Tren de vapor

Máquina de vapor

Máquina de vapor
industrial

Historia de la máquina de vapor

Historia de la máquina de vapor

La primera referencia de la máquina de vapor lo encontramos en el período helenístico. Entonces se habla de experimentos para aprovechar la expansión de los compuestos debido al cambio de la fase líquida a fase gas (vapor): en particular, la célula de Aeolus de la garza. Se trata de una esfera hueca de metal llena de agua, con los brazos tangencial con el orificio de salida: cuando se calienta el agua, este se vaporiza y el vapor de agua que sale de los orificios, mediante la rotación de la propia pelota.

También se debe recordar los intentos de utilizar el vapor de Leonardo da Vinci con su coche llamado el Archituono. En 1606 los experimentos Giovanni Battista della Porta fueron capaces de utilizarlo como una fuerza impulsora. El ingeniero de Salomon de Caus también realizó experimentos de máquinas de vapor similares a los de Della Porta. En 1615 Alomon Caus publicó un tratado en su sistema que contiene una bomba de vapor.

En tiempos más recientes, las primeras aplicaciones de vapor se pueden remontar de nuevo a los experimentos de Denis Papin y su olla a presión de 1679. En este experimento se fue a concebir ideas sobre cómo desarrollar el uso de vapor.

Origen de la primera máquina de vapor

Los posteriores experimentos se produjeron al inicio del siglo XVIII, especialmente para el bombeo de agua de las minas. el bomebo del agua se realizó mediante el sistema ideado en 1698 por Thomas Savery utilizando el vacío creado por la condensación del vapor introducido en un recipiente. Com este experimento se consiguió elevar el agua hasta aproximadamente 10 m de altura. A demás, gracias a la invención del sistema de cilindro-pistón (probablemente debido a Denis Papin) fué posible convertir la energía del vapor en un movimiento mecánico. De esta forma se obtenía un trabajo mecánico y, por lo tanto, la primera máquina de vapor.

Primeras aplicaciones industriales de la máquina de vapor

máquina de vapor de NewcomenEl primer ejemplo de aplicación industrial de este concepto es la máquina de vapor de Newcomen, de 1705. La máquina de Newcomen era grande pero no demasiado potente y cara. Sólo conseguía realizar un movimiento de vaivén. Por esta razón, se utilizada para extraer agua de las minas.

Al principio la máquina de vapor trabajaba a baja presión, es decir, se utilizaba el vapor inmediatamente. Tal qual salía de la caldera se dirigía al cilindro. Estos motores de vapor eran enormes en comparación con la potencia suministrada. Para su instalación en vehículos autopropulsados se requería, por lo tanto, un diseño de motor de vapor más pequeño y más ligeros para la misma potencia.

Esta problemática dió lugar a la creación de las máquinas de vapor de alta presión. En los motores de vapor de alta presión, la presión se acumulua dentro de la caldera en lugar de expulsar el vapor de agua en el cilindro a medida que se produce. Este objetivo se consiguió más tarde, gracias a la invención del condensador externo. En el condensador externo, la distribución de los cajones y mecanismo de biela-manivela (que le permite crear un movimiento de rotación en lugar de simplemente como una alternativa hasta entonces) permitió pasar de aplicaciones esporádicas a un uso general en el transporte y en la industria. Los méritos de tal acontecimiento se atribuyen a James Watt en 1765.

El invento de Watt permitió reducir el coste de la máquina de vapor, reducir su tamaño, reducir el consumo de energía y aumentar la potencia disponible. Desde el primer modelo con 4,4 kW de potencia se ha pasado en menos de 20 años locomotoras de 0,4 MW.

La máquina de vapor en la industria

La máquina de vapor, permitió tener una mayor potencia que la que se podía obtener con los recursos disponibles hasta entonces. Como ejempo, un caballo corriendo puede producir 8 kW para distancias cortas, pero para trabajar un día no puede producir más de 0,7 kW). Esta evolución ha jugado un papel clave en la revolución industrial.

El desarrollo de la máquina de vapor ha facilitado la extracción y transporte de carbón. La disminución de los costes de la explotación del carbón contribuye en bajar los costes de la utilización de la máquina de vapor. La segunda aplicación de la máquina de vapor era mover los fuelles en las fundiciones en 1776, mientras que por el 1787 también se utilizó para hilar prendas de algodón.

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Última revisión: 14 de noviembre de 2017