Daniele Pizzo
©American Journal of Physics
Tra le invenzioni che Nikola Tesla ci ha lasciato ce n’è una che suscita meraviglia per la sua efficienza nella sua apparente semplicità: è la cosiddetta “valvola di Tesla”, altrimenti nota come “condotto valvolare di Tesla”.
Brevettata negli USA il 3 febbraio 2020, la valvola di Tesla è una valvola di non ritorno per fluidi: detto in parole semplici, consente ad un fluido, liquido o gassoso, di muoversi in una direzione ma non in quella contraria. L’obbiettivo è portare il fluido dal punto A al punto B senza che sia possibile il percorso inverso.
Il condotto valvolare inventato dal fisico serbo più di 100 anni riesce ad ottenere questo effetto grazie ad un particolare disegno formato da un canale principale e delle diramazioni che in caso di riflusso deviano parte del fluido orientandolo in maniera contraria alla direzione dello stesso, praticamente bloccandolo.
In questo modo si ottiene una sorta di “senso unico” per i fluidi, anche se non perfettamente a tenuta stagna. Il vantaggio più grande è però che non vi sono parti mobili, dunque soggette ad usura, come tutte le altre valvole di questo tipo da decenni impiegate in applicazioni idrauliche. Un altro vantaggio è che si può realizzare in diversi materiali, dal momento che l’usura non è un problema. Naturalmente si possono variare la portata e la resistenza modificandone le dimensioni.
Dopo circa un secolo al Courant Institute of Mathematical Sciences dell’Università di New York un gruppo di fisici ha eseguito una serie di studi sulla valvola di Tesla, scoprendone alcune per certi versi sconosciute potenzialità.
«È straordinario che questa invenzione di 100 anni fa non sia ancora completamente compresa e possa essere utile nelle moderne tecnologie in modi non ancora presi in considerazione», spiega Leif Ristroph, professore associato presso il Courant Institute of Mathematical Sciences della New York University ed autore dello studio pubblicato sull’ American Journal of Physics. «Tesla è conosciuto come il mago delle correnti e dei circuiti elettrici, ma il suo lavoro meno noto sul controllo dei flussi dei fluidi era davvero in anticipo sui tempi».
Il disegno originale depositato da Tesla all’ufficio brevetti USA nel 1920
I ricercatori di New York hanno scoperto che il dispositivo risponde un po’ come un interruttore: a basse portate non c’è differenza di resistenza tra le direzioni dei flussi, ma al di sopra di una certa velocità di flusso il dispositivo “si accende” bruscamente e controlla o resiste in modo significativo ai flussi inversi.
Hanno inoltre scoperto che la valvola funziona ancora meglio quando il flusso non è costante, cioè quando è caratterizzato da impulsi o oscillazioni: il dispositivo invece lo converte in un flusso di uscita regolare. Questa azione di pompaggio imita i convertitori AC-DC che trasformano la corrente alternata in corrente continua.
«Pensiamo che questo fosse ciò che realmente Tesla avesse in mente per il dispositivo, dal momento che stava pensando a operazioni analoghe con le correnti elettriche», osserva Ristroph, per il quale «Il dispositivo di Tesla è un’alternativa alla valvola di ritegno convenzionale, le cui parti mobili tendono a usurarsi nel tempo. Ora sappiamo che è molto efficace nella miscelazione e potrebbe essere utilizzato per sfruttare le vibrazioni di motori e macchinari per pompare carburante, refrigerante, lubrificante o altri gas e liquidi».
Fonte: EurekAlert!
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