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Este documento narra la historia detrás de la invención de la lámpara de incandescente y la batalla entre Thomas Edison y Nikola Tesla por dominar el mercado de la corriente eléctrica. Aprende sobre los primeros diseños de lámparas, los equipos de Edison y Tesla, y cómo la corriente alterna derroco a la continua. Además, descubre cómo la industria eléctrica se desarrolló en Europa y cómo Tesla se convirtió en el inventor oficial de la radio.
Tipo: Apuntes
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En las últimas décadas del siglo XIX la
electricidad salió de los laboratorios
y se echó a la calle. Allí tuvo que librar,
en algunos casos, interesantes batallas
para implantar sus aplicaciones
Durante las décadas de los años 1870, 1880 y hasta mediados de la siguiente, la tecnología eléctrica no se encontra- ba claramente definida. Existían varios problemas tanto en lo que se refiere a la producción a gran escala como a la transmisión y sus aplicacio- nes. La aplicación de la energía eléctri- ca fuera de los laboratorios y del mundo de las comunicaciones (telé- grafo y teléfono) fueron la ilumina- ción y las máquinas electromotrices.
La iluminación eléctrica nació con las lámparas de arco, fenómeno que observó su inventor, sir Humphry Davy, ya en 1801. Los arcos voltaicos presentaban una iluminación muy intensa y molesta a distancia corta, más apropiada para faros marítimos o trabajos de construcción nocturnos, que para el interior de locales o viviendas. Para ganar la batalla establecida entre la electricidad y el gas, que en aquella época tenía el monopolio como fuente de energía para la ilumi- nación, fue necesario buscar una alternativa al arco. Esta alternativa fue la incandescencia, donde Davy también realizó experimentos con metales calentados. Sin embargo fue- ron Thomas Alva Edison, en EE.UU. y Joseph Swan en Inglaterra los que fabricaron la lámpara de incandescen- cia con características similares a las actuales. Partieron de diversos fila- mentos previamente carbonizados y para evitar su combustión Swan los introdujo en unas bombillas, patenta-
das en Alemania, en las cuales se rea- lizaba el vacío. La primera lámpara incandescente comercial fue presenta- da en 1868. De esta época vienen los diseños de los diferentes tipos de casquillo: el roscado de Edison o el de bayoneta de Swan, ideal para conexiones donde la lámpara sufre muchas sacudidas con el consiguiente riesgo de desconexión del portalámparas. En los primeros años fue preciso crear la demanda, la electricidad tuvo en sus comienzos el prestigio prove- niente de su uso como elemento de lujo (se le denominaba “la luz de los ricos”). De todas formas las ventajas de la electricidad sobre el gas eran evidentes: limpieza, ausencia de olo- res, facilidad de uso y seguridad. El cambio fue progresivo, en 1896 París tenía 35.000 abonados al gas y 9.250 a la electricidad. Se trataba fun- damentalmente de iluminación públi- ca o de establecimientos de lujo (tea- tro, hoteles, restaurantes, etc.), aun- que su uso en establecimientos comer- ciales, como El Siglo en Barcelona, suponía un importante paso en su difusión. Mientras que Swan y otros muchos “inventores de componentes” se cen- traban en la búsqueda de elementos que se adaptasen a lo ya inventado, Edison, considerado como el paradig- ma de los inventores-empresarios, trabajó junto a sus colaboradores de Menlo Park, en especial con Francis Upton, sobre un razonamiento opues-
to: entendieron el nuevo sistema como un todo donde se debía tener en cuenta tanto las variables tecnológicas como las organizativas y las económi- cas. El primer problema que debían resolver era la relación entre el fila- mento de la lámpara incandescente y su tensión. Las primeras lámparas que diseñó Edison utilizaban un filamento de platino alimentado a 10 voltios, el sis- tema tenía elevadas pérdidas en el transporte y era fundamental, por motivos económicos, aumentar su efi- ciencia. Al final y tras diversos ensa- yos la tensión que eligió fue 110 vol- tios, por supuesto en continua. Probó en 1879 este sistema en la fábrica de electricidad de Menlo Park, Nueva Jersey. Edison supo formar un gran equipo de profesionales técnicos, pero además se dio cuenta de que el cambio tecno- lógico supone también cambios de carácter económico y legal por lo que atrajo a su círculo a grandes banqueros como J. P. Morgan y a juristas de pres- tigio como Grosvenor P. Lowrey con contactos en el mundo de las finanzas y de la política. Este grupo acometió la creación de diferentes industrias que servirían para controlar todos los componentes del sistema: la Edison Machine Works para construir dinamos, la Edison Electric Tube Company para fabricar conductores subterráneos o la Edison Lamp Work para fabricar lámparas incandescentes; estas compañías suministraban componentes a la Edison Electric Light Company fun- dada en 1878 y a la Edison Electric Illuminating Company of New York, cuyo objetivo inmediato era la cons-
Lámpara de Swan.
Thomas Alva Edison. George Westinghouse, 1880.
ÀXEL
O
LIVERES
claro que la corriente continua era ineficiente e incapaz de transmitir adecuadamente potencias a grandes distancias. Pero a mitad del segundo año de estudios su padre enfermó de apoplejía, Tesla volvió a su casa y al poco tiempo su padre murió. Ya no regresó al Instituto Politécnico poniéndose a trabajar en una oficina del telégrafo. Tesla se desesperó por la interrup- ción de su formación y cayó en pro- fundas depresiones que prácticamente lo tenían postrado en la cama hasta que al final se sobrepuso a la enferme- dad. En su gran mente fue capaz de desarrollar un motor con dos bobinas dispuestas a 90º, alimentado con
corriente alterna desfasada 90º, que no necesitaba para funcionar ningún ele- mento mecánico que alimentase al rotor, como sucedía en los motores de corriente continua. En 1882 encontró trabajo en la Continental Edison Company en París. Dos años más tarde viajó a Nueva York para entre- vistarse con el mismísimo presidente de la compañía Thomas Edison. En esta reunión, que no debió de ser muy afectuosa según los recuerdos de Tesla, éste se comprometió para incre- mentar en un 25 % la eficiencia de las dinamos que fabricaba Edison y ade- más realizarlo en menos de dos meses. Edison, muy escéptico, le dijo que le pagaría 50.000 $ si lo conseguía. Después de un gran esfuerzo Tesla llevó a cabo la proeza, mejorando incluso el margen propuesto, pero al pedirle sus 50.000 $ Edison negó el trato y le dijo que todo había sido una broma. Furioso, Tesla se marchó de la compañía y nunca más trabajó para Edison. Fundó otra empresa pero chocó con numerosos problemas financieros, hasta que llegó George Westinghouse y le hizo una oferta: 60.000 $ por la adquisición de sus patentes, incluyendo 5.000 $ en metá- lico y 150 acciones de la West- inghouse Corporation. Con un gran número de invencio- nes en mente, Tesla aceptó y rápida- mente se gastó la mitad de su nueva fortuna en un nuevo laboratorio. Entre noviembre y diciembre de 1887 Tesla presentó 7 patentes en el campo de la tensión alterna que com- prendían un sistema completo de
generadores, transformadores, líneas, motores e iluminación.
Empezó en este momento una auténti- ca batalla de propaganda del grupo de Edison contra el de Westinghouse. El “mago de Menlo Park” decidió que el peligro mortal de la corriente alterna sería su principal arma. Según sus pala- bras “la corriente continua es como un río desembocando pacíficamente en el mar mientras que la corriente alterna es como un torrente chocando violen- tamente contra el precipicio”. Para llevar a cabo su estrategia contó con la colaboración de un pro- fesor llamado Harold Brown que se dedicó a explicar por todo el estado los peligros de la corriente alterna y como demostración de sus palabras electrocutaba perros y viejos caballos con este tipo de corriente. El momento cumbre de esta cruza- da lo tubo el profesor Brown al adqui- rir un generador Westinghouse para demostrar de una vez por todas los gravísimos peligros de la corriente alterna. La misión de este generador era la de alimentar la primera silla eléctrica en la prisión estatal de Auburn, en Nueva York. El conejillo de indias fue, en este caso, William Kemmler, un convicto por asesinato que murió horriblemente el 6 de agosto de 1890, después de tres des- cargas, como reflejaban las crónicas de la época, “horroroso espectáculo mucho peor que la horca” o como aprovechó para decir Westinghouse “lo hubieran hecho mejor con un
Nicola Tesla.
Patente de Nicola Tesla. Electrocución de William Kemmler en la silla eléctrica.
hacha”. La técnica fue denominada más tarde “Westinghousing”.
A pesar de la mala prensa la West- inghouse Corporation ganó la puja por la iluminación de la Exposición Mundial de Chicago, la primera feria “todo eléctrico” de la historia. A esta exposición también se la denominó Columbian Exposition en conmemora- ción del 400 aniversario del descubri- miento de América por Colón. El concurso se dilucidó entre la recién creada General Electric Company (detrás estaba la Edison Company) y la Westinghouse Corporation que redujo a la mitad el millón de dólares de la oferta de la General Electric. Esta reducción se debía fundamental- mente a la disminución de la sección de los conductores de cobre en corriente alterna. La exposición se inauguró el 1 de mayo de 1893 y cien mil lámparas incandescentes iluminaron la feria, estas lámparas estaban alimentadas por generadores de corriente alterna localizados en el Salón de las Má- quinas. En otro recinto, el Salón de la Electricidad, el sistema polifásico de Tesla estaba profusamente explicado. La primera gran aplicación de esta nueva tecnología en EE. UU. fue en las cataratas del Niágara. Westinghouse ganó de nuevo el codiciado contrato para el aprovechamiento del Niágara, pujando por la mitad que Edison con su sistema de corriente continua. En 1895
se inauguró el nuevo sistema de electri- cidad transportando la energía, a la ciu- dad de Búfalo, a 35 km de distancia. Sin embargo fue en Europa donde se realizó la primera transmisión de energía alterna a gran distancia. Alemania era quien encabezaba el número de patentes en electricidad en esta época, siendo en 1891 en la ciu- dad de Frankfurt am Main donde se construyó una línea de 175 km desde Lauffen para aprovechar la energía hidráulica. La central hidroeléctrica tenía una potencia de 200 kw, el generador suministraba esta potencia a una tensión de 95 voltios y un trans- formador la elevaba a 15.000 v, ten- sión a la que se realizaba el transpor- te, siendo luego reducida hasta 113 v, alimentando un motor asíncrono tri- fásico de 75 kw que accionaba una unidad de bombeo. Frankfurt en 1891, Chicago en 1893 y las cataratas del Niágara en 1895 fueron la “sustancia y símbolo” del nuevo sistema. Al demostrarse la utilidad tecnológica y económica del método polifásico para el transporte a grandes distancias se produjo un antes y un después en el desarrollo del sis- tema eléctrico. Finalmente la batalla tanto en el campo tecnológico, por su alta efi- ciencia, como en el económico fue ganada por la corriente alterna y las tesis de Tesla, con su innovadora visión del sistema eléctrico, desbanca- ron al sistema ya establecido y defen- dido por Edison.
Bibliografía Networks of Power. Electrification in Western Society, 1880-1930. Thomas Parker Hughe (ISBN 08018-2873-2).
Internet www.energy.ca.gov/education/scientists/tesla.html www.theelectricchair.com/history.html www.pbs.org/tesla/II/II_warcur.html www.neuronet.pitt.edu/~bogdan/tesla/bio.html americanhistory.si.edu/lighting/ home.nycap.rr.com/useless/lightbulbs/ www.school-for-champions.com/biographies/ edison.htm www.chass.utoronto.ca/~bhall/hps282f/
Exposición de Chicago, 1893.
Eduardo Aznar Colino Ingeniero técnico industrial (especialidad de Electrónica Industrial), por la Universidad de Zaragoza. Realizó el Diploma de Postgrado en Informática, impartido en el Centro Politécnico Superior de la Universidad de Zaragoza. Es pro- fesor titular de Escuela Universitaria en la E.U.I.T.I de Zaragoza, en el área de Ingeniería Eléctrica. Ha escrito numerosos artículos técni- cos e impartido diversos cursos relacionados con el control de máquinas eléctricas. Es cola- borador de la asignatura Historia de la Técnica. Joaquín Royo Gracia Ingeniero técnico industrial e ingeniero indus- trial, por la Universidad de Zaragoza. Es profe- sor titular de Escuela Universitaria en la E.U.I.T.I de Zaragoza, en el área de Ingeniería Eléctrica. Ha impartido diversos cursos relacionados con el control de máquinas eléctricas y la automati- zación y monitorización de procesos. Es cola- borador de la asignatura Historia de la Técnica. Pedro Abad Martín Ingeniero técnico industrial (especialidad de Electrónica Industrial), por la Universidad de Zaragoza. Es profesor asociado de Escuela Universitaria en la E.U.I.T.I de Zaragoza, en el área de Ingeniería Eléctrica. Ha escrito numero- sos artículos técnicos.
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