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L'opera e la leggenda - Estratto da "Tesla - Lampo di Genio"

di Massimo Teodorani 3 mesi fa


L'opera e la leggenda - Estratto da "Tesla - Lampo di Genio"

Leggi in anteprima un estratto dal libro di Massimo Teodorani e scopri la vita e le opere di questo grande genio del XX secolo troppo spesso gettato in ombra

Nikola Tesla nacque al confine tra Croazia (a quel tempo facente parte dell’lmpero Austro-Ungarico) e Serbia, da padre Serbo e madre Croata, nella notte tra il 9 e il 10 Luglio 1856 nel villaggio di Smiljan mentre era in corso un violentissimo temporale.

Indice dei contenuti:

Gli anni in Europa e le prime intuizioni inventive

Il padre Milutin era un ministro della chiesa ortodossa e la madre Djocetia una casalinga non scolarizzata ma dotata di una formidabile intelligenza e inventiva. Nikola aveva un fratello, Dane, che morì in giovane età a causa di un incidente a cavallo, e tre sorelle.

Dopo un’infanzia passata in campagna a contatto con la natura, sui misteri della quale cominciò subito a interrogarsi, frequentò prima la scuola pubblica di Gospic e poi la scuola superiore di Karlovac dove riuscì a diplomarsi in soli 3 anni, iniziando fin da subito a costruirsi una conoscenza poliedrica che spaziava dalla matematica (conosceva le tecniche matematiche più avanzate del tempo) alla filosofia, alla poesia e alla narrativa (conosceva a memoria le opere di Goethe, Spencer, Shakespeare, Voltaire, Locke e Mach) e alle lingue straniere (ne conosceva ben 9).

In seguito, affascinato dagli enigmi della natura e dalle possibilità della tecnologia di imbrigliarne i meccanismi e contrastando le pressioni del padre che voleva che seguisse la carriera ecclesiastica, egli decise di intraprendere studi universitari di base in fisica e matematica (1875) al Politecnico Joanneum di Graz in Austria dove, studiando fino a venti ore al giorno e sorprendendo professori e compagni di corso come stakanovista dello studio, riuscì a laurearsi in tempi brevi in Ingegneria con indirizzo elettrico e meccanico.

In questo periodo di studio si appassionò moltissimo alle lezioni di fisica del professor Poeschl, che sfidò più volte quando gli propose miglioramenti di efficienza di una dinamo tradizionale che funzionava con commutatori a spazzole, i quali producevano enormi dissipazioni di energia. Tesla era in grado di risolvere il problema eliminando questi commutatori, ma l’illustre professore non ne voleva sapere.

Nonostante avesse seguito corsi anche all’Università di Praga in Cecoslovacchia, non ebbe la possibilità di proseguire verso studi più avanzati per via della morte del padre, cosa che gli impedì di disporre dei fondi necessari per approfondire ulteriormente la sua educazione scientifica.

Nel 1881 si spostò a Budapest in Ungheria, per lavorare nella Compagnia Americana dei Telefoni, dove diventò caporeparto. Fu in questo periodo che egli visualizzò il principio del “campo magnetico rotante”, già intuito nel periodo trascorso a Graz mentre studiava il funzionamento della dinamo tradizionale ai corsi di laboratorio, e iniziò a sviluppare i piani per un “motore a induzione” che sarebbe diventato il suo primo passo concreto verso una utilizzazione generalizzata e di successo della corrente alternata, quell’invenzione che l’avrebbe reso famoso negli anni successivi.

Sfortunatamente a Budapest scoprì che la tecnica telefonica era ancora agli inizi, per cui dovette rassegnarsi ad accettare poi un impiego molto mal pagato presso l’ufficio telegrafico del governo. Per un certo periodo ritornò in Jugoslavia vivendo a Maribor, dove fu impiegato come ingegnere assistente.

Nel 1882 si spostò a Parigi per lavorare come ingegnere presso la Continental Edison Company, sotto la guida dell’ingegnere inglese Charles Batchellor, dove lavorò ad un miglioramento delle dinamo esistenti e inventò i regolatori automatici, cosa che rese molto più efficiente la diffusione della corrente elettrica. Nello stesso anno concepì il primo motore a induzione e cominciò a sviluppare vari marchingegni che comportavano l’uso di campi magnetici rotanti in grado di sfruttare l’uso della corrente elettrica alternata, per i quali ricevette brevetti nel 1988.

Nel 1882 si precipitò di nuovo in Jugoslavia al capezzale della madre morente, ma arrivò solo poche ore dopo la sua morte. Tesla era profondamente legato alla madre, la quale sembra gli avesse anche trasmesso parte del suo genio inventivo. Dopo la morte della madre si ammalò di un serio esaurimento nervoso, dal quale cercò di guarire in due-tre settimane presso la sua casa vicino a Gospic.

I primi anni negli Stati Uniti e l’inizio della disputa con Edison

Nel 1884, lasciandosi alle spalle la Jugoslavia, si spostò definitivamente negli Stati Uniti accettando di lavorare per la Edison Machine Works a New York. Arrivò negli USA con solo 4 centesimi in tasca, un libro di poesie, un manuale di appunti per costruire una macchina volante di concezione rivoluzionaria e una lettera di presentazione di Charles Batchellor.

Appena arrivato negli USA, gli fu offerto un impiego come ingegnere dal famoso Thomas Edison, inventore della lampadina ad arco e del fonografo e massima autorità mondiale a quel tempo in materia di elettricità. La lettera di presentazione era indirizzata da Batchellor proprio a Edison. Nella lettera c’era scritto: “Conosco due grandi uomini e Lei è uno di quelli. Questo giovane è l’altro uomo”.

Il lavoro di Tesla con Edison cominciò con attività di semplice ingegneria elettrica. Tesla, che per la testa aveva ben altri progetti che non quello di perpetuare una tecnologia obsoleta e inefficiente, per le sue indubbie competenze e per la sua capacità di lavorare intensamente si guadagnò comunque il rispetto di Edison e accettò l’incarico di ridisegnare le dinamo a corrente continua prodotte dalla compagnia diretta da Edison.

Dopo che Tesla descrisse in dettaglio la natura dei benefici delle modifiche da lui proposte per potenziare le dinamo di Edison, Edison gli promise 50.000 dollari se questo progetto fosse andato in porto. Per quasi un anno Tesla, seguendo le sue abitudini di quando era studente, lavorò molto duramente sul progetto di ridisegno delle apparecchiature che gli era stato commissionato, riuscendo a dare alla compagnia di Edison nuovi brevetti estremamente redditizi.

Quando Tesla richiese i 50.000 dollari promessigli un anno prima, Edison, rivolgendogli la frase: “Tesla, lei non capisce l'umore Americano ”, rinnegò la promessa fattagli, offrendogli invece un aumento di 10 dollari a settimana del suo salario.

A questo ritmo ci sarebbero voluti circa 100 anni per guadagnare interamente il denaro che gli era stato promesso (per scherzo) da Edison. Dopo la beffa, Tesla lasciò l’impiego e ruppe la collaborazione con Edison, uscendo dalla porta senza nemmeno rivolgergli la parola.

Fu così che, dopo un breve periodo di disoccupazione o lavoro saltuario e spesso umiliante, nel 1886 Nikola Tesla formò la sua compagnia, la Tesla Electric Light & Manufacturing. In quello stesso anno, una volta riacquistate le forze e la fiducia in se stesso presentò un progetto per un motore termo-magnetico, un originale e inedito strumento che funzionava riscaldando e raffreddando dei magneti. Questo strumento gli fu finanziato da un avvocato appassionato di elettricità, Charles Peck, ma l’idea si rivelò presto irrealizzabile.

Il grande sogno realizzato della corrente alternata

Il vero sogno di Tesla, maturato fin dagli anni in cui frequentava l’Università quando stava già iniziando a concepire il motore a induzione, era quello di sostituire per intero la corrente continua allora in uso generalizzato con la corrente alternata. A differenza della corrente continua, la corrente alternata, quella che ora è diffusa ovunque nelle città e nelle case, è una corrente elettrica in cui l’intensità e direzione del flusso di corrente variano ciclicamente, cosa che produce una efficiente trasmissione di energia a grandissime distanze e senza perdite lungo il percorso.

All’inizio non trovò investitori finanziari disposti a scommettere sul suo progetto sulle correnti alternate. Tra il 1886 e il 1887 svolse lavori prosaici per guadagnarsi il pane da vivere e anche per mettere da parte i risparmi che avrebbero potuto servirgli per costituire una nuova base di lancio per i suoi progetti.

Finalmente nel 1887, riuscì a costruire un prototipo del suo motore a induzione per la produzione di corrente alternata, dimostrandone con successo nel 1888 il funzionamento di fronte all’American Institute of Electrical Engineers (AIEE).

Nello stesso anno sviluppò la famosa bobina di Tesla (definita anche “trasformatore di risonanza” o “bobina ad alta frequenza”), strumento di base che funziona come un trasformatore ad alta frequenza che permette la produzione di corrente alternata usando i cosiddetti sistemi polifase che si basano sul principio dell’induzione magnetica e che comportano il passaggio di corrente in più fasi (due o tre a seconda dei casi), e anche tutta una serie di invenzioni che avrebbe successivamente brevettato.

La bobina di Tesla non è altro che un trasformatore di corrente, costituito da due bobine concentriche di filo di rame avvolto con centinaia di spire attorno a esse, un condensatore e uno spinterometro. Le due bobine sono posizionate molto vicine l’una all’altra. Quando la corrente alternata passa attraverso la prima bobina viene creato un campo magnetico di intensità variabile che permette il trasferimento di energia per mezzo del meccanismo dell’induzione magnetica alla seconda bobina.

Il campo magnetico prodotto viene infatti reso rotante iniettando due correnti alternate diverse in coppie di bobine poste sui lati opposti di uno statore. In tal modo le correnti sono sfasate di 90 gradi e il motore così ottenuto gira con corrente bifase.

Questo marchingegno sta alla base degli alti voltaggi dei tubi catodici nei nostri attuali computer, così come nelle radio e nei televisori. Basterebbe accendere un televisore dei giorni nostri per usare in meno di un secondo molte delle tecnologie inventate da Nikola Tesla più di 100 anni fa.

La corrente alternata risolve molti problemi per la trasmissione di corrente elettrica. In primo luogo il fatto che la direzione della corrente cambi molte volte al secondo dà luogo al ben noto “effetto pelle”, tramite il quale la corrente fluisce solo attraverso la superficie del filo. In tal modo le perdite dovute alla resistenza vengono grandemente ridotte e così le centrali elettriche a corrente alternata possono avere una grandissima portata. In secondo luogo il voltaggio della corrente alternata può essere alzato o abbassato utilizzando un trasformatore.

L’invenzione di Tesla della corrente alternata è il risultato della sua profonda comprensione della Legge di Ohm, definita come:

- ΔV = R ⋅ i

dove V è il voltaggio, R la resistenza e i l’intensità di corrente.

Egli applicò questa semplicissima formula in modo davvero creativo. Aveva infatti scoperto che si poteva trasformare il voltaggio dell’elettricità a corrente alternata, aumentandolo o diminuendolo mediante due bobine di filo elettrico accoppiate, quello che viene definito un “trasformatore”, che funziona secondo il principio del campo magnetico rotante.

In questo modo era possibile trasmettere l’energia ad alto voltaggio e bassa intensità di corrente attraverso lunghi cavi sottilissimi. Nel momento di utilizzare questa corrente, bastava riconvertirla ad un basso voltaggio ed elevata intensità di corrente minimizzando la resistenza, quella che determinava dispersioni di energia in forma di calore.

Tesla infatti era riuscito ad utilizzare la Legge di Ohm con il massimo rendimento, riuscendo a portare l’elettricità in tutte le case a grandissime distanze producendo una vera e propria rivoluzione non solo nella tecnologia ma anche nella società umana. E infatti era alla società umana nella sua interezza che la sua ricerca e inventiva erano rivolte.

Questa sua aspirazione, che caratterizzò tutta la sua opera, può essere ben sintetizzata nella sua ben nota frase:

"La scienza non è nient’altro che una perversione se non ha come suo fine ultimo il miglioramento delle condizioni dell’umanità"

Dopo aver assistito, nel 1888, alla efficace presentazione di Tesla del suo motore a induzione per la produzione di corrente alternata, il famoso magnate George Westinghouse, industriale dei laboratori di Pittsburgh che aveva fatto fortuna producendo freni aerodinamici e sistemi di segnaletica per le ferrovie, ascoltando attentamente le sue idee e prendendo atto delle eccezionali dimostrazioni pratiche, credette in Nikola Tesla e decise di finanziargli le ricerche dandogli 2.50 $ per ogni kilowatt venduto con l’elettricità.

In particolare egli era interessato al sistema di correnti polifase, che, permettendo la trasmissione di corrente alternata sulle lunghissime distanze, avrebbe consentito di distribuire l’elettricità su vasta scala e con notevoli guadagni economici per lui. Infatti, a differenza di Tesla che non era affatto tagliato per gli affari ma solo concentrato sulle sue ricerche, grazie a Tesla Westinghouse incrementò notevolmente i suoi introiti.

Usando i nuovissimi trasformatori sviluppati da Tesla, i voltaggi a corrente alternata potevano essere trasmessi a grandissime distanza usando cavi sottilissimi, e senza richiedere, come nel caso della corrente continua voluta da Edison, l’uso di una centrale elettrica per ogni chilometro quadrato e di cavi molto spessi per la trasmissione di energia.

La corrente continua aveva infatti l’enorme svantaggio di perdere potenza all’aumentare della distanza a causa dell’aumento della resistenza elettrica, per cui essa poteva essere trasmessa solo ad una distanza di circa uno o due chilometri al massimo. Dunque la corrente alternata, nata dal genio applicativo di Tesla, si configurava come il più efficiente e redditizio sistema di trasmissione di energia elettrica.

Fu così che il rapido sviluppo della corrente alternata che, a differenza della corrente continua, permetteva la trasmissione di potenza elettrica a distanze fino a centinaia di chilometri, permise a Tesla di gettare le fondamenta per costruire successivamente la prima centrale idroelettrica a corrente alternata presso le Cascate del Niagara.

Questa centrale iniziò nel 1896 a trasmettere energia nella zona di Buffalo, a 40 chilometri di distanza. Nello stesso anno, proprio a Buffalo, in occasione della inaugurazione della centrale idroelettrica del Niagara, Tesla tenne un lungo discorso nel corso del quale espresse le seguenti parole, che ne saranno un vero e proprio manifesto per tutta la sua vita:

“Se vogliamo eliminare la miseria e la povertà ... l’elettricità è il nostro baluardo, la fonte primaria delle nostre versatili energie. Con l’energia elettrica sufficiente a nostra disposizione possiamo soddisfare la maggior parte dei nostri bisogni e garantire un’esistenza comoda e sicura a tutti”.

Nel giro di pochi anni le linee elettriche raggiunsero anche New York inondando di luce le strade e i teatri. Il grande disegno di Tesla era quello di distribuire energia gratuita a tutti invece di far pagare per essa. In una società del genere la pace e la prosperità sarebbero state universali. Ma questo contrastava enormemente con la logica del profitto imperante nel mondo, già nata decenni prima con la rivoluzione industriale.

Questo meccanismo, soprattutto dopo la fine della guerra fredda, vige tuttora in maniera ancora più accentuata e parossistica. Se Tesla fosse nato al giorno d’oggi la sua attività avrebbe avuto vita molto più breve che ai tempi in cui realmente visse.

Le prime idee sull’energia libera e gli studi sui raggi X

Nello stesso anno di inaugurazione della centrale del Niagara, Tesla, il quale era in grado di lavorare contemporaneamente su più progetti sia scientifici che applicativi, annunciò la scoperta dei raggi cosmici, e anche un sistema tecnologico per sfruttarne l’energia.

La prolificità di Tesla in materia di invenzioni e scoperte e questa sua capacità di lavorare simultaneamente su più progetti iniziarono a suscitare l’invidia dei colleghi come Edison e degli accademici dell’epoca, al punto tale che qualcuno iniziò a tacciarlo addirittura di pazzia, megalomania o addirittura millanteria.

A tal merito Tesla molti anni dopo affermò: “Mi chiamarono pazzo nel 1896 quando annunciai la scoperta dei raggi cosmici. Ripetutamente si presero gioco di me e poi, anni dopo, poterono verificare che avevo ragione. Ora presumo che la storia si ripeterà al momento in cui affermerò di aver scoperto una fonte di energia finora sconosciuta, un energia senza limiti, che può essere incanalata... Ho iniziato i miei sforzi per imbrigliare l’energia dei raggi cosmici e posso affermare ora con certezza di essere riuscito a mettere in funzione un marchingegno motorizzato che funziona tramite essi. Posso dirvi nella maniera più generale che i raggi cosmici ionizzano l’aria creando molte particelle libere come ioni ed elettroni. Queste cariche vengono catturate in un condensatore che funziona come scarico per il circuito del motore. Avrei speranze di costruire il mio motore su vasta scala, purtroppo le circostanze non mi sono state favorevoli per realizzare questo mio progetto”.

Nel 1901 questi concetti, che si avvalevano della sua esperienza tecnologica acquisita con le correnti alternate, si concretizzarono in un brevetto per la produzione di “energia libera”. Il brevetto si intitolava “Apparato per l’Utilizzazione di Energia Radiante”. Le sorgenti principali di “energia libera” a cui Tesla si riferiva erano il Sole, la sua interazione con la magnetosfera terrestre, la Terra stessa e i raggi cosmici.

In sostanza lo scopo principale di Tesla era quello di condensare l’energia intrappolata tra la Terra e la sua atmosfera superiore per trasformarla in corrente elettrica. Egli visualizzò il Sole come un’immensa palla fatta di elettricità e carica positivamente con un potenziale di oltre 200 miliardi di volt, e la Terra, come un corpo carico negativamente.

La tremenda forza elettrica che scaturisce tra questi due corpi costituiva, almeno in parte, quella che lui chiamava anche “energia cosmica”. Questa energia varia dal giorno alla notte e da stagione a stagione, ma è sempre presente. Tesla si rese conto prima di chiunque altro che nell’ambiente naturale in cui viviamo esiste spontaneamente un sistema di conduzione di elettricità perché il Sole crea particelle ionizzate che possono essere canalizzare sia dal suolo che dalla ionosfera (a 70 Km di altezza) come mezzi di conduzione di elettricità. Per via delle proprietà conduttive di questi due elementi è possibile inviare radioonde di bassa frequenza che si combinano nel canale suolo-ionosfera e poi si propagano in forma di “guida d’onda”.

In base a questo processo le particelle positive vengono bloccate alla ionosfera e tra essa e le cariche negative del terreno - una distanza di 70 chilometri - ha luogo una differenza di potenziale dell’ordine dei 360.000 volt. Con i gas dell’atmosfera agenti come strati isolanti posti in mezzo a queste due cariche elettriche opposte, la regione tra il terreno e l’inizio dello spazio è in grado di intrappolare una grande quantità di energia. Nonostante le grandi dimensioni del pianeta, esso si comporta elettricamente come un capacitore che tiene separate le cariche positive e negative usando materiale non-conducente come isolante.

Negli anni successivi, Tesla scrisse anche articoli su altre sorgenti di energia alternativa, come quella geotermica e mareale. Aveva anche un’interessante idea per imbrigliare la forza del vento per creare elettricità, non utilizzando mulini a vento ma usando l’elettricità statica che viene liberata quando il vento fluisce attraverso apposite superfici. In tal modo, quando il voltaggio diventa abbastanza grande, verrebbe innescata una scintilla in grado di scaricare l’energia accumulata in una batteria di raccolta.

Il genio creativo di Tesla era davvero multiforme, tant’è vero che nel 1887, parallelamente alla grande invenzione delle correnti alternate e dei motori che le permettevano, cominciò a investigare quelli che successivamente sarebbero stati definiti “raggi X”.

Nel novembre del 1890 riuscì per la prima volta a trasmettere energia elettrica senza l’utilizzo di fili ad un tubo a vuoto illuminandolo, esperimento che poi avrebbe dato luogo negli anni che seguirono al più grande dei suoi progetti: la trasmissione di potenza elettrica su vasta scala senza l’utilizzo di fili in tutto il mondo. Egli aveva infatti scoperto che un tubo a vuoto tenuto in prossimità di una bobina si illuminava senza l’utilizzo di fili per la conduzione della corrente. La chiave di questa scoperta era la risonanza elettrica. Determinando la frequenza della corrente elettrica necessaria, Tesla fu in grado di accendere e spegnere svariate lampade che si trovavano a distanza di molti metri da lui.

Nel luglio 1891, acquistò definitivamente la cittadinanza degli Stati Uniti e fissò un suo laboratorio permanente a Houston Street nella città di New York. Fu lì che iniziò a fare i primi esperimenti di trasmissione di potenza senza fili usando i tubi a vuoto, riuscendo ad accendere lampadine a distanza. Fu in questo periodo che Tesla iniziò la sua amicizia con il famoso scrittore Mark Twain, letteralmente affascinato dai laboratori di Tesla e testimone - e a volte anche compartecipe - di tantissimi suoi esperimenti.

All’età di 36 anni, nel 1892, ottenne i primi brevetti riguardanti il motore polifase e i principi del campo magnetico rotante che ne garantiva il funzionamento. Nello stesso anno, usando gli stessi tubi a vuoto con cui conduceva gli esperimenti di corrente alternata e anche gli speciali tubi inventati dal famoso fisico dell’epoca William Crookes, approfondì i suoi esperimenti sui misteriosi raggi X, le cui leggi fisiche sarebbero state poi confermate e formalizzate dal fisico tedesco Wilhelm Rontgen.

In questo specifico settore Tesla effettuò numerosi esperimenti che lo portarono a produrre immagini a raggi X che riuscivano ad attraversare simultaneamente più persone situate alla distanza di circa 15 metri. Nonostante avesse effettuato innumerevoli esperimenti anche su se stesso fotografando le ossa delle sue mani, non rese note le sue scoperte anche se ne denunciò i pericoli, e molti dei suoi risultati sui raggi X andarono persi nell’incendio del suo laboratorio a Houston Street nel 1895, proprio dopo il successo ottenuto con il generatore di energia presso le cascate del Niagara.

Sembra che tutta la documentazione e il materiale perso nell’incendio non avesse bloccato il progresso delle ricerche di Nikola Tesla, dal momento che i veri schemi di progetto erano custoditi nella sua mente, in grado di replicare in qualunque momento e in qualunque luogo le sue nitide visualizzazioni scientifiche e tecnologiche.

Tesla - Lampo di Genio

Lampo di genio

Massimo Teodorani

Tutto sulla vita del geniale inventore Nikola Tesla: la sua formazione, le sue invenzioni e inclinazioni, la sua intelligente e straordinaria sensibilità e intuizione… Ma chi è veramente Nikola Tesla? È l’emblema del...

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Massimo Teodorani

Massimo Teodorani è un astrofisico di Cesena. Dopo essersi laureato in astronomia con una tesi teorico-matematica sulla evoluzione fluidodinamica di un residuo di supernova, ha successivamente conseguito il dottorato di ricerca in fisica stellare con una tesi osservativa sulle stelle...
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