NIKOLA TESLA: l'uomo che inventò il futuro

Biografia parte I

Nikola Tesla a 35 anni

Quando, alla fine del XIX secolo, in un clima di grande fervore scientifico e culturale si cominciò a far luce sui molteplici fenomeni legati all'elettricità e al magnetismo, molti uomini di ingegno si applicarono per comprendere la vera natura di questa nuova, straordinaria forma di energia.
È in questo periodo che furono gettate le basi del mondo moderno, e concepita una grande parte delle invenzioni che ancora oggi utilizziamo. Un contributo determinante a questo imponente processo di rinnovamento tecnologico e scientifico è venuto da un inventore che, per il suo genio e per l'importanza delle sue scoperte, è stato definito dai biografi "l'uomo che inventò il XX secolo". Il suo nome è Nìkola Tesla.
Nel corso della sua vita questo personaggio incredibile, versato nella matematica e nella fisica, ma anche nella letteratura, nella filosofia e nello studio delle lingue, dotato di una fervida immaginazione e di un innato temperamento artistico, ha realizzato non meno di 700 invenzioni, la maggior parte delle quali ha contribuito a modificare radicalmente il nostro modo di vivere.

È stato calcolato che il materiale accumulato nella sua febbrile attività creativa, ammonti a qualcosa come 100.000 documenti, con 34.552 pagine di materiale scientifico e 5.297 fogli di progetti e disegni tecnici. Eppure, quest'uomo solitario, dalla mente instancabile, non ha mai tratto vantaggi economici apprezzabili anche da una sola delle sue strabilianti scoperte, e ancor oggi rimane sconosciuto ai più, nonostante ci abbia regalato alcune tra le più belle invenzioni del nostro secolo.
Tanto per citarne una, la corrente alternata, cioè l'elettricità che usiamo quotidianamente all'interno delle nostre case, e che ha rivoluzionato la vita di milioni di persone. Questa scoperta basterebbe da sola a fare di Nìkola Tesla un personaggio degno di entrare nel novero dei più grandi inventori di tutti i tempi. Solo di recente, una revisione accurata del suo immenso lavoro ha cominciato a restituire alla sua figura la giusta collocazione nella storia della scienza, anche se molto resta da dire sull'opera di questo grandissimo, impareggiabile inventore.

Un piccolo sognatore

Nìkola Tesla nasce il 10 Luglio 1856, da una famiglia di origine serba a Smiljan, un piccolo paese della Lika, una regione appartenente a quell'epoca all'Impero Austro-Ungarico.
La madre, Georgina, (Djouka), è la figlia di un prete serbo e il padre, Milutin Tesla, è anch'egli un sacerdote ortodosso.
Nìkola stesso, diventato adulto, racconterà che nella notte in cui nacque, si scatenò un temporale così violento che la levatrice, impaurita dai fulmini che solcavano il cielo, definì scherzosamente il piccolo appena nato "il figlio della tempesta". Non poteva immaginare quanto sarebbe stata profetica questa sua definizione.
Secondo figlio maschio di 5 figli, fin dall'infanzia Nìkola, anzi Niko come veniva affettuosamente chiamato in famiglia, manifestò una spiccata curiosità per il mondo che lo circondava. Come raccontò più tardi, il suo interesse per l'elettricità nacque quand'egli, ancora in tenera età, rimase affascinato dalle piccole scintille che comparivano strofinando il pelo del suo gattino Macak, per un accumulo di elettricità statica. All'età di 5 anni la sua vita fu segnata da un episodio terribile, che lo accompagnò per sempre nella esistenza da adulto. Il fratello maggiore Dane, più grande di lui di 7 anni, cavalcando il cavallo arabo di proprietà del padre, cadde, venne calpestato dagli zoccoli dell'animale e, in seguito alle gravi ferite riportate, morì. Nìkola, che impietrito aveva assistito all'incidente, non riuscì mai più a dimenticare la scena. Oltre a colpirlo profondamente a livello emotivo, il tragico evento segnò in maniera definitiva il suo carattere perché, senza volerlo, i genitori proiettarono su di lui la loro frustrazione per la perdita del primogenito, destinato a seguire il padre nel sacerdozio.
Come ebbe a dire egli stesso :"Qualunque cosa io facessi degna di elogio, acutizzava il dolore dei miei genitori per la perdita del loro figlio maggiore. Così crebbi con una scarsa fiducia nelle mie capacità"(1).

Questa fu la pesante eredità che spinse Tesla, fin da ragazzo, a mettere sempre il massimo impegno in tutto ciò che faceva, per meritare l'approvazione della famiglia e dei suoi genitori.
Mentre il fratello aveva dimostrato di possedere talento per le materie letterarie, Nìkola manifestò fin da bambino una grande predisposizione per la matematica. Era in grado di svolgere a mente calcoli così complicati, che la sua insegnante arrivò a sospettare che egli fosse già, in qualche modo, a conoscenza dei risultati dei problemi che gli venivano posti.
Fin da ragazzo si divertiva a collocare nei ruscelli delle piccole ruote a pale, che giravano azionate dalla forza della corrente, e sognava di riuscire un giorno a sfruttare l'energia prodotta da quel moto vorticoso dell'acqua e di poterla distribuire a tutti gratuitamente.
Sentendo crescere dentro di sé la curiosità per tutto ciò che riguardava la meccanica e le materie scientifiche, Nìkola capiva che non sarebbe mai stato tagliato per la carriera ecclesiastica.
Il suo sogno non era quello di fare il sacerdote, ma di diventare un grande scienziato, e di creare una miriade di nuove, utilissime invenzioni.
Fu così che, seppur con riluttanza, il padre lo iscrisse al Real Gymnasium di Carlstadt.
Ancora adolescente, Nìkola lasciò la famiglia, e si trasferì in questa città della Croazia, ospite di una zia. È in questo periodo che cominciò ad interessarsi in modo scientifico all'elettricità.

Dinamo di Gramme

Un giorno uno dei suoi insegnanti, il professor Poeschl portò in classe una dinamo di Gramme per illustrarne il funzionamento, spiegando che questo dispositivo era in grado di operare sia come generatore di elettricità che come motore in corrente continua. A quell'epoca si sapeva che facendo ruotare una bobina in presenza di un campo magnetico si poteva produrre una tensione alternata, ma nessuno era ancora riuscito ad impiegarla per fare girare un motore. Per funzionare come motore in continua la dinamo di Gramme utilizzava un particolare commutatore, dotato di spazzole che si consumavano rapidamente e richiedevano una frequente manutenzione. Fu in quella occasione che Nìkola si chiese perché mai non fosse possibile inventare un motore privo di spazzole e che potesse funzionare in corrente alternata, ma il professore gli spiegò con indulgenza, che una forza discontinua come quella prodotta dalla corrente alternata, non sarebbe mai stata in grado di produrre un movimento costante in grado di far girare un motore.

Quel giorno nacque nella sua mente il proposito di inventare un motore in grado di funzionare con la corrente alternata, una sfida che lo tormentò negli anni che seguirono fino a trasformarsi in una vera e propria ossessione.
Terminato il Gymnasium di Carlstadt, Nìkola si trasferì a Graz, dove studiò ingegneria elettrica al Politecnico, e successivamente si iscrisse ad un corso di fisica e matematica avanzata all'Università di Praga. Chi lo conobbe in quell'epoca lo ha descritto come uno studente modello, profondamente assorbito dallo studio, che aveva la curiosa abitudine, nel poco tempo libero, di rilassarsi dedicandosi alla risoluzione di complessi calcoli matematici. Questa grande padronanza della matematica, gli servirà in futuro per verificare a priori la possibilità di far funzionare i suoi progetti e per migliorare costantemente tutte le sue invenzioni.

Una mente brillante

"Sig. Edison, le mando un uomo straordinario. Conosco solo due persone capaci di realizzare cose grandiose in campo elettrotecnico. Uno è Lei, l'altro è l'uomo che ha di fronte."
Così esordiva la lettera di presentazione, scritta da Charles Batchellor, con la quale sul finire dell'estate 1884 un giovane ingegnere di 28 anni si presentava al cospetto di Thomas Edison, nei suoi uffici dislocati al numero 65 della Fifth Avenue di New York. Quel giovane era Nìkola Tesla, sbarcato da appena un giorno sul suolo americano, dopo una lunga traversata via mare. Tesla proveniva da un severo tirocinio in Europa. Dopo la morte del padre era stato costretto ad interrompere gli studi, per non gravare sulle magre risorse economiche della madre, e si era trovato un lavoro presso una società che installava apparecchi telefonici a Budapest.

Brevetto di Tesla del motore in corrente alternata con descrizione del campo magnetico rotante

In quella città ove si era trasferito, ogni momento libero era buono per dedicarsi all'idea che lo dominava ormai da tempo: realizzare il motore in corrente alternata. Vi si applicò con tutte le sue energie, al punto da cadere in un forte esaurimento nervoso. Però quella crisi doveva alla fine portarlo alla soluzione a cui agognava da tempo.
Un giorno, mentre passeggiava nel Parco di Budapest con un amico, recitando alcuni versi del "Faust" di Goethe, gli arrivò improvvisa l'ispirazione. Questo insolito connubio tra temperamento artistico e razionalità scientifica sarà frequente nelle sue intuizioni, che spesso, come racconterà in seguito, saranno precedute dalla visione di bagliori luminosi, che gli si presenteranno alla mente quasi ad anticipare la soluzione di un problema. E non poche volte Tesla sbalordirà i suoi contemporanei, dimostrando di sapere visualizzare già solo col pensiero le sue invenzioni fin nei minimi dettagli, a testimonianza della fervida genialità della sua mente.
Quel giorno a Budapest intuisce che il segreto per far funzionare il suo motore è quello di usare non una, ma due tensioni alternate, sfasate fra loro. In questo modo si genera nel rotore una forza indotta che lo costringe a ruotare senza dover ricorrere alle spazzole. è il grande momento che aspettava. Il motore asincrono, diventa finalmente una realtà, e verrà poi realizzato e brevettato più tardi (2).

È bene ricordare che nello stesso periodo, e senza nulla sapere del lavoro di Tesla, anche l'italiano Galileo Ferraris era pervenuto alla scoperta del campo magnetico rotante, che venne presentato alla Reale Accademia delle Scienze il 18 Marzo 1888 mentre Tesla brevettò il suo motore solo due mesi dopo, nel maggio dello stesso anno. Per questo Galileo Ferraris è universalmente riconosciuto come l'inventore del motore asincrono.
Tuttavia, mentre il prototipo realizzato da Ferraris sviluppava una potenza molto ridotta, Tesla ebbe il merito di costruire un motore in grado di erogare una potenza maggiore, utilizzabile dal punto di vista pratico. L'invenzione era una trovata geniale, che avrebbe potuto far guadagnare al suo inventore una grande quantità di denaro. Ma Tesla non si curava molto di trarre profitto dalle sue invenzioni. Una volta che un problema era risolto, la sua attenzione si spostava subito su qualcos'altro. E difatti, una volta ideato il motore, si gettò a capofitto nella progettazione di tutto ciò che sarebbe stato necessario per farlo funzionare, e cioè generatori di corrente alternata più efficienti e un sistema di trasmissione dell'energia a distanza che prevedeva l'impiego di trasformatori elevatori e riduttori, in modo che l'energia elettrica potesse arrivare agevolmente nelle case. In questo periodo, inoltre, ideò il sistema di generazione polifase, basato su tre fasi distinte, che ha contribuito in maniera determinante alla rivoluzione industriale ed è tutt'oggi in uso.
è interessante notare che pur essendo dotato di un grande spirito pratico, nel progettare le sue macchine elettriche Tesla non procedeva mai per tentativi, ma partiva sempre da precisi presupposti matematici. E se i suoi calcoli gli dicevano che un progetto era teoricamente possibile, non c'era forza al mondo che avrebbe potuto impedirgli di lavorarci fino a realizzarlo.

L'incontro con Edison

Partendo da sinistra la lampada ad incandescenza realizzata nel 1878 da Swan, la lampada a filamento di carbone realizzata nel 1879 da Edison e infine la lampada a filamento di Osmio costruita da Auer nel 1902

Nel 1882 Tesla decise di trasferirsi a Parigi per lavorare alla Continental Edison Company, una filiale della americana Edison Electric Light, in qualità di ingegnere elettrico. La società non versava in buone condizioni, specialmente dopo un incidente che stava rischiando di trasformarsi in un caso politico. Era successo che la Continental aveva ottenuto l'appalto per la fornitura di una centrale elettrica ad una compagnia ferroviaria tedesca. Al momento della inaugurazione presso la città di Strasburgo, alla quale aveva presenziato l'Imperatore Guglielmo I in persona, la centrale era esplosa, e c'era mancato poco che il Kaiser stesso rimanesse ferito.

Da quel momento la commessa rischiava di tramutarsi in un autentico disastro per la Continental. Il direttore, l'ingegnere Charles Batchellor, avendo intuito le grandi capacità di Tesla, lo inviò immediatamente a Strasburgo, e vista l'importanza della missione, gli promise un premio di 25.000 dollari se fosse riuscito a risolvere il problema. Non solo Tesla riparò egregiamente la centrale, ma giunto a Strasburgo affittò un locale ad uso laboratorio e, nei ritagli di tempo, costruì un efficiente alternatore e il suo primo prototipo del motore in alternata, che dimostrò di funzionare egregiamente.
Molto soddisfatto, rientrò a Parigi, ma quando richiese il pagamento del premio promesso, questo gli fu negato con varie scuse proprio da Batchellor, che se la cavò convincendolo ad imbarcarsi per l'America. Qui, gli disse, avrebbe potuto esporre le sue idee direttamente a Thomas Edison, l'uomo che, dopo avere brevettato il fonografo e un nuovo tipo di lampada elettrica, era considerato uno dei più grandi inventori dell'epoca.

Fu così che nell'estate del 1884 Tesla si lasciò alle spalle il vecchio continente, e si imbarcò per gli Stati Uniti, con la speranza di ottenere da Edison i finanziamenti per il suo progetto di una rete elettrica in corrente alternata.
Quando Edison si trovò di fronte il giovane ingegnere serbo, non ne comprese subito il valore.
La persona che aveva davanti si affannava a parlare dei suoi progetti per la realizzazione di una rete di distribuzione della corrente elettrica alternata, mentre la sua compagnia aveva investito ingenti capitali nella costruzione di una rete elettrica a corrente continua.

In quegli anni, in America era in atto un grande cambiamento. Le lampade a gas che avevano fruttato un grosso ritorno economico alle compagnie che le avevano installate per l'illuminazione pubblica, stavano per essere sostituite dalla nuova illuminazione elettrica. Edison, che aveva inventato un nuovo tipo di lampada ad incandescenza, aveva capito che per fare denaro questo non bastava. Se voleva vendere le sue lampade, doveva provvedere a portare nelle case degli americani anche quello che serviva a farle funzionare, cioè l'elettricità.

La corrente veniva prodotta a quell'epoca da grosse dinamo azionate dalla forza del vapore, e immagazzinata mediante batterie. Si trattava ovviamente di corrente continua.
Edison si stava scontrando proprio in quel periodo con un problema tecnico che all'inizio non aveva preso in considerazione, e che ora appariva insormontabile. L'elettricità prodotta dalle sue dinamo non riusciva a superare infatti la miserevole distanza di 800 metri.

Questo perché la corrente continua determinava nei cavi una caduta di tensione talmente forte, da affievolirla già nel raggio di un chilometro. Per questo la fornitura della elettricità di Edison si limitava unicamente alle abitazioni di pochi facoltosi cittadini, oppure a grossi complessi come i teatri, ma non avrebbe mai potuto coprire le distanze richieste dall'illuminazione pubblica.
In questo caso sarebbe stato necessario impiegare cavi di sezione molto più elevata, rendendo il progetto svantaggioso dal punto di vista economico.
è una cosa che oggi a qualsiasi studente di materie scientifiche appare subito ovvia. Ma ciò non valeva per Edison, personaggio abituato a procedere per tentativi e profondamente diffidente delle conoscenze teoriche. Basta dire che la legge di Ohm, pur essendo già stata enunciata nel 1827, cioè da più di 50 anni, gli era totalmente sconosciuta. Sebbene è giusto precisare che anche gran parte degli scienziati dell'epoca non la prendeva in considerazione.
Tesla era uno dei pochi che aveva capito che quella semplice equazione:
V = R • I
era una scoperta di portata eccezionale, perché consentiva di prevedere esattamente cosa sarebbe successo in qualsiasi circuito elettrico. E la capacità di previsione era proprio ciò che mancava ad Edison. Per produrre la corrente che voleva distribuire era costretto ad accoppiare tra loro numerose dinamo, e poiché non conosceva i presupposti tecnici necessari per la loro sincronizzazione, accadeva che durante il funzionamento si creava inevitabilmente uno squilibrio, per cui una dinamo funzionava da generatore mentre l'altra si comportava da motore.
Così, a fronte di tutte queste difficoltà tecniche, l'espansione della sua rete elettrica segnava il passo.

Per di più Edison non era l'unico imprenditore presente in campo elettrico, visto che doveva fare i conti con un altro formidabile concorrente, l'ingegnere George Westinghouse.
Sapendo che Tesla aveva progettato a Parigi un regolatore automatico per le dinamo che si era rivelato molto utile per il loro funzionamento, Edison lo incaricò di risolvere il problema dell'accoppiamento e gli promise, se fosse riuscito, la somma di 50.000 dollari, che gli sarebbe stata enormemente utile per proseguire le sue ricerche sull'alternata.
Tesla si mise all'opera lavorando sette giorni su sette, dalle 10 del mattino alle 5 di quello seguente. In un anno di lavoro frenetico, realizzò progetti per 24 nuove macchine per corrente continua, che potevano lavorare perfettamente accoppiate senza interferire l'una con l'altra. Ideò un sistema di controllo che consentiva di sincronizzarle, migliorandone notevolmente l'efficienza.
Edison tradusse tutti questi progetti in altrettanti brevetti e cominciò a rimpiazzare le vecchie macchine con le nuove. A questo punto Tesla chiese a Edison il pagamento del premio promesso. Ma quale non fu la sua amarezza quando se lo sentì negare, con queste sarcastiche parole: "Testa, ma lei non capisce lo humour americano"(3).
Di fronte a tanta sfrontatezza, fu talmente amareggiato che si licenziò immediatamente.
L'incontro tra Tesla e Edison rappresenta il conflitto tra due culture profondamente diverse, la cultura europea di Testa, uomo colto e raffinato, che conosceva molti classici a memoria e padroneggiava la bellezza di nove lingue, e quella di Edison, che incarnava invece il classico "self made man"americano, pragmatico e costantemente proiettato a far denaro.
Tesla si ritrovò così improvvisamente senza lavoro.

continua

Note:
(1) Vedi "L'uomo che ha inventato il XX secolo"di Robert Lomas Newton-Compton, p. 18.
(2) Secondo alcune fonti l'invenzione avrebbe avuto luogo nel 1883, nel periodo in cui Testa era a Parigi. In realtà in questo periodo egli costruì il primo prototipo del motore in alternata, in occasione del suo soggiorno a Strasburgo.
(3) idem, p.48.

Le foto dell'inserto sono tratte da Internet.

Courtesy of "NUOVA ELETTRONICA", Anno 43 - N.246, ISSN 1124-5174, gennaio-febbraio 2011