Historias de Patentes (VI) El motor eléctrico

Autor

Miguel Á. Martínez (Socio y Experto en Patentes y Marcas)

Publicado

05/04/2023

✍🏻 Frecuentemente muchos inventos surgen antes de que el mundo esté listo para ellos, lo que ocasiona habitualmente el fracaso y la frustración del inventor; y realmente la mayoría de inventos que tienen éxito ha sido porque ya se había creado en el consumidor la necesidad de ese producto y también porque la sociedad estaba suficientemente avanzada como para apreciar la necesidad de ese producto.

– En el caso del motor eléctrico estamos ante otro de tantos inventos adelantado a su tiempo, ya que cuando surge, en 1835, prácticamente sólo se conocía la batería eléctrica, inventada por Alessandro Volta en 1800, que permitía producir electricidad a partir de una reacción química entre dos metales diferentes, obteniendo una corriente eléctrica continua durante algunas horas; también empezaba a difundirse el electroimán, un invento de Joseph Henry, que permitía lograr un potente imán a partir de la corriente eléctrica de una batería. Tuvieron que pasar más de 40 años para que Edison inventase su bombilla y casi 60 años para que Edison y Westinghose iniciaran con éxito las primeras instalaciones eléctricas, a disposición de unos pocos usuarios.

– El inventor del motor de corriente continua ha sido Thomas Davenport, que nació en 1802 en una granja en Vermont. Thomas era el octavo de 12 hermanos, que se quedaron huérfanos de padre cuando él sólo tenía 10 años, por lo que no tuvo prácticamente ninguna formación. Afortunadamente a los 14 años es contratado por un herrero que, a cambio de trabajar en su taller, le proporciona alojamiento y comida, además de la posibilidad de acudir 6 semanas al año a la escuela rural más próxima. Una vez terminado su contrato, en 1823, se traslada a la ciudad de Brandon, Vermont, donde crea su propia ferretería, se casa y forma una familia.

En la primavera de 1833, oyó hablar de que en la pedanía de Crown Point, en el estado de Nueva York, Joseph Henry estaba empleando un electroimán extremadamente potente para separar los trozos de mineral con mayor contenido de hierro. Este dispositivo, además de demostrar que con la electricidad era posible producir un campo magnético y viceversa, probablemente haya sido el primero en el que se empleaba la electricidad a nivel industrial; por lo que constituye un importante eslabón con el mundo moderno, en el que existe un total dependencia de la electricidad. Tan importantes fueron los descubrimientos de Joseph Henry que es el único americano cuyo nombre se aplica a denominar con él una unidad de electricidad. (Un Henry es una unidad inductancia eléctrica). En 1831, Henry inventó el telégrafo, pero no lo patentó, sino que ayudó a Samuel Morse a desarrollar este aparato en 1839 y que lograse una importante subvención del Congreso.

Cuando Thomas Davenport oyó la noticia del imán de Henry viajó 25 millas a caballo para ver aquel invento, que despertó tanto su interés como para decidir viajar otras 80 millas más, hasta Albany, con la intención de conocer a Henry personalmente, pero al llegar allí descubrió que se había mudado a Princeton. De regreso a casa, convenció a su hermano, un vendedor ambulante, para hacer juntos otro viaje a Crown Point y una vez allí, con el dinero que obtuvieron por la venta de un caballo de su hermano, pudieron comprar el imán, que ya no empleaban.

Cuando regresaron a casa, su hermano sugirió exhibir el imán para recuperar la inversión, pero Thomas tenía otros planes, con la ayuda de su esposa desenrolla y desmantela el electroimán, mientras ella iba tomando notas sobre la forma en la que estaba construido. Con la inestimable ayuda de su esposa Emily, construyó varios imanes de su propio diseño; en un momento dado, como necesitaban un conductor con aislamiento y sólo disponían de cable desnudo, decidió cortar su vestido de novia en tiras para conseguir aislar los cables y así poder hacer un electroimán con el mayor número de vueltas posibles.

No pasó mucho tiempo hasta que se le ocurrió utilizar un electroimán montado en una rueda (rotor) y otro imán en un bastidor estacionario (estator). La interacción entre los imanes hacía girar el primer imán media vuelta, pero al invertir los cables al primer imán esto provocaría que girase media vuelta más; de esta forma consiguió hacerlo girar de forma indefinida; para ello Davenport tuvo que inventar un mecanismo denominado «escobillas», que aún hoy funciona de igual forma en los dinamos y en los motores de corriente continua, conmutando los polos para realizar la inversión del electroimán de forma automática, consiguiendo así que el rotor gire mientras la batería siga suministrando corriente eléctrica, con lo cual acababa de inventar el motor eléctirco, alimentado por corriente continua.

Cuando Davenport viaja a Washington para patentar su primer invento, en 1834, se llevó la sorpresa de que su solicitud no podía ser admitida por la Oficina de Patentes Americana (USPTO), ya que por aquel entonces el sector de la electricidad prácticamente era inexistente y no disponía de examinadores de patentes, ni él de avales que acreditasen las bondades de su invención.

Por este motivo decidió comenzar una gira por las pocas universidades existentes para que los profesores pudieran examinar su invención y así proporcionarles cartas de apoyo para la Oficina de Patentes. Sus viajes lo llevaron al Instituto Rensselaer, fundado en 1824 como la primera escuela de ingeniería de los Estados Unidos, donde le compraron uno de sus prototipos, con cuya venta pudo comprar una gran cantidad de cable aislado y decide volver a su casa para construir otro motor. Luego viajó a Princeton para conocer a Joseph Henry, a la Universidad de Pennsylvania y a otra serie de centros educativos, que quedaron impresionados por el desarrollo de este humilde herrero.

En 1836 regresa a la Oficina de Patentes con varias cartas que avalan su invento; sin embargo sus problemas con el registro de su invento aún terminan aquí, ya que entre medias la USPTO es destruida por el fuego, antes de examinar su patente, y no fue hasta el 25 de febrero de 1837 que se le otorga la primera patente US132 de una máquina eléctrica.

Patente US132 motor eléctrico, de Thomas Davenport

Tuvieron que pasar 20 años hasta que alguien descubriera que si se invertía en el funcionamiento de esta máquina, es decir que, sin cambiar nada, si se hacía girar el rotor, por ejemplo por medio de una turbina, funcionaría como un generador eléctrico. A los 40 años de su muerte, los trenes y otros vehículos de tracción eléctrica se habían convertido en algo común; pero Thomas Davenport a pesar de que ha jugado un papel vital del mundo actual, apenas si es conocido y recordado en nuestros días.

Patente US1

1- La primera patente en la historia de los Estados Unidos USX1 le fue otorgada en base a Ley de Patentes de 1790, a Samuel Hopkins y fue firmada por el entonces presidente George Washington, pero esta primera Ley resultó ser muy restrictiva por lo que se cambió muy pronto, en 1793, por otra que propiciaba un sistema mucho más simple, que sólo requería una solicitud al Secretario de Estado; durante esta legislación las patentes otorgadas se hacían públicas a través de las bibliotecas del país.

En 1836, después del incendio de la Oficina de Patentes, se aprobó otra Ley Federal de Patentes para subsanar los problemas que se habían observado con las anteriores. En primer lugar, esta Ley sirve para crear la Oficina de Patentes USPTO, que libere al Secretario de Estado de la obligación de otorgar patentes al ser asumidas sus funciones por el Comisionado de Patentes, lo que también permitió un proceso más eficiente de solicitudes de patentes. En segundo lugar, esta Ley facilitó que las invenciones ya patentadas pudieran ser consultadas por cualquiera para verificar si su invención era realmente original antes de solicitar una patente. Esto mejoró enormemente la calidad de las patentes concedidas y permitió salvaguardar el principio de novedad en las patentes futuras.

Coincidiendo con la entrada en vigor de la Ley de Patentes de 1836 la USPTO comenzó a numerar las patentes por orden de concesión, ya que hasta entonces solo se identificaban a través de nombres y fechas. Por este motivo, es en este año, cuando se concede la patente con el número US1, para una locomotora, a nombre de John Ruggles, quedando las patentes recuperadas del incendio habido ese mismo año numeradas con el sufijo «X», como ya hemos comentado en otro artículo.