La Máquina de Vapor

Por: Fernando Aguayo2º-A

(Máquina de vapor de James Watt)

¿Quién la inventó?

Se cree que la primera máquina de vapor como tal, fue desarrollada en 1633. Esta creación pertenece a Eduard Somerset. Fue patentada por Watt (pero no la inventó el primero, la primera máquina de vapor que inventó Watt, vio la luz en 1774 (y es la que todos conocemos), aunque también existen manuscritos de Herón que habla sobre una idea muy similar a la máquina de vapor actual.

Máquina de vapor asociada a una locomotora.

Originariamente servía para…

  Desde muy antiguo, existía un interés importante por elevar agua desde distintos niveles y a la vez descubrir la posibilidad de achicar este mismo agua de las minas para mejorar el trabajo. En este contexto, surgirá el mejor invento del siglo XVIII: la máquina de vapor.   Las primeras máquinas de vapor fueron llamadas con bastante frecuencia máquinas atmosféricas, Después de varios intentos con distintos sistemas para conseguir el vacío necesario, el primero en utilizar el vapor de agua para este fin fue Denis Papín (1647-1714). En 1687 publica la “Descripción y empleo de la nueva máquina para elevar el agua”, obra en la que describe el funcionamiento básico de su máquina neumática y aunque la máquina de Papin no tenía demasiada importancia práctica, pero estableció el principio vitalmente importante de que se podía utilizar el vapor para mover un émbolo hacia arriba y hacia abajo en el interior de un cilindro.

Mejoras y posteriores adaptaciones para… (I)En 1712 Newcomen, con

su socio Thomas Savery, construyó una máquina de vapor atmosférica para bombear agua fuera de las minas, de carbón hasta las de estaño de la zona nativa de Newcomen en el sudoeste de Inglaterra, particularmente en Cornualles.

Más máquinas fueron instaladas por el propio Newcomen en Inglaterra, lo que llevó a la construcción de más de 100 máquinas antes de que la patente expirara en 1733. El diseño fue mejorado más tarde por James Watt.

Máquina de Newcomen

Mejores y posteriores adaptaciones para… (II)

James Watt

La falsa idea de considerar a Watt como el verdadero inventor de la máquina a vapor se debe al gran número de aportaciones que hizo para su desarrollo. Watt inventó el movimiento paralelo para convertir el movimiento circular a un movimiento casi rectilíneo, del cual estaba muy orgulloso, y el medidor de presión para medir la presión del vapor en el cilindro a lo largo de todo el ciclo de trabajo de la máquina, mostrando así su eficiencia y ayudándolo a perfeccionarla.Watt ayudó de sobremanera al desarrollo de la máquina de vapor, convirtiéndola, de un proyecto tecnológico, a una forma viable y económica de producir energía. Watt descubrió que la máquina de Newcomen estaba gastando casi tres cuartos de la energía del vapor en calentar el pistón y el cilindro. Watt desarrolló una cámara de condensación separada que incrementó significativamente la eficiencia. Hasta el momento eso fue uno de los mejores desarrollos de la historia.

Máquina de expansión:

James Watt se propuso mejorar la máquina de Newcomen así que Analizando el problema identificó las pérdidas debidas al propio cilindro, a la práctica de enfriar el vapor para lograr el vacío necesario para mover la máquina y a la presión residual del vapor. En sus experimentos posteriores, verdaderos trabajos científicos, llegó a la conclusión de que el cilindro debía mantenerse a la misma temperatura que el vapor. Según sus palabras, mientras daba un paseo un espléndido sábado por la tarde y meditaba sobre la máquina, una idea le vino a la cabeza: como el vapor es un cuerpo elástico se precipitará en el vacío, y, si se comunicara el cilindro con un depósito exhausto, se precipitaría en su interior donde podría condensarse sin enfriar el cilindro.

Máquina de triple expansión

Transportes:Los Barcos: Los barcos de

vapor fueron buques propulsados por máquinas de vapor. En 1707 Denis Papin diseñó un barco, movido por la fuerza del vapor, con la intención de realizar la travesía desde Kassel, a orillas de del Fulda, hasta Londres. En 1765 James Watt convirtió el concepto preexistente de la máquina de vapor atribuido usualmente a Thomas Newcomen, en un invento realmente eficaz, gracias a la incorporación del condensador externo. En 1804 John Stevens desarrolla la aplicación de la máquina de vapor a una transmisión con hélices, teniendo claro que el futuro de la propulsión naval mecánica pasa por la utilización de éstas en lugar de las ruedas de paletas.

El Tren: Una de las primeras locomotoras de vapor (1814). Estos vehículos impulsados por máquinas de vapor se convertirían en los motores de los ferrocarriles que empezaron a proliferar en la primera mitad del siglo XIX y cambiaron el concepto de transporte, sobre todo por su velocidad.

Partes:

Funcionamiento básico:

Una máquina de vapor es un motor de combustión externa que transforma la energía térmica de una cantidad de vapor de agua en energía mecánica. En esencia, el ciclo de trabajo se realiza en dos etapas:

Se genera vapor de agua en una caldera cerrada por calentamiento, lo cual produce la expansión del volumen de un cilindro empujando un pistón. Mediante un mecanismo de biela - manivela, el movimiento lineal alternativo del pistón del cilindro se transforma en un movimiento de rotación que acciona, por ejemplo, las ruedas de una locomotora o el rotor de un generador eléctrico. Una vez alcanzado el final de carrera el émbolo retorna a su posición inicial y expulsa el vapor de agua utilizando la energía cinética de un volante de inercia.El vapor a presión se controla mediante una serie de válvulas de entrada y salida que regulan la renovación de la carga; es decir, los flujos del vapor hacia y desde el cilindro.

Enlaces:

Inventores de la Máquina de Vapor.

Funcionamiento de la Máquina de Vapor.

Motor de vapor monocilíndrico

-Fin-

Y aquí finaliza la presentación sobre máquinas de vapor. Un pequeño resumen sobre toda su historia, mejoras e inventores con algunas imágenes y animaciones ejemplificativas.