Muchas veces me habéis sugerido que hable sobre las llamadas «máquinas de movimiento perpetuo«, aparatos que parecen funcionar de manera ininterrumpida sin combustible ni ayuda de ninguna fuente externa de energía después de darles un pequeño empujón inicial. Hay un porrón y medio de vídeos en Youtube donde aparecen supuestas máquinas de este tipo pero, ¿realmente pueden existir estos dispositivos? ¿ha construido alguien alguna que funcione de verdad? Por desgracia existen mucha charlatanería e ideas equivocadas entorno a este tema, así que he pensado que sería buena idea escribir una entrada sobre ello e intentar separar la realidad de los engaños.
En primer lugar, el movimiento perpetuo como tal no existe.
¡ENTONCES QUÉ ME DICES DE LOS PLANETAS Y…!
Calma, voz cursiva, caaaaaaaaalma. Deja que me explique.
Si en uno de estos ataques impulsivos le pegaras una patada a un asteroide en un espacio perfectamente vacío, entonces el asteroide empezaría a alejarse de ti a una velocidad constante para el resto de la eternidad.
Pero, repito, esto ocurriría en un vacío perfecto. En realidad, en el espacio sí que hay algo de materia desperdigada por ahí. Muy poca, por supuesto, entre 0,1 y 100 átomos por centímetro cúbico según donde mires, pero algo hay. Y, como un objeto se encontrará de vez en cuando con algún átomo en medio de su trayectoria que se oponga a su movimiento, siempre existirá una diminuta fuerza de «fricción».
Esta fuerza será extremadamente pequeña, por supuesto. Un asteroide pateado por la voz cursiva tardaría miles de millones, si no billones, de años en detenerse en el espacio real (imaginando también que ningún campo gravitatorio lo influenciara). Por eso precisamente los planetas pueden dar vueltas alrededor de las estrellas en órbitas estables. Los planetas pierden algo de velocidad al interaccionar con la materia del espacio, pero se trata de una magnitud tan ridícula que para notar sus efectos deberíamos observarlos durante un periodo de tiempo ridículamente largo, aunque finito.
O sea, que el movimiento verdaderamente perpetuo, eterno, no existe ni siquiera en el espacio, el lugar donde las cosas experimentan la menor fricción al moverse. Es por eso que, precisamente, la fricción es el principal enemigo de las «máquinas de movimiento perpetuo».
Incluso sin tener en cuenta el rozamiento de sus piezas con el aire, todas las «máquinas de movimiento perpetuo» dejan de funcionar después de un periodo de tiempo más o menos largo por un motivo muy sencillo: están compuestas por piezas móviles que se encuentran en contacto entre sí mientras se mueven. Y allá donde existan movimiento y dos superficies en contacto, aparecerá fricción.
De hecho, la fricción es el motivo por el que una fracción considerable de la energía que utilizamos para mover las máquinas nunca llegue a convertirse en movimiento. Por ejemplo, el 30% de la energía liberada por el combustible en el motor de un coche se pierde en forma de fricción. ¿Qué pasa entonces si apagamos el motor de un coche en movimiento? Pues que los mecanismos que lo mantienen en movimiento ya no reciben un flujo constante de energía y, por tanto, la cantidad limitada de energía que queda en el sistema se irá disipando hasta que el movimiento se detenga por completo.
¿Me quieres decir que es imposible fabricar una máquina de movimiento perpetuo porque siempre existirán pérdidas de energía inevitables, no sólo externas sino también desde su interior?
Exactamente.
Cualquier mecanismo perderá energía a través de la fricción que aparece entre las piezas que lo componen, de manera que el debate no está en si una «máquina de movimiento perpetuo» se va a detener algún día o no, porque es obvio que se detendrá, sino cuándo se va a detener. La única manera de conseguir que una máquina pase el mayor tiempo posible funcionando sin una fuente de energía externa es reducir en la mayor medida posible la fricción que aparece entre sus piezas.
Por desgracia, hacer que este tipo de pérdidas de energía desaparezcan es imposible porque no existen materiales perfectos que no generen nada de fricción. Independientemente del material del que estén hechas las máquinas, siempre aparecerá algo de roce entre ellas, ya sea porque las piezas que las componen no son perfectamente lisas o porque existen fuerzas adhesivas entre las moléculas que componen las superficies.
Por muy lisas que parezcan, todas las superficies tienen esta pinta en mayor o menor medida.
Bueno, que el título diga que es el aparato que aparece en el vídeo sea una máquina de movimiento perpetuo no significa que realmente lo sea. De hecho, acabamos de ver que es imposible que una de estas máquinas exista.
Teniendo esto en cuenta, existen dos tipos de «máquinas de movimiento perpetuo»: las que no son de movimiento perpetuo, pero funcionan durante mucho tiempo antes de detenerse y las que no son de movimiento perpetuo, pero además sus inventores añaden pequeñas trampas para compensar la pequeña pérdida constante de energía que sufren y dar la impresión de que su máquina no se va a detener nunca.
El problema es que la mayoría de información disponible sobre este tipo de aparatos son demostraciones colgadas en Youtube… Y no existen vídeos eternos en los que se pueda comprobar cuánto tiempo permanece funcionando una de estas máquinas tras darle el empujón inicial. O sea, que no te queda más remedio que fiarte de lo que dice su autor. Por otro lado, quienes aseguran haber construido «máquinas de movimiento perpetuo» tampoco crean iniciativas como eventos en los que retransmitan en vivo, desde varios ángulos y de manera indefinida el funcionamiento de sus máquinas para que el resto de la gente pueda comprobar si realmente hacen lo que dicen hacer. Al fin y al cabo, si alguien construye una máquina que viola las leyes de la física, qué menos que aportar alguna otra prueba de su veracidad que su propia palabra.
Hay un montón de ejemplos colgados en internet pero, por ejemplo, pongamos la máquina que aparece en este vídeo.
Después del empujón inicial y viendo que su velocidad no disminuye de manera perceptible durante el poco rato que su inventor la enseña, está claro que esta máquina va a dar vueltas durante mucho rato. Pero, ¿se trata de una máquina de movimiento perpetuo, como el autor del vídeo anuncia? No, porque podemos ver claramente por dónde va a perder energía poco a poco.
Por un lado, existe fricción entre el eje y los agujeros en los que está montado. Por otro, cada vez que el mecanismo levanta la barra magnética que la máquina tiene encima generará una pequeña fuerza de fricción en sentido contrario a su movimiento de rotación que también lo ralentizará. Incluso suponiendo que de alguna manera su inventor hubiera conseguido deshacerse de toda fuente de fricción entre las piezas y con el aire, los imanes irían perdiendo su magnetismo con el tiempo y la máquina terminaría por detenerse de todas maneras.
O sea, que no se trata de una máquina de movimiento perpetuo. A efectos prácticos, no es más que una versión más mecánica de este otro dispositivo:
Luego existen otros vídeos en los que alguien afirma haber construido una máquina de movimiento perpetuo, pero se puede ver que hay trampa si se presta atención: el leve ruido de un motor de fondo, la presencia de cables que no deberían estar ahí, el aparato está grabado en un ángulo sospechoso que podría estar ocultando algo… Cualquiera de estas opciones es infinitamente más plausible que la posibilidad de que alguien haya violado las leyes de la física.
En otros casos parece que no existe ninguna trampa aparente pero, en realidad, lo que está haciendo la máquina es aprovecharse de alguna fuente externa de energía para mantener su movimiento. Por ejemplo, hay un caso que me pareció muy curioso y que vi en un documental sobre este tipo de aparatos en el que un hombre había construido una especie de noria repleta de unos componentes móviles que, en teoría, mantienen las cargas de cada lado de la noria desequilibradas de manera constante, haciendo que la rueda gire.
La máquina no funciona para siempre. De hecho, se detiene de vez en cuando y se pone a girar de nuevo. ¿Se trata entonces de una máquina de movimiento perpetuo? En este caso tampoco, porque son el viento y la radiación solar las que vuelven a desequilibrarla cuando se detiene y reanudan el movimiento. Podéis verla en el siguiente vídeo a partir del minuto 51:28.
O sea, que esta noria no es más que un generador eólico o solar muy ineficiente.
Vale, captado. No debo fiarme de todo lo que veo en internet. Pero, suponiendo que consiguieras deshacerte de todas las fuentes de fricción de una de estas máquinas, ¿podrías sacar energía de ellas?
De nuevo, lamentablemente la respuesta es un rotundo no.
Imaginemos que conseguimos construir un dispositivo con una eficiencia energética del 100%. Esta máquina no perdería absolutamente nada de energía a través de ningún mecanismo de fricción y podría seguir funcionando a la misma velocidad para siempre. Pero hay un problema: habría que conectar la máquina a otro sistema que la convirtiera en energía eléctrica que fuera aprovechable. Y ese otro sistema siempre va a perder energía por algún lado.
Visto que la inmensa mayoría de «máquinas de movimiento perpetuo» son cosas que dan vueltas, la mejor manera de extraer energía de su movimiento sería conectar el eje que da vueltas a una bobina rodeada por un imán para que la rotación genere electricidad, que es como funcionan los generadores eléctricos.
Y, pese a que parezcan objetos mágicos capaces de alterar la realidad a su antojo, lo cierto es que los imanes también disipan energía. Aún suponiendo que el eje rotara estupendamente sin ningún tipo de rozamiento, el sistema seguiría perdiendo energía no sólo a través de la fricción generada en el interior de los propios cables a través del movimiento de los electrones, sino también debido a los esfuerzos aplicados por el campo magnético sobre las moléculas del imán que constantemente se ven forzadas a intentar cambiar de orientación.
Es por eso que para que una máquina de movimiento perpetuo pudiera generar energía sin ayuda de una fuente externa, entonces debería tener una eficiencia superior al 100%. Es decir, que no sólo tendría que conservar su energía por completo indefinidamente tras darle un empujón inicial, sino que además debería que generar energía extra. Por supuesto, esto es imposible: es como si te montaras en una bici, pedalearas una sola vez y ésta empezara a avanzar cada vez más deprisa sin ninguna ayuda… Cuesta arriba.
Pero, como suele ocurrir con la charlatanería, la realidad no impide que exista gente falsificando vídeos e intentando vender «generadores de energía gratuita» que, en teoría, producen energía indefinidamente sin ayuda externa.
Muchos de ellos utilizan como excusa que sus dispositivos en realidad sí que extraen energía de algún sitio: del propio vacío, a partir de la llamada energía del punto cero. La existencia de esta energía no es ningún secreto de estado, pero la idea de que se pueda utilizar sí que es recibida con mucho escepticismo. Incluso pudiendo aprovecharla, su magnitud es tan pequeña que se duda que pudiera servir para algo.
En definitiva, esta entrada tiene la intención de ser una explicación más bien general sobre por qué no tiene ningún sentido la idea de una máquina de movimiento perpetuo, sin entrar en las leyes de la termodinámica.
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