Un brevetto di Tesla di un secolo fa potrebbe tornarci utile oggi

Quando si parla di un genio del calibro di Nikola Tesla, il tempo sembra davvero non contare nulla. Tant’è che un’équipe di scienziati del Courant Institute of Mathematical Science alla New York University, spulciando i vecchi lavori del fisico e inventore serbo, ha riscoperto una sua creazione e si è resa conto non soltanto che il suo potenziale è maggiore di quanto si pensasse finora, ma anche che probabilmente ci sono applicazioni ancora inesplorate. Potrebbe essere usata, per esempio, per ridurre le vibrazioni dei motori o essere integrata nei dispositivi che regolano il flusso di carburanti, refrigeranti, lubrificanti o altri gas e liquidi. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Nature Communcations.

Non solo elettricità: il Tesla pioniere della fluidodinamica

“È davvero stupefacente che un’invenzione che risale a oltre un secolo fa non sia stata completamente compresa, e che potrebbe essere utilizzata nei sistemi moderni in modi che ancora nessuno ha considerato”, commenta Leif Ristroph dell’istituto newyorkese e co-autore dello studio. “Tesla“, va avanti il ricercatore, “è considerato un genio nel campo della corrente e dei circuiti elettrici, tuttavia anche i suoi contributi nel settore della fluidodinamica sembrano essere realmente pioneristici”. Il dispositivo, che Tesla chiamò “condotto valvolare”, è composto da una serie di circuiti interconnessi a forma di goccia, e fu progettato per far circolare i flussi di fluidi in una sola direzione senza bisogno di avere parti in movimento. La struttura del condotto, sostanzialmente, fa sì che i fluidi che lo attraversano in una direzione trovino una “strada” agevole da percorrere, e rende molto più difficile percorrere il circuito nella direzione inversa.

Come funziona il condotto valvolare di Tesla

Per comprendere meglio le potenzialità del dispositivo, Ristroph e colleghi lo hanno ricostruito e sottoposto a dei test per misurare la resistenza al flusso in entrambe le direzioni: in questo modo, hanno scoperto che la valvola si comporta come se fosse un interruttore. A piccole velocità non ci sono differenze tra i flussi nelle direzioni opposte, ma sopra una certa soglia, improvvisamente, il dispositivo si “accende” e offre una brusca resistenza ai flussi inversi. “Fondamentalmente”, dice ancora l’autore del lavoro, “l’attivazione del dispositivo avviene quando si generano flussi turbolenti nella direzione opposta a quella di scorrimento, che ‘intasano’ il circuito con vortici e correnti di disturbo. E questo tipo di turbolenza compare a portate molto più basse rispetto a quanto osservato finora in tubi di forme più standard. Il dispositivo, quindi, può essere estremamente efficiente per il controllo dei flussi, più di quelli comunemente usati oggi”.

Come se non bastasse, gli scienziati hanno scoperto che la valvola funziona ancora meglio quando il flusso non è costante, ossia se arriva a impulsi, e riesce persino a convertirlo in un flusso regolare – un po’ come se fosse un trasformatore di corrente da alternata a continua.

Una valvola che non si usura

“Probabilmente a Tesla è venuto in mente proprio perché stava lavorando a un dispositivo analogo per la corrente elettrica – tant’è che è famoso soprattutto per aver inventato il motore a corrente alternata e il trasformatore da corrente alternata a corrente continua”, conclude Ristroph. “Il suo dispositivo è un’alternativa molto valida alle valvole che si usano oggi, che hanno parti in movimento che tendono a deteriorarsi con il tempo. Potrebbe essere usato, per esempio, per ridurre le vibrazioni nei motori e nelle macchine usate per pompare carburante, refrigeranti, lubrificanti o altri gas e liquidi”.

Riferimenti: Nature Communications