George Westinghouse
Nato il 6 ottobre 1846
Central Bridge, New York
Morto il 12 marzo 1914
New York, New York
Nikola Tesla
Nato il 10 luglio, 1856
Smiljan, Croazia
Morto il 7 gennaio 1943
New York, New York
Inventori americani
“George Westinghouse era un uomo con un’enorme energia potenziale di cui solo una parte aveva preso forma cinetica (movimento)…. Quando altri si sarebbero arresi per disperazione, lui trionfò.”
-Nikola Tesla su George Westinghouse.
George Westinghouse e Nikola Tesla furono inventori molto intelligenti che insieme furono responsabili di una svolta importante nella rivoluzione industriale, un periodo di rapidi cambiamenti economici iniziato in Gran Bretagna a metà del XVIII secolo. Tesla sviluppò un generatore, una macchina che converte l’energia meccanica in energia elettrica, che rese possibile alimentare i motori utilizzando la corrente alternata (AC). Westinghouse, che aveva già fatto una fortuna inventando il freno ad aria, comprò il brevetto che Tesla aveva ottenuto per il suo motore a corrente alternata e poi lo assunse per lavorare nella sua fabbrica in Pennsylvania.
Westinghouse si distinse sia come grande inventore che come accorto uomo d’affari. In un’epoca in cui le ferrovie si stavano diffondendo rapidamente e un modo per fermare i lunghi treni merci era fondamentale, c’era una grande richiesta dei suoi freni ad aria. Più tardi diede un contributo ancora più profondo rendendo possibile l’uso diffuso dell’elettricità usata per l’illuminazione, i motori e gli elettrodomestici.
Tesla fu senza dubbio uno dei più grandi geni inventivi della rivoluzione industriale. Oltre a sostenere la corrente alternata e a sviluppare il generatore, ha inventato un primo tachimetro e dispositivi radiocomandati. E si può dire che abbia inventato la radio. Prima della sua morte nel 1943, Tesla aveva acquisito più di cento brevetti. La sua famosa bobina di Tesla e altre invenzioni sono diventate parte integrante della tecnologia moderna.
Il genio di Westinghouse
George Westinghouse era figlio di un produttore di macchine agricole di modesto successo. Da ragazzo, George preferiva di gran lunga lavorare nel negozio del padre piuttosto che andare a scuola. All’età di dieci anni, la sua famiglia si trasferì a Schenectady, New York, dove George stabilì il proprio laboratorio nella soffitta della casa di famiglia.
Si racconta che suo padre accettò di pagare George cinquanta centesimi al giorno per tagliare i tubi in determinate lunghezze. Il giovane George accettò, e nel giro di poche ore inventò una macchina per tagliare. Fu solo la prima di molte invenzioni utili di George Westinghouse. All’età di quindici anni, sviluppò una forma di motore a vapore rotativo (uno che faceva un movimento circolare, piuttosto che il consolidato movimento su e giù dei pistoni).
Durante la guerra civile degli Stati Uniti (1861-65), Westinghouse servì prima nella cavalleria dell’Unione (quella degli stati del Nord), poi nella Marina degli Stati Uniti come assistente ingegnere. In seguito, si iscrisse all’Union College, ma abbandonò dopo un anno per lavorare alle sue invenzioni. Nel 1865 brevettò un dispositivo per rimettere sui binari i vagoni ferroviari deragliati.
Westinghouse l’inventore
Westinghouse aveva ventitré anni quando sviluppò il dispositivo che gli avrebbe fatto guadagnare la sua prima fortuna: i freni pneumatici per le ferrovie, che brevettò nel 1869. Le ferrovie si stavano rapidamente espandendo come mezzo di trasporto di carichi pesanti di minerali, carbone e manufatti su lunghe distanze, ma avevano un grande svantaggio: per fermare un treno, i freni dovevano essere applicati a mano su ogni vagone, più la locomotiva. Questo inconveniente limitava la velocità e la lunghezza dei treni e contribuiva anche a frequenti incidenti. L’invenzione di Westinghouse permise al macchinista della locomotiva di applicare freni potenti per tutta la lunghezza del treno, il che rese i treni più sicuri e maneggevoli, e permise loro anche di correre a velocità più elevate.
Forzato dal suo brevetto, Westinghouse fece il passo successivo e formò la Westinghouse Air Brake Company. La sua invenzione rese la compagnia una fortuna, ma era tipico di Westinghouse che non si fermasse lì; questa fu solo la prima di molte compagnie che formò per produrre e vendere invenzioni, sue o di altri.
La vita di George Westinghouse in sintesi
1846:
Nasce a Central Bridge, New York.
1865:
Riceve il suo primo brevetto per un motore a vapore rotativo.
1869:
Patente il freno ad aria; forma la Westinghouse Air Brake Company.
1881:
Fonde la Westinghouse Machine Company.
1882:
organizza la Union Switch and Signal Company.
1886:
Forma la Westinghouse Electric Company, poi chiamata Westinghouse Electric and Manufacturing Company.
1890:
Inizia a produrre motori elettrici per le ferrovie.
1893:
La società Westinghouse Electric illumina la Columbian Exposition (Fiera) di Chicago.
1895:
Usa le cascate del Niagara per generare elettricità.
1898-1903:
organizza filiali in Russia, Gran Bretagna, Francia, Germania e Canada.
1905:
Converte le metropolitane e i treni sopraelevati di New York City in energia elettrica.
1907:
Panico finanziario (crollo del mercato azionario e corsa alle banche) fa perdere a Westinghouse il controllo delle sue aziende.
1914:
Muore a New York.
1918:
Riceve il suo ultimo brevetto, quattro anni dopo la sua morte.
Westinghouse era stato capace di vedere il “quadro generale” del funzionamento delle cose. Si rese conto che il suo freno ad aria non era solo un freno, ma un sistema di controllo dei treni. Questo portò alla sua invenzione successiva: un sistema di segnalazione ferroviaria che usava l’elettricità per dire agli ingegneri delle locomotive quando fermarsi e quando andare. Quando le ferrovie si stavano appena sviluppando, molti tratti della ferrovia avevano solo un paio di rotaie, quindi i treni dovevano fermarsi in posti designati per permettere il passaggio dei treni in arrivo. Come il freno ad aria, il sistema di segnalazione di Westinghouse fu un successo quasi immediato. Lo introdusse anche al potenziale dell’elettricità.
Westinghouse l’uomo d’affari
Westinghouse non fu solo un grande inventore. La storia della rivoluzione industriale è piena di storie di inventori che non sono mai stati in grado di fare soldi con le loro idee, dimostrando che l’intelligenza nel design o nell’ingegneria è solo metà della formula per il successo. L’altra metà è la creazione e la gestione di imprese commerciali di successo, come fece Westinghouse.
La chiave del successo per Westinghouse fu quella di formare una nuova società subito dopo aver brevettato una nuova invenzione, per essere sicuro di trarre beneficio dall’idea. Applicò il principio non solo negli Stati Uniti, ma anche oltreoceano, fondando società nei principali paesi europei per produrre e vendere il suo sistema di freni pneumatici automatici per le ferrovie.
Il genio inventivo di Westinghouse non gli impedì di riconoscere l’importanza dei contributi di altri inventori. Nel 1888 Westinghouse acquisì i diritti detenuti da un altro inventore, Nikola Tesla, per sviluppare e utilizzare la corrente alternata (AC) invece della corrente continua (DC), che era favorita dal già famoso Thomas Edison (1847-1931). Westinghouse invitò Tesla a lavorare per lui e gli fornì sofisticate strutture di ricerca.
Nikola Tesla e l’era dell’elettricità
Nikola Tesla potrebbe facilmente occupare il ruolo di classico scienziato pazzo. Immaginava cose che gli altri uomini non potevano immaginare, come la possibilità di trasmettere le voci attraverso l’aria (portando infine all’invenzione della radio). Tesla era sicuro di aver ricevuto comunicazioni da creature intelligenti di altri pianeti, e si vantava di poter spaccare la Terra in due come una mela. Aveva paura delle donne che indossavano orecchini di perle, e la sua idea di come comportarsi ad una cena includeva il calcolo del volume cubico del cibo nel suo piatto.
Sarebbe un errore, tuttavia, lasciare che una discussione sul suo strano comportamento metta in ombra le invenzioni profondamente utili e pratiche create da Tesla. È stata una fortuna per il mondo, e forse anche per Nikola Tesla, che George Westinghouse abbia portato la praticità nella mente unica di Tesla.
Tesla è nato nel 1856 nella piccola città di Smiljan, che oggi si trova in Croazia, ma allora faceva parte dell’impero dell’Austria-Ungheria. Suo padre era un ministro e sua madre aveva la reputazione di essere inventiva. Tesla ha frequentato le scuole nella sua città natale e nella vicina città di Gospic, e più tardi ha studiato nelle università in Europa. Nel 1881 trovò un lavoro presso l’Ufficio Telegrafico Centrale di Budapest, in Ungheria, e mentre era lì inventò un amplificatore telefonico (che intensifica una debole corrente elettrica). L’anno seguente si trasferì a Parigi, in Francia, per lavorare come ingegnere per la Continental Edison Company, di proprietà di Thomas Edison.
Lavoro per Edison
Nel 1884 Tesla lasciò l’Europa per gli Stati Uniti, con quattro centesimi e un’offerta di lavoro di Thomas Edison, che era già ampiamente riconosciuto come il miglior inventore americano responsabile della diffusione dell’elettricità nel paese. Ma il ventottenne immigrato dalla Croazia aveva una divergenza di opinioni con Edison sulla distribuzione delle correnti elettriche: l’argomento era la corrente continua (DC) contro la corrente alternata (AC). Tesla spiegò a Edison i suoi progetti per un motore basato sulla corrente alternata, che riteneva essere meno problematico della corrente continua e capace di una tensione più alta. Edison insistette che i progetti di Tesla per questo nuovo motore erano poco pratici e pericolosi.
Nonostante le differenze di opinione, il nuovo immigrato lavorò per Edison per un anno, progettando motori a corrente continua per la Edison Machine Works di New York City. I due inventori avevano anche approcci radicalmente diversi al loro lavoro: Edison era famoso per inventare armeggiando e testando, mentre l’approccio di Tesla era quello di immaginare soluzioni nella sua testa, e poi costruirle.
Tesla alla fine fu licenziato dai laboratori di Edison. Le differenze di stile erano troppo grandi, e l’insistenza di Tesla sulla corrente alternata minacciava la fede profondamente radicata di Edison nella corrente continua.
Fare squadra con Westinghouse
Quasi immediatamente, George Westinghouse comprò i diritti di brevetto di Tesla su motori e trasformatori che usavano la corrente alternata. Westinghouse offrì a Tesla un lavoro nei laboratori Westinghouse, nonché future royalties (una percentuale delle entrate o dei profitti guadagnati in futuro) per l’uso delle sue idee.
Westinghouse e il suo nuovo dipendente iniziarono una grande lotta con Edison sulla questione se avrebbe dominato la corrente continua o alternata. Alla fine, la corrente alternata ebbe la meglio, principalmente per due motivi: usando la corrente alternata, era possibile inviare energia elettrica su fili per molte miglia, mentre la corrente continua poteva viaggiare solo per circa due miglia. In secondo luogo, la corrente alternata, a differenza della corrente continua, poteva essere inviata in una grande concentrazione e poi essere spenta all’estremità più lontana.
Westinghouse ed Edison combatterono aspramente sulla questione della corrente alternata contro la corrente continua. Edison cercò di convincere le autorità governative che la corrente alternata era pericolosa e doveva essere vietata. (A un certo punto, gli oppositori della corrente alternata usarono un generatore Westinghouse AC per fulminare un prigioniero condannato nello stato di New York per dimostrarne la pericolosità). Ma la maggiore praticità della corrente alternata, specialmente la capacità di distribuirla su lunghe distanze da un generatore centralizzato, divenne più importante. La corrente alternata rimane lo standard mondiale nel ventunesimo secolo. La fine simbolica della lotta arrivò nel 1917, quando Tesla vinse la più alta onorificenza assegnata dall’American Institute of Electric Engineers. Ironicamente, si chiama Medaglia Edison.
Altre idee originali
Lo sviluppo della corrente alternata di Tesla fu solo l’inizio di una lunga serie di invenzioni. La sua collaborazione con Westinghouse gli diede l’opportunità di progettare quello che potrebbe essere stato il più grande successo di Tesla: la prima centrale idroelettrica del mondo. Completato nel 1895 e situato a Niagara Falls, New York, l’impianto ha distribuito la corrente elettrica a Niagara Falls e a Buffalo, New York, circa ventitré miglia di distanza. Nel 1897, Westinghouse e Tesla stupirono i partecipanti alla Fiera Mondiale di Chicago usando un generatore di corrente alternata per accendere le luci in tutta la zona della fiera.
Le basi dell’elettricità
Quella che chiamiamo elettricità è il flusso di elettroni, particelle più piccole degli atomi. Gli elettroni che scorrono sono così piccoli che possono infilarsi tra gli atomi e quindi scorrere attraverso una lunghezza di filo. Questo flusso di elettroni è chiamato corrente, e va in circolo – da dove è partito e torna indietro – in quello che è chiamato un circuito elettrico.
Gli elettroni trovano più facile scorrere tra gli atomi di alcuni materiali che di altri. Con il rame, per esempio, è abbastanza facile per gli elettroni infilarsi tra gli atomi – e questa è la ragione per cui il rame è usato più spesso nei fili elettrici.
Il grado di difficoltà nello spingere attraverso gli atomi è chiamato resistenza. Pensate al tentativo di spingere attraverso una folla di persone. Adulti grandi e pesanti stipati in un piccolo spazio sarebbero più difficili da attraversare di un gruppo di bambini che giocano in un parco giochi. Quando è difficile passare attraverso la folla di atomi, gli elettroni creano calore (simile al modo in cui l’attrito crea calore quando due oggetti vengono strofinati insieme). Più resistenza c’è al flusso di elettroni, più calore si genera. Infatti, i fili che generano molta resistenza si scaldano così tanto da diventare incandescenti. In una lampadina, per esempio, il circuito comprende un filo molto sottile chiamato filamento. Con un gran numero di elettroni che cercano di spingere attraverso allo stesso tempo, il filamento brilla brillantemente, ed è così che le lampadine fanno luce. Quando il sottile filamento alla fine si rompe (per essere stato riscaldato e raffreddato un certo numero di volte), si interrompe il circuito. La lampadina si è “bruciata”. Il flusso di elettricità può essere usato per creare calore aumentando la resistenza al flusso – il principio usato in un tostapane o forno elettrico.
C’è un’altra caratteristica della corrente elettrica che è anche molto utile. Se il filo è avvolto intorno a un chiodo e l’elettricità viene inviata attraverso il filo (dalla batteria di una torcia, per esempio), il chiodo diventa un magnete. I magneti possono essere usati per spingere o tirare cose fatte di metallo. Questo è il principio base del motore elettrico: una bobina di filo viene magnetizzata, e il magnetismo viene usato per muovere le parti del motore e creare un movimento rotatorio. Questo può essere fatto con motori minuscoli, ma anche con motori enormi (come quelli usati nelle locomotive dei treni elettrici).
A differenza dei motori a vapore o a benzina, i motori elettrici possono prendere l’elettricità dai fili, come quelli all’interno degli edifici, così come i fili tesi sopra i binari della ferrovia. Un treno elettrico, quindi, non ha bisogno di portare il proprio carburante – può essere inviato al treno attraverso i fili.
Tesla ha iniziato a lavorare con l’aumento della corrente elettrica che cambiava direzione più frequentemente, chiamata alta frequenza. Questo portò alla creazione di onde che potevano trasmettere energia attraverso l’aria, che è il principio base della radio e della televisione. Inventò un dispositivo chiamato bobina di Tesla che fu ancora usato un secolo dopo nelle radio e in altri dispositivi. (Questo lavoro è la base per l’affermazione che fu Tesla, non l’inventore italiano Guglielmo Marconi, a inventare la radio. Nel 1943 la Corte Suprema degli Stati Uniti ha respinto un brevetto chiave di Marconi per la tecnologia radio, riconoscendo il lavoro precedente di Tesla). Tesla lavorò anche sul principio dei raggi X allo stesso tempo dello scienziato tedesco Wilhelm Conrad Röntgen (1845-1923), che è generalmente riconosciuto come scopritore dei raggi X. Tesla usò la capacità di trasmettere energia attraverso l’aria per sviluppare la prima versione di un telecomando.
Nel 1899 Tesla stabilì un laboratorio di ricerca nella città di Colorado Springs, Colorado, circa sessanta miglia a sud di Denver (in parte, si pensava, per evitare di distruggere New York City con i suoi esperimenti di alta tensione). Utilizzando i fondi investiti dal banchiere newyorkese J. P. Morgan (1837-1913; vedi voce), Tesla lavorò alla trasmissione di energia libera attraverso l’aria su scala globale. Quando Morgan venne a conoscenza degli esperimenti di Tesla, si dice che abbia chiesto: “Se chiunque può attingere all’energia, dove mettiamo il contatore?” (In altre parole, come possiamo far pagare la gente per questo?) Fu la fine del sostegno finanziario di Morgan.
Durante il suo soggiorno a Colorado Springs, sperimentando con trasmettitori senza fili (cioè la radio), Tesla insistette di aver
ricevuto un messaggio da un altro pianeta o galassia. Mentre la trasmissione senza fili di messaggi sulla Terra poteva essere dimostrata, le comunicazioni interplanetarie erano difficili da credere. Insieme ad alcune delle sue abitudini personali – come mostrare una forte paura dei germi – Tesla acquisì la reputazione di un eccentrico estremo, anche se le sue invenzioni stavano illuminando il mondo.
Portando grandi cambiamenti nel ventesimo secolo
George Westinghouse aveva preso in licenza una quarantina di brevetti di Tesla, e andò a costruire uno dei grandi imperi industriali degli Stati Uniti. Le royalties pagate da Westinghouse aiutarono a finanziare i continui esperimenti di Tesla.
Al volgere del ventesimo secolo, si dice che Westinghouse avesse impiegato cinquantamila persone in quindici aziende negli Stati Uniti, in Canada e in Europa. Il valore delle sue aziende era di circa 120 milioni di dollari (circa 6,4 miliardi di dollari ai prezzi del 2000), molte volte l’ammontare del patrimonio personale di Tesla.
Le attività di Westinghouse non erano affatto limitate alle invenzioni di Tesla. Westinghouse era attiva in diverse aree, dalla costruzione di enormi generatori per creare elettricità alla produzione di elettrodomestici. Fu Westinghouse a costruire i potenti motori elettrici che sostituirono sia il vapore che il petrolio per alimentare le locomotive ferroviarie, combinando così l’attività di far muovere (motori) e fermare (freni pneumatici) i treni, con il sistema di segnalazione che diceva al macchinista quando fare l’uno o l’altro. E fu Westinghouse a sviluppare il sistema usato oggi per distribuire l’elettricità combinando le idee di Tesla e un dispositivo basato sul lavoro del francese Lucient Gaulard e dell’inglese John Gibbs e perfezionato da William Stanley (1858-1916), un ingegnere elettrico americano impiegato da Westinghouse.
Panico e declino
Nel 1907 un panico finanziario colpì la Borsa di New York. Gli investitori persero fiducia nel futuro e iniziarono a vendere azioni. La gente temeva anche che la loro moneta cartacea sarebbe diventata senza valore se le banche non avessero potuto convertirla in oro, e cominciarono a correre in banca per prendere l’oro finché potevano. Il panico del 1907 segnò una grande trasformazione nella rivoluzione industriale. Dopo quel punto, la finanza emerse come ancora più importante dell’ingegneria (progettare nuove macchine) o della produzione. Senza grandi somme di denaro, le imprese non potevano permettersi di continuare ad operare, indipendentemente dall’intelligenza delle loro macchine o dall’efficienza della loro produzione.
Anche se Westinghouse era famoso per aver formato una nuova società per ogni nuova invenzione che faceva o che prendeva in licenza da altri, le nuove imprese richiedevano capitale (investimenti monetari o prestiti). Come risultato della crisi finanziaria di New York, Westinghouse si trovò improvvisamente a dover ripagare i suoi prestiti. Incapace di trovare il denaro, Westinghouse fu costretto a cedere delle azioni, perdendo il controllo del suo impero industriale. Dal 1911 Westinghouse smise di giocare un ruolo attivo nelle aziende che aveva fondato.
Il declino delle sue fortune commerciali non spense comunque la sua luce inventiva. Nel 1910 fondò un’altra azienda, la sua ultima, per sfruttare un nuovo tipo di molla per togliere i sobbalzi dalle automobili. L’invenzione venne chiamata ammortizzatore.
Nei suoi ultimi due anni di vita, la salute di Westinghouse diminuì, e fu costretto a usare una sedia a rotelle; rispose lavorando a un’invenzione per una versione a propulsione elettrica. Westinghouse morì il 12 marzo 1914. Quattro anni dopo la sua morte un brevetto che aveva richiesto fu finalmente concesso, portando il numero totale di brevetti ricevuti a 361.
La fine di Tesla
Le sfortune commerciali di Westinghouse colpirono anche Nikola Tesla. Westinghouse non poteva permettersi di pagare le generose royalties che i partner avevano concordato in precedenza. Nel frattempo, Tesla aveva rivolto la sua attenzione a progetti che si dimostrarono molto meno praticabili del suo precedente lavoro. Visse in una suite d’albergo di due stanze a New York City, continuando a condurre ricerche e a scrivere articoli su riviste, ma mostrando un comportamento sempre più eccentrico e gradualmente svanendo nell’oscurità.
Tesla morì a New York City nel gennaio 1943 all’età di ottantasei anni. Aveva pochi amici e pochi soldi, nonostante avesse ricevuto centinaia di brevetti durante la sua vita.
Per maggiori informazioni
Libri
Aaseng, Nathan. I risolutori di problemi. Minneapolis, MN: Lerner Publications, 1989.
Cheney, Margaret. Tesla: Man Out of Time. New York: Simon and Schuster, 2001.
Hunt, Inez, and Wanetta W. Draper. Il fulmine nella sua mano: The Life Story of Nikola Tesla. Hawthorne, CA: Omni Publications, 1981.
Levine, I. E. Inventive Wizard: George Westinghouse. New York: J. Messner, 1962.
O’Neill, John J. Prodigal Genius: The Life of Nikola Tesla. Hollywood, CA: Angriff Press, 1981.
Seifer, Marc J. Wizard: The Life and Times of Nikola Tesla: Biografia di un genio. Secaucus, NJ: Carol Pub., 1996.
Thomas, Henry. George Westinghouse. New York: G. P. Putnam’s Sons, 1960.
Periodici
D’Alto, Nick. “Edison, Tesla e la battaglia delle correnti: L’elettricità dovrebbe essere AC o DC?” Odyssey, febbraio 2002, p. 20.
Johnson, Jeff. “‘Scienza straordinaria’ e la strana eredità di Nikola Tesla”. Skeptical Inquirer, estate 1994, p. 366.
Johnson, Jeff. “Nikola Tesla: Genio, visionario ed eccentrico”. Skeptical Inquirer, Estate 1994, 368.
Johnson, Jeff. “Le invenzioni di Tesla: Una critica”. Skeptical Inquirer, Estate 1994, p. 372.
Leone, Marie, et al. “Edison e Tesla: I padri fondatori dell’elettricità”. Electrical World, gennaio-febbraio 2000, p. 41.
Usselman, Steven W. “From Novelty to Utility: George Westinghouse e il business dell’innovazione nell’era di Edison”. Business History Review, Estate 1992, p. 251.
Siti web
George Westinghouse Virtual Museum.http://www.georgewestinghouse.com/museum.html (accesso il 18 febbraio 2003).
“Tesla: Master of Lightning”. Public Broadcasting Service.http://www.pbs.org/tesla/ (accesso il 18 febbraio 2003).