Tesla y la química de superficies

Cuando empecé mi tesis, en otoño del año 1992, era uno de mis momentos favoritos. Tras una rotura en uno de nuestros sistemas de vacío, y la correspondiente reparación, soplete de acetileno en mano, llegaba el momento de comprobar la estanqueidad, que no quedaran pequeños poros en el vidrio soldado que nos impidiera llegar al alto vacío que necesitábamos. Y sacábamos el BUSCAPOROS.

¿En qué consiste un buscaporos y qué tiene que ver Tesla en esta historia? Pues vamos a verlo. El buscaporos funcionaba como vemos en el vídeo:

Como habréis adivinado ya al ver ese pequeño rayo de color rosa, se trata de una bobina de Tesla. Y nos resultó de mucha utilidad a los químicos, especialmente a los que trabajábamos con sistemas de vacío, usados para medidas de adsorción sobre superficies de sólidos. En los años 90, cuando empecé a usarlos, aún eran de vidrio en muchas ocasiones. Así que para nosotros, el buen funcionamiento a vacío de los sistemas se lo debíamos en gran parte a uno de los innumerables inventos de Nikola Tesla.

Veamos un poco mejor cómo funcionaba el buscaporos. Al acercar al tubo de vidrio el rayo de color rosa emitido por el buscaporos (es decir, por la bobina de Tesla), en caso de haber un pequeño poro, indetectable de otra forma a la vista, éste era marcado con claridad mediante una descarga de color más blanco alrededor del punto defectuoso. Una vez detectado, era a continuación reparado para evitar la entrada de aire al sistema. 

¿Por qué se marcan así los poros y las entradas al sistema de vacío? La explicación pasa por entender qué ocurre en esa descarga que crea el pequeño rayo de color rosa. Cuando ponemos en funcionamiento la bobina de Tesla, se genera un voltaje del orden de los 50 kV (¡50,000 voltios!), lo que en contacto con el aire crea un plasma. Si la chispa se acerca a un sistema que tiene una presión de menos de 20 Torr (la presión atmosférica son 760 Torr) se produce una descarga de esa chispa. A no ser que la presión sea inferior a una milésima de Torr (10^-3 Torr), en cuyo caso no hay suficientes moléculas para mantener esa chispa. En el poro que se detecta con este sistema, tenemos esa disminución, desde presión atmosférica a una presión que no mantiene la chispa dentro del tubo. Además, el poro atrae en cierta forma a la chispa, ya que es un camino que tiene para descargarse a tierra. Así, si pasamos la chispa cerca de un poro en el sistema de vacío, ésta lo localizará con facilidad.

Otro fenómeno que se producía durante el uso del buscaporos, aparte del sonido característico que puede apreciarse en el vídeo al principio de este artículo, es que al poco podías notar un olor punzante, muy característico. Efectivamente, se produce ozono, al pasar una corriente de un voltaje tan elevado por un medio que contiene oxígeno. Y bueno, por qué no aprovecharlo para hacer experimentos donde necesitemos ozono, un gas muy inestable y que debe generarse in situ. Además de una forma bastante sencilla y barata, tanto que se pueden diseñar experimentos para nuestros estudiantes aprovechando el uso de una bobina de Tesla para plantear reacciones de ozonolisis de moléculas orgánicas.

¿Y por qué he traído hoy precisamente estos recuerdos sobre la búsqueda de fugas con la bobina de Tesla? Pues porque tal día como hoy, hace 167 años, nacía su inventor, Nikola Tesla. Sirva este modesto texto como un pequeño homenaje a su figura.