BARCO A VAPOR

BARCO A VAPOR

A finales del siglo XVII con la necesidad de drenar el agua de las minas para poder explotarlas, el mecánico Thomas Savery diseño la primera máquina térmica, patentada como “The miner's friend”. Esta podría realizar trabajo aprovechando la fuerza ejercida por el vapor de agua, producto de la transferencia por conducción de energía térmica al agua; y usando la diferencia entre presiones para su retroalimentación, ya que al condensarse el vapor dentro de una recámara, se disminuye la presión en esta, y debido a que en otra recamara que se encuentra en contacto con la primera, donde se encuentra almacenada el agua tiene mayor presión, el agua se desplaza hacia la de menor presión (hacia la primera), y vuelve a comenzar el proceso [1]. El médico, inventor y fisico Denis Papin, construyó un dispositivo de laboratorio que sería el fundamento de la máquina de vapor de Newcomen (socio y condescendiente de las ideas de Savery, construyo la primera máquina a vapor con pistón). Denis expuso sus ideas con las siguientes palabras, que constituyen una admirable descripción del modo de actuar de las primeras máquinas de vapor: “Puesto que el agua goza de la propiedad de que una pequeña cantidad de ella transformada en vapor por medio del calor tiene una fuerza elástica similar a la del aire, y que por medio del frío se transforma de nuevo en agua, de manera que no queda ni rastro de aquella fuerza elástica, he llegado a la conclusión de que se pueden construir máquinas en cuyo interior, por medio de un calor no demasiado intenso y a bajo costo, se puede producir el vacío perfecto” (Denis Papin, 1680). Estas ideas se han utilizado a través de la historia, y se siguen utilizando en el terreno práctico, por ejemplo en el mecanismo a baja escala que se utiliza para impulsar el barco a vapor pof pof, en el cual la llama de una vela, produce la energía térmica que entra a un sistema que cumple el papel de un motor; formado por dos pitillos que se hallan dentro de una hojalata que funciona como caldera, la cual no posee escape alguno, más que el de los orificios de los pitillos, en esta hojalata se evapora el agua y se genera el trabajo suficiente para desplazar el barco.

El barco a vapor es impulsado por un motor térmico, que consiste de un caldera elaborada con una lámina de hojalata, cuyo coeficiente de conductividad térmica oscila entre 47-58 (W/m*K) [2], este material permite conducir la energía en forma de calor proporcionado por la llama de la combustión de una vela, (fuente de energía del motor). La caldera está conectada a dos tubos fabricados de polietileno, resistente a la temperatura del vapor de agua, cuando se aplica calor a la caldera, las partículas de agua cercanas a las paredes de esta, adquieren mayor temperatura, hecho que reduce la presión paralelo a un descenso de la densidad de las partículas, las cuales ascienden por convección para formar vapor de agua. El vapor de agua en expansión empuja parte del agua en los tubos lo cual suscita al movimiento del barco por propulsión a chorro del vapor de agua. El vapor de agua se condensa, y disminuye la presión en la caldera, como consecuencia se produce un vacío, de acuerdo con la definición de la Sociedad Americana de Vacío (1958), el término vacío se refiere a cierto espacio lleno con gases a una presión total menor

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