La válvula de agua centenaria inventada por Nikola Tesla podría tener un uso moderno

Mediante Matthew sparkes

Una válvula de agua unidireccional sin partes móviles inventada hace más de 100 años por Nikola Tesla podría adaptarse para bombear fluidos alrededor de motores utilizando energía que de otro modo se desperdiciaría.

Tesla patentó su "conducto de válvula" en 1920. Es esencialmente una manguera con un diseño interno complejo que obliga al agua a plegarse sobre sí misma en varios puntos a lo largo de su longitud. A medida que el agua fluye por las bocas de los bucles, se vuelve turbulenta y se ralentiza, deteniendo el flujo. Pero si hace correr el agua hacia el otro lado, para que no entre en los bucles, fluye libremente.

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Leif Ristroph de la Universidad de Nueva York y sus colegas construyeron una versión de 30 centímetros de largo de la válvula, siguiendo el plan original de Tesla, y midieron el flujo en ambas direcciones a varias presiones.

Aunque Tesla afirmó en su patente que la válvula podía hacer que el agua fluyera 200 veces más lento en un sentido que en el otro, el equipo descubrió que su versión solo lo hacía dos veces más lento. "Era un tipo muy imaginativo", dice Ristroph. “Es un poco difícil saber si realmente lo hizo y lo probó. Sospecho que sí, pero no hay documentación al respecto. "

Aunque el efecto fue mucho menor de lo que Tesla afirmó, el valor aún representa un diseño útil, dice Ristroph, especialmente porque no tiene partes móviles y, por lo tanto, podría estar completamente libre de mantenimiento.

“Se ha conocido y se ha utilizado en algunas aplicaciones, o al menos se ha sugerido su uso. Pero nadie había hecho nunca un trabajo hidrodinámico en profundidad para averiguar cómo funciona, cómo funciona ”, dice Ristroph.

El equipo descubrió que no había diferencia en la resistencia entre la parte delantera y la trasera a tasas de flujo bajas. En cambio, la válvula se activa abruptamente por encima de los caudales de alrededor de un centímetro por segundo y resiste significativamente el flujo inverso.

Ristroph cree que Tesla, que también tenía una patente para un convertidor eléctrico de CA a CC, diseñó el conducto de la válvula para hacer lo mismo con las corrientes de fluidos. La electricidad de CA hace que los electrones inviertan constantemente su dirección, pero cuando se convierten en corriente continua, circulan de manera eficiente en un bucle. Su equipo hizo un anillo de válvulas de agua Tesla para imitar el convertidor eléctrico de Tesla y descubrió que había tomado con éxito el agua oscilante golpeada hacia adelante y hacia atrás a través de un émbolo y convirtiéndola en un flujo constante de agua en una dirección, convirtiéndola efectivamente en una bomba.

El equipo cree que el diseño podría aprovechar las vibraciones de los motores y otras maquinarias para bombear combustible, refrigerantes, lubricantes y otros gases y líquidos.

“Imagínese si tuviera estos sistemas de bombas de fluido, básicamente, tome la vibración del motor que está allí de todos modos y hágala circular. No tiene partes móviles. No hay nada que romper ”, dice Ristroph.

Referencia de la revista: Comunicaciones de la naturaleza, DOI: 10.1038 / s41467-021-23009-y