La máquina de movimiento perpetuo, un sueño imposible

Parecía una buena idea: diseñar una máquina que reinvirtiera en sí misma la energía que producía para seguir moviéndose, de modo que una vez puesta en marcha funcionara indefinidamente, proporcionando energía gratuita para siempre. Sin embargo, ya en la antigüedad hubo mentes iluminadas que sintieron una trampa, aunque no pudieran identificarla. En el siglo XIX, la termodinámica había explicado por qué el movimiento perpetuo, o perpetuum mobile, es simplemente una imposibilidad física, incompatible con las leyes de la naturaleza.

A mediados del siglo XII, el gran matemático y astrónomo indio Bhāskara II diseñó una rueda con radios curvos parcialmente llenos de mercurio. A medida que la rueda giraba, el mercurio se movía de un extremo de los radios al otro, manteniendo la rueda en constante movimiento mientras un lado más pesado arrastraba al otro lado más ligero. La rueda de Bhāskara, un diseño hipotético, se cita a menudo como el primer caso documentado de una máquina de movimiento perpetuo, aunque su diseño fue en realidad una modificación de uno anterior descrito en el siglo VII, y algunos autores sitúan la primera idea de este tipo en Occidente en el siglo I d.C.

Como ha escrito el historiador Lynn Townsend White Jr., en la India el concepto de movimiento perpetuo “estaba en consonancia con la creencia hindú en la naturaleza cíclica y autorrenovadora de todas las cosas, y probablemente tenía sus raíces en ella”. En Occidente, cuando la idea comenzó a cobrar impulso en el siglo XIII (también la época de los primeros escritos árabes sobre el tema), la inspiración era un híbrido de lo divino y lo humano: dado que Dios había logrado el movimiento perpetuo de los cuerpos celestes. ¿Por qué no intentar descubrir y explotar el secreto? En Occidente, el primer diseño se atribuye al francés Villard de Honnecourt, cuyo trabajo sólo se conoce por un libro de dibujos en el que, hacia 1230, representaba una rueda similar en principio a la de Bhāskara, pero sustituyendo el mercurio por pesas. , un tema recurrente en versiones posteriores.

En los siglos siguientes, se hicieron muchos intentos con ruedas, relojes, esferas magnéticas, tornillos de Arquímedes, molinos de viento, molinos de agua... Leonardo da Vinci dudó de la viabilidad del moto continuo, pero produjo varios diseños de sistemas hidráulicos y ruedas de bolas, llegar a la conclusión de que la idea no podía funcionar; en uno de sus escritos exclamó desdeñosamente que los promotores de estas máquinas y sus “vanos diseños” deberían ir y hacer compañía a los “buscadores de oro”, los alquimistas. Galileo, por su parte, no trabajó en la idea, pero sus notas revelan que no creía en el concepto porque intuía que violaba las leyes de la naturaleza.

Sin embargo, la idea del perpetuum mobile sedujo a científicos de renombre como Robert Boyle –con su “matraz autollenable”–, Johann Bernoulli e incluso Nikola Tesla. Durante los siglos XVII y XVIII, inventores como Robert Fludd y Johann Bessler “Orffyreus”, entre muchos otros, construyeron diseños inteligentes para máquinas que podían funcionar durante mucho tiempo, pero no perpetuamente. En 1775, la Academia de Ciencias de Francia dejó de aceptar propuestas para tales máquinas debido a los fracasos. También hubo sonados fraudes; En 1812, el estadounidense Charles Redheffer se benefició al exhibir un generador perpetuo que podía alimentar otras máquinas. Robert Fulton, a quien se atribuye el desarrollo del primer barco de vapor, expuso el engaño: desde una habitación del piso de arriba, un anciano accionaba una manivela conectada a un cable oculto.

No fue hasta la segunda mitad del siglo XIX cuando las leyes de la termodinámica, trabajo conjunto de varios científicos, pusieron el clavo en el ataúd de estas máquinas. Según la primera ley, la energía de un sistema aislado es constante (no se crea ni se destruye), por lo que no es posible extraer de un sistema más de lo que consume sin insumos adicionales. Según la segunda ley, la entropía siempre aumenta; La energía se pierde en forma de calor a través de la fricción y otros fenómenos. Perpetuum mobile viola la primera ley de la termodinámica (movimiento perpetuo del primer tipo, que no requiere energía externa) o la segunda ley (movimiento perpetuo del segundo tipo, que convierte todo el calor en energía mecánica o eléctrica utilizable), o ambas. Pero estas son leyes inviolables.

¿Y qué pasa con una máquina de movimiento perpetuo del tercer tipo, con fricción cero y en un vacío perfecto sin producir energía utilizable? Tampoco funcionará; Los átomos en movimiento disipan su energía con el tiempo. Los materiales superconductores, de resistencia nula, requieren más energía de la que producen. Las que a menudo se presentan como máquinas de movimiento perpetuo tienen un defecto o un truco: el pájaro bebedor utiliza la energía de la evaporación del agua y se detiene cuando se acaba. Una ametralladora utiliza como combustible la pólvora; la cartuchera de las balas siempre llega a su fin, por lo que no se diferencia del depósito de combustible de un coche. Algunas máquinas utilizan energía solar externa o de isótopos radiactivos, que también se consumen; Contrariamente a los clásicos, el movimiento de los cielos no es eterno: los objetos que giran/orbitan en el vacío del espacio disipan energía, pero muy lentamente.

Todo esto no ha impedido que innumerables inventores persigan, incluso hoy en día, lo que es una inconsistencia física que no funciona ni siquiera disfrazada de nueva física avanzada: recientemente, el concepto de cristales de tiempo, materiales a los que originalmente se les atribuía una capacidad atómica La oscilación en un estado fundamental, que se comparaba con una pequeña máquina de movimiento perpetuo, ha creado controversia entre los físicos. Pero el concepto tampoco pasa la prueba y ha sido reformulado para ajustarse a las leyes aceptadas de la física; Desgraciadamente, como advirtió Galileo, “es imposible engañar a la naturaleza”.