norteamericana.

7. AC de Alta Frecuencia

Sabiendo que el espectro electromagnético se extiende hasta más allá de la luz visible, Tesla investigó el comportamiento de circuitos a frecuencias más altas. Parte de su trabajo lo dedicó a sus transformadores, conocidos hoy como "bobinas Tesla". Otra parte de su trabajo la dedicó a circuitos sintonizados.

Al desarrollar su teoría matemática de los circuitos AC, Tesla advirtió las funciones que cumplían la inductancia y la capacitancia en la producción de resonancia eléctrica. Descubrió que podía producir voltajes extremadamente altos a frecuencias medidas en decenas de cientos de kHz agregando la apropiada cantidad de capacitancia al primario de un transformador de núcleo aéreo. (Si bien los núcleos de hierro hacen que los tranformadores de 60-Hz tengan un buen rendimiento, degradan el rendimiento del transformador a altas frecuencias.). Una descarga de distancia explosiva conectada al arrollamiento primario del transformador forma un oscilador capaz de producir descargas de alta-frecuencia, y alto-voltaje.

Tal como lo predijo teóricamente, y confirmado luego en sus experimentos, Tesla estableció que una corriente AC de alta-frecuencia fluye a lo largo de la superficie del cuerpo humano más que a través del mismo. Es por esta causa que no se sienten permanentemente shocks eléctricos. Ya en 1890 reconoció el valor terapéutico que tenían los campos eléctricos de alta-frecuencia aplicados sobre el cuerpo humano. El efecto se conoció como "diatermia".

En mayo de 1891 Tesla realizó la primera lectura y demostración pública de su teoría de alta-frecuencia en la AIEE. Además de producir chispas elécticas largas con las puntas de sus dedos, creó placas eléctricas de llama y provocó que tubos de gas sellados (tubos Geissler) se encendiesen sin una conexión eléctrica directa a los mismos. La espectacular demostración, asociada a su extraordinaria exposición sobre sistemas de potencia AC poli-fásicos, lo establecieron como uno de los grandes científicos de su tiempo.

8. Tesla demuestra la radiotelegrafía sin cables

En la Convención de la Asociación Nacional de Alumbrado Eléctrico de St. Louis, 1893, Tesla demostró por primera vez la transmisión de energía eléctrica sin cables, y por consiguiente, la posibilidad de la comunicación inalámbrica. En una parte de su exposición, Tesla presentó un circuito que consistía en una batería de capacitores vibrantes Leyden y una bobina. El circuito sintonizado se conectó a una distancia explosiva y a un transformador de distribución-de-potencia de 5-kVA. Un alambre vertical (antena) se extendía desde la bobina al techo. Este dispositivo conformaba su "transmisor".

En otra etapa de su exposición Tesla presentó su "receptor", que consistía en un circuito sintonizado idéntico con un alambre vertical extendido al techo. Conectó un tubo Geissler lleno-de-gas al circuito sintonizado en el lugar de la distancia explosiva usada con el transmisor.

No había cables conectados entre el transmisor y el receptor. Cuando Tesla aplicó potencia al transmisor, el tubo Geissler del receptor se encendió. Esta demostración ocurrió dos años antes de que Marconi fuera a Londres con su equipamiento de telegrafía inalámbrico. Muy pronto Tesla se dedicó a encender tubos de gas en una manera que anunciaba el desarrollo posterior de luces de neón y lámparas fluorescentes.

Al mismo tiempo, se intentó llevar a cabo un experimento que demostrara el valor del sistema AC poli-fásico de Tesla. Se discutió el concepto de la energía hidroeléctrica, y la posibilidad de aprovechar la energía de las Cataratas del Niágara. Actualmente la tecnología permite alcanzar esta meta. Si se usaba la potencia del Niágara para generar DC, el área potencial sobre la cual se podría distribuir electricidad sería muy pequeña. Aún Buffalo, a sólo 22 millas, quedaría afuera si se intentase generar DC.

En 1893, tanto la Westinghouse Electric Company como la General Electric Company (sucesora de la Edison General Electric Company) enviaron propuestas a Tesla para instalar su sistema poli-fásico. La GE, que fomentó la AC cuando Edison dejó de controlar la compañía, obtuvo una licencia para usar las patentes Tesla de Westinghouse.

Westinghouse obtuvo el contrato para la planta de generación eléctrica en Niágara y GE fue elegida para construir la línea de transmisión a Búfalo, y su sistema interno de distribución. En 1895 la planta comenzó a generar potencia y la línea de transmisión se completó al año siguiente. Se elevó una vez más la fama de héroe tecnológico de Tesla.

De 1891 a 1893, Tesla se convirtió en una celebridad. Sus servicios eran requeridos por científicos y altas autoridades de diversos países del mundo. Fue invitado a Londres y Paris para ofrecer sus espectaculares lecturas y demostraciones. Europa comenzó a reconocer la magnitud de sus logros. Tesla abandonó su activa vida social para volver a la investigación que tanto amaba. De todos modos, siempre mantuvo interés por conservar su imagen de hombre célebre.

Sus demostraciones, en las que tubos de gas se encendían próximos a transformadores de alta-frecuencia y alto-voltaje, probaron que era posible la transmisión de energía eléctrica a cortas distancias. Tesla pretendió desarrollar su concepto. Estaba seguro sobre la posibilidad de transmitir energía sin cables, no sólo para la comunicación, sino también para sistemas de alumbrado y motores en todo el mundo.

A comienzos de 1895, Tesla construyó en su laboratorio un transmisor con una estación receptora portátil para probar su último proyecto. Logró establecer una transmisión sin cables a corta distancia. Entonces sobrevino una tragedia. En la preparación de su primera demostración pública, un incendió destruyó por completo su laboratorio, todo su equipamiento y sus registros. Tesla se desanimó. Había invertido todo su dinero en este trabajo, sin tomar la precaución de asegurarlo previamente.

Con dinero provisto por el hombre que organizó el proyecto de la planta de Niágara, Tesla pudo reconstruir su laboratorio. En 1897 reanudó las pruebas de transmisión inalámbrica con su transmisor y su receptor portátil. El receptor fue operado sobre un bote que navegó por el Río Hudson, y demostró así la posibilidad de la transmisión inalámbrica a 25 millas de distancia. Las dos patentes fundamentales de transmisión de energía eléctrica sin alambres (645.576 y 649.621) fueron registradas en septiembre de 1897. En 1943, la Corte Suprema de los Estados Unidos estableció que el trabajo de Tesla, junto con los logros independientes de Oliver Lodge y John Stone, anticiparon el trabajo de Marconi. Como resultado, se declaró inválida la importante patente sobre inalámbricos de Marconi de 1904.