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¿Quién inventó la Máquina de Vapor?¿En qué año?

15 noviembre, 2017

En un mundo propulsado por motores de combustión, turbinas de gas y reactores nucleares, la máquina de vapor puede parecer como una reliquia del pasado. Pero sin esta invención, el mundo moderno sería un lugar muy diferente. Hoy te contamos toda la historia sobre la máquina de vapor.


Inventor: James Watt
Año: 1784
País: Reino Unido


¿Quién inventó la máquina de vapor?

Indiscutiblemente el desarrollo más importante de la Revolución Industrial: la máquina de vapor, facilitó avances importantes en los campos de la explotación minera, de la fabricación, de la agricultura y del transporte. Y mientras que varias figuras prominentes de los siglos XVIII y XIX se acreditan con el desarrollo y el perfeccionamiento de la máquina de vapor, la historia de las máquinas de vapor en realidad se remonta casi 2.000 años antes de la Revolución Industrial.

Turbinas de vapor antiguas

En los inicios del primer siglo d. C., un inventor griego nombrado Heron de Alejandría diseñó la primer eolípila del mundo, o turbina de vapor primitiva. La Eolípila de Heron consistía en una esfera hueca, montada sobre un par de tubos. Calentada desde abajo por el fuego, los tubos transportaban vapor a la esfera, donde este se liberaba a través de otra serie de tubos que se proyectaban desde el ecuador de la esfera. Este movimiento de vapor a través del dispositivo causó que la esfera girara, demostrando el potencial de usar vapor como medio de propulsión.

Mientras que la Eolípila de Heron fue creada como una novedad, no como un medio para acelerar la producción, es sin embargo el primer dispositivo conocido para transformar el vapor en el movimiento rotatorio. Pero no fue hasta el siglo XVII que se hicieron intentos para aprovechar el poder manifestado por la Eolípila de Heron para fines prácticos.

Vapor: una solución perfecta

Las primeras máquinas de vapor prácticas se desarrollaron para resolver un problema en específico: cómo eliminar el agua de las minas inundadas. Como los europeos del siglo XVII pasaron de la madera al carbón como su principal fuente de combustible, las minas se profundizaron y, como resultado, a menudo se inundaron después de penetrar fuentes subterráneas de agua.

Se cree que un administrador minero español llamado Jerónimo de Ayanz ha sido la primera persona en resolver el problema de las minas inundadas. En 1606, de Ayanz registró la primera patente para una máquina que utilizó energía de vapor para propulsar agua de las minas. El inventor español, al que también se le atribuye la invención de uno de los primeros sistemas de aire acondicionado del mundo, usó su máquina de vapor para remover el agua de las minas de plata en Guadalcanal, Sevilla.

Mientras que el español primero patentó una máquina de vapor funcional para el uso en la explotación minera, un inglés es usualmente acreditado con inventar la primera máquina de vapor. En 1698, Thomas Savery, un ingeniero e inventor, patentó una máquina que podía efectivamente sacar agua de las minas inundadas con presión de vapor. Savery usó principios enunciados por Denis Papin, un físico británico nacido en Francia que inventó la olla a presión. Las ideas de Papin sobre una máquina de vapor con un cilindro y pistón no habían sido utilizadas previamente para construir una máquina funcional, pero por 1705, Savery había convertido las ideas de Papin en una invención útil.

Utilizando dos calderas de vapor, Savery ideó un sistema casi continuo para bombear el agua de las minas. Pero a pesar del éxito temprano del sistema de Savery, pronto fue descubierto que su motor era solamente capaz de sacar el agua de profundidades poco profundas, un problema que necesitaba ser resuelto si las máquinas de vapor iban a funcionar en minas profundas.

Afortunadamente para los dueños europeos de minas, en 1711 otro inglés, Thomas Newcomen, desarrolló una mejor manera de bombear el agua de las minas. Su sistema utilizó una rediseñada máquina de vapor que eliminó la necesidad de la presión de vapor acumulada, un defecto en el sistema de Savery que condujo a muchos a una explosión desafortunada. La máquina “atmosférica” de Newcomen, llamada así porque el nivel de presión de vapor que usaba se acercó a la presión atmosférica, fue la primera máquina exitosa comercialmente que usó vapor para realizar un bombeo de agua.

A pesar de que era una mejora a la representación inicial de la máquina de vapor de Savery, la máquina atmosférica de Newcomen también tenía sus defectos. La máquina era altamente ineficiente, requiriendo un flujo constante de agua fría para refrescar todos los importantes cilindros de vapor (la parte de la máquina donde la presión del vapor se convertía en movimiento), así como una fuente de energía constante para recalentar el cilindro.

Independientemente de este gran inconveniente, el diseño de la máquina de Newcomen no fue cuestionado por los próximos 50 años y, además de bombear el agua fuera de las minas, también se usó para drenar zonas pantanosas, abastecer de agua a las ciudades e incluso se usó en fábricas y molinos para bombear el agua desde debajo de una rueda de agua hasta arriba para su reutilización.

Potenciando la revolución industrial

Pero por 1765, el destino de la máquina de Newcomen fue sellado. En ese año, James Watt, un fabricante de instrumentos escocés empleado por la Universidad de Glasgow, comenzó a reparar un pequeño modelo de una máquina de Newcomen. Watt estaba perplejo por la gran cantidad de vapor consumido por la máquina de Newcomen y se dio cuenta de que para remediar esta ineficiencia, tendría que deshacerse del enfriamiento constante y el recalentamiento del cilindro de vapor.

Para hacer esto, Watt desarrolló un condensador separado, que permitió mantener el cilindro de vapor a una temperatura constante y mejoró dramáticamente la funcionalidad de la máquina de Newcomen.

Por razones financieras, Watt no pudo fabricar inmediatamente su nueva y mejorada máquina atmosférica. Pero por 1776, él había formado una sociedad con Matthew Boulton, un fabricante inglés e ingeniero para usar las máquinas de vapor para más que bombear el agua de las minas.

Con el respaldo financiero de Boulton, Watt desarrolló una máquina de vapor rotativa de simple efecto (y más tarde, de doble efecto) que, junto con el condensador separado de Watt, ofrecía un mecanismo de movimiento paralelo que duplicó la potencia del cilindro de vapor existente. La máquina de Boulton-Watt era también la primera que permitió al operador de la máquina, controlar la velocidad de la máquina con un dispositivo llamado regulador centrífugo. La máquina mejorada utilizó un nuevo sistema de engranaje – desarrollado por Boulton y el empleado de Watts, William Murdoch – conocido como engranaje planetario, para convertir el movimiento recíproco (lineal) en movimiento rotativo.

Las mejoras de Watt a la máquina de vapor, combinadas con la visión de Boulton de una nación energizada por el vapor, facilitaron la adopción rápida de las máquinas de vapor en todo el Reino Unido y, eventualmente, en los Estados Unidos. Para el año 1800, las máquinas de vapor estaban energizando molinos, fábricas, cervecerías y otras operaciones de la industria manufacturera. En 1852 ocurrió el primer vuelo de un dirigible propulsado mediante una máquina de vapor. Las iteraciones futuras de la máquina de vapor también vinieron a definir el transporte, pues los trenes, los barcos y los ferrocarriles adoptaron la tecnología de vapor en el siglo XX.

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