La Maquina De Vapor

Antecedentes de la máquina de vapor

Hay escritos que datan de la época de los egipcios, en los cuales se dice que Herón (quien residía en la ciudad de Alejandría), habló alguna vez sobre las máquinas de vapor. En estos manuscritos se describe, existen otros personajes que habrían desarrollado este tipo de máquinas, aparte de los ensayos realizados por el mismo Herón. Nada de esto está muy claro, La máquina que vemos a nuestra izquierda es la inventada por Heron de Alejandría y el vapor de agua salía por (d) produciendo un giro en la bola. Dentro de las estructuras que habrían utilizado una máquina de vapor, se cuentan algunas puertas en templos, las cuales se abrían o cerraban bajo la influencia de esta máquina. Asimismo, una máquina de vapor, sería la causante del movimiento de ciertas figuras en algunos altares de importancia de aquella época.

Pero el inicio de la era de las máquinas de vapor empezó con Eduard Somerst (marqués de Worcester, Inglaterra) en 1663. Basándose en el principio de que si en una botella de agua de plástico metemos vapor de agua y la cerramos, cuando enfriamos el vapor, al condensarse, la botella se aplastaría. Es decir el vapor de agua al enfriarse disminuye la presión. Si la boca de la botella estuviera abierta y en contacto con agua de un recipiente, el agua del recipiente entraría en la botella ascendiendo. Esta disminución de la presión del vapor de agua al enfriarse dio lugar a que Somerst pensará en una máquina capaz de subir agua en los pisos de la construcción. En 1663 presentó su libro "Un siglo de invenciones”, donde ya plantea los principios de su máquina a vapor que elevaba volúmenes de agua.

El problema es que Somerst no encontró capital suficiente para vender y producir su máquina. Ni siquiera la patento, lo que hace que la mayoría de la gente no le considere el inventor de la máquina. Podríamos considerar a Somerst como el ideólogo (el que tuvo la idea) de la primera máquina de vapor.

En aquella época había en Inglaterra un gran problema. El agua que inundaba las minas. Tuvo que llegar Thomas Savery (1650-1715, mecánico inglés) que mejoró la máquina de Somerst y la patentó. Esto hace que se le considere el verdadero inventor de la máquina de vapor, ya que su máquina si se comercializó e incluso fue evolucionando. En su época constituyó un gran avance en la industria minera, resolviendo el problema del agua en las minas.

Modo de funcionamiento

Máquina de Savery

Ésta máquina sólo era capaz de elevar agua, pero quizá sea un punto clave para la comprensión de las demás máquinas.

1.- El recipiente con agua hirviendo.

2.- El recipiente con agua fría.

3.- Válvula de presión.

4.- Colector de agua.

5.- Tuvo hacia el exterior protegido con una válvula antirretorno.

6.- Espita para rellenar agua en la caldera.

La caldera hace hervir el agua contenida en el recipiente 1, al alcanzar cierta presión, la espita 3 se abre y la misma presión empuja el agua contenida en el recipiente 2 haciendo que el agua suba por el tubo 5 hacia el exterior, al disminuir la presión, la válvula 3 se cerrará y el vacío creado hará que el recipiente 2 absorba agua desde el colector 4.

La razón de que el agua siempre vaya en la dirección deseada es que en la salida del recipiente 2 hacia los tubos existen válvulas antirretorno.

Máquina de Newcomen

Tal y como explico en el apartado "ARTÍFICES DEL INVENTO Y CONTEXTO SOCIO-CULTURAL", ésta máquina supuso la primera versión estable de este tipo de máquinas, con la que se podía mover un pistón.

1. Recipiente con agua

2. Válvulas

3. Spray de agua

4. Cilindro

5. Tanque condensador de agua

6. Pistón

7. Peso

8. Balancín

9. Barra de bombeo

En la caldera hace hervir el agua contenida en el recipiente 1, cuando la presión del vapor es considerable, la valvula 2 se abre dejando pasar el vapor al cilindro 4, consiguiendo así empujar al pistón 6 hacia arriba.

En el tanque 5 hay agua fría y el agua pasa al cilindro 4 por el spray 3 cuando la presión de éste baja, consiguiendo así que el pistón 4 baje.

Con este sistema conseguimos que el balancín tenga movimiento, y a partir de aquí se le dará un uso específico para cada aplicación.

Máquina de Watt

Ésta es, sin duda, la máquina definitiva que impulsó en gran parte la "Revolución Industrial"

1. Recipiente con agua

2. Volante

3. Tanque condensador de agua

4. Balancín

5. Pistón

6. Cilindro

• A, B, C y D: Válvulas de presión.

La caldera hierve el agua contenida en el recipiente 1, cuando la presión del vapor es considerable, la válvula B se abre dejando pasar el vapor al cilindro 6, consiguiendo así desplazar el pistón 5 hacia arriba debido al aumento de la presión.

Al subir el pistón, el agua contenida en el hueco sobrante del cilindro 6 pasa al tanque 3, la válvula D, al aumentar la presión en el tanque 3, se abre dejando pasar el agua al cilindro 6.

En este momento, la propia inercia[5] del conjunto hace que el sistema alterne las aperturas de las válvulas por la presión, consiguiendo así el doble efecto, donde el vapor y el agua actúan en las dos caras del pistón.

Máquina de vapor que funcionaba a la inversa

Savery quiso llevar a un tanque sin bombearla. Empezó por llenar de vapor el gran tanque de cobre. Luego el vapor se enfrió y volvió a transformarse en agua dejando en casi todo el tanque un vacío. Y a ese vacío, a través de un caño, llegó el agua desde abajo, como cuando afluye la limonada a la pajita. Durante largo tiempo, ese tipo de maquina se usó para extraer el agua de las minas.

Podría decirse que era una máquina de vapor que funcionaba a la inversa. En vez de hacer que el agua se dilatara convirtiéndose en vapor y empujara algo, el vapor se se condensa en agua y atraía algo adentro. Y debían transcurrir unos cien años, antes de que viniera el gran Jaime Watt e interviniera el procedimiento, y el vapor empujara en vez de succionar.

Mientras tanto, la máquina de savery había sido mejorada por el francés Papin y el inglés Newcomen. Le agregaron un cilindro y un pistón, dos piezas que se

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