La máquina de vapor.

Definición. (Wikipedia)

Una máquina de vapor es un motor de combustión externa que transforma la energía térmica de una cantidad de agua en energía mecánica.

Evolución histórica. (Wikipedia)

En la máquina de vapor se basa la Primera Revolución Industrial que, desde fines del siglo XVIII en Inglaterra y hasta casi mediados del siglo XIX, aceleró portentosamente el desarrollo económico de muchos de los principales países de la Europa Occidental y de los Estados Unidos (EEUU). Solo en la interfase que medió entre 1890 y 1930 la máquina a vapor impulsada por hulla dejó lugar a otros motores de combustión interna: aquellos impulsados por hidrocarburos derivados del petróleo.

Muchos han sido los autores que han intentado determinar la fecha de la invención de la máquina de vapor atribuyéndola a tal o cual inventor; intento que había sido en vano, ya que la historia de su desarrollo estaba plagada de nombres propios.      

 

Aquí arriba he puesto una foto de la máquina de vapor que explica así por encima un poco la máquina de vapor inventada por James Watt.

Primeras tentativas. (Wikipedia)

No se sabe a ciencia cierta si aquellas invenciones no pasaron de ser meros juguetes y, aunque se ha supuesto que fueron empleadas para mover objetos en los templos durante los rituales, no deja de sorprender el hecho de que desde los tiempos de Herón no se hayan encontrado evidencias de que el vapor se haya utilizado con un propósito práctico, aunque el conocimiento del poder del vapor no llegara a perderse como demuestra la descripción de Malmesbury del órgano de Reims que en 1120 se hacía sonar por el aire que escapaba de un depósito en el que era comprimido por "agua calentada".

Máquina de vapor de Watt, procedente de la Fábrica Nacional de Moneda y Timbre, expuesta en el vestíbulo de la Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales de Madrid.

Máquina de expansión. (Wikipedia)

Auspiciado por Joseph Black, ocupado en las investigaciones que le conducirían al descubrimiento del calor latente, James Watt se propuso mejorar la máquina de Newcomen, descubriendo en el curso de sus experimentos que el vapor era una reserva de calor mucho más vasta que el agua y comprendiendo que era necesario limitar todas las pérdidas de calor que se producían en la artesanal máquina de Newcomen para disminuir el consumo de combustible, principal inconveniente de estas máquinas. 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.

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''. Sin embargo, el desarrollo y perfeccionamiento del condensador separado dejó a Watt en la ruina y en 1765 se vio obligado a buscar empleo y abandonar su trabajo hasta que, en 1767, John Roebuck accedió a financiar sus experimentos y la explotación comercial de la máquina a cambio de las dos terceras partes de los beneficios de la patente que se obtuviera.

Luis XIV

 Luis XIV de Francia.

Luis XIV fue el primogénito y sucesor de Luis XII y de Ana de Austria (hija del rey Felipe III de España . Incrementó el poder y la influencia francesa en Europa , combatiendo en tres grandes guerras: la Guerra de Holanda , la Guerra de los Nueve Años y la Guerra de susección Española. La protección a las artes que ejerció el soberano Luis XIV fue otra faceta de su acción política.

Luis XIV, uno de los más destacados reyes de la historia francesa, consiguió crear un régimen absolutista y centralizado, hasta el punto que su reinado es considerado el prototipo de la monarquía absoluta en Europa.

Infancia y ascenso al trono.
 Luis XIV nació el 5 de Septiembre de 1638, suceso que fue recibido como un don divino por sus padres: Luis XII y Ana de Austria, los cuales no habían conseguido descendencia en veintitrés años.
Luis XIII no se fiaba de la habilidad de su esposa para gobernar Francia tras su muerte, por lo que decretó que un consejo regente gobernase en nombre de su hijo durante su minoría de edad, para reducir así el poder de Ana de Austria como reina madre durante la regencia. No obstante, tras la muerte de Luis XIII y tras la ascensión al trono, con cinco años, de Luis XIV el 14 de Mayo de 1643, Ana anuló el testamento de Luis XIII en el Parlamento, rompió con el consejo y quedó como única regente. Durante su regencia, confió el poder a su primer ministro, el italiano cardenal, al que la mayoría de los círculos políticos franceses despreciaban por su origen no francés.
Al finalizar la Guerra de los Treinta Años, en el año 1648 comenzó una guerra civil francesa conocida como la Fronda. Mazarino continuó con las políticas de centralización emprendidas por su predecesor, Richeliu, aumentando así el poder real a expensas de la nobleza. En 1648, intentó imponer un impuesto a los miembros del Parlamento, el cual estaba constituido, principalmente, por miembros de la nobleza y altos cargos eclesiásticos.

 Muerte de Luis XIV.

Al morir éste, en 1661, asumió por completo sus funciones regias; de su padre había heredado el prurito de su grandeza y la idea del carácter divino de su poder. Un año antes, en 1660 había contraído matrimonio con la infanta española María Teresa, lo cual no le impidió tener varias amantes, entre ellas La Vallière, Montespan y Madame de Maintenon, con quien, tras enviudar, casó en secreto en 1680.

Instalado primero en Saint-Germain y más tarde en el imponente marco del palacio de Versalles, se rodeó de dóciles cortesanos, redujo a la nobleza, restó poder al Parlamento y el clero y centralizó la Administración pública mediante un complejo aparato burocrático.

Ferrocarril en la I Revolución Industrial.

   La Revolución Industrial iniciada en Inglaterra a mediados del siglo XVIII, dio paso a un enriquecimiento general que fue transformando la vida y maneras de trabajar, en principio en Europa, y posterior y paulatinamente en distintos países del mundo. Destacando de forma más visible el continente americano. Una buena prueba de la transformación y enriquecimiento lo podemos ver en la producción de hierro. En 1780 la producción de hierro fue de 60.000 toneladas; en 1800 de 300.000 TN. y en 1830 fue de 700.000 toneladas. Las máquinas cambiaron las formas de producción. La proliferación de fábricas contribuyó notablemente al desarrollo, creándose distintas industrias apoyadas por la maquinaria que contribuía notablemente al enriquecimiento de las naciones.

La gran empresa del siglo XIX fue la construcción de los ferrocarriles. La importancia que tuvo el ferrocarril en el desarrollo y progreso durante este siglo fue vital. Los tendidos de vías férreas se extendieron por todas partes. Las primeras construcciones ferroviarias se planificaron para el traslado del mineral. Siendo la minería la industria más beneficiada en su desarrollo, al utilizar el ferrocarril como el medio de transporte más útil y rápido para la distribución del mineral. Trasladándolo en muchos casos a puertos marítimos, donde también mediante la máquina de vapor, era transportado vía marítima a aquellos puntos del globo donde eran demandados. Desde que la Revolución Industrial se puso en marcha, fueron muchas las industrias que multiplicaron su producción, beneficiándose de las distintas maquinarias que fueron incorporando para mejorar su producción. La tecnología se introdujo en la industria textil, agrícola, minera, la imprenta, etc., creándose fábricas en las que las ruedas, poleas, raíles y otros elementos tecnológicos funcionaban a pleno rendimiento. La transformación fue notable. Pero si hubo algo que revolucionara definitivamente todos los aspectos de la industria y la población, esto fue el Ferrocarril.

 El ferrocarril contribuyó en todos los sentidos al progreso general. Algo que en la actualidad sigue en pleno auge, con avances notables tanto en rapidez como en seguridad. Como medio de transporte ha cobrado una importancia digna del mejor elogio, ya que en general, son muchos los países que están implantando la Alta Velocidad como medio de transporte de viajeros. Incluso se podría decir que está sobrepasando al transporte aéreo. En el ferrocarril se pueden diferenciar tres etapas o épocas, a saber, la del vapor, la del diésel y la eléctrica. Sin duda la que más se identifica con el tren es la del vapor. Casi se puede decir que todavía sigue funcionando en nuestros días. Cuando hablamos del tren lo primero que nos imaginamos es una locomotora de vapor, por muy difícil que resulte ver hoy una en funcionamiento. En EE.UU. se sigue utilizando este tipo de locomotoras, tanto en expresos como en mercancías. Si bien, dichas locomotoras son alimentadas con diésel en lugar del clásico carbón mineral. Cuando buscamos información ferroviaria de distintos lugares del planeta en Internet, siempre nos encontramos con el ferrocarril de vapor. Obviamente porque fue el primero, pero en todos los casos porque es el que marca el origen de una transformación en todos aquellos lugares donde se puso en marcha.

 

EXPEDICIÓN MALASPINAS.

   El 30 de julio de 1789 Alejandro Malaspina, un marino italiano, al servicio de la Armada Española, parte desde el puerto de Cádiz, para realizar una gran expedición científica y política.
Su viaje fue experiencia largamente meditada y preparada. La aprobación para la realización de la expedición lleva fecha de 14 de octubre de 1788; como en la práctica totalidad de las expediciones ilustradas, los informes políticos tendrían el carácter de secreto.  Ciencia y política viajan juntas en todas las expediciones sólo la ciencia será visible, el trasfondo más importante se ocultará bajo la inmensidad del mar océano.
Una vez aprobada, se puso en marcha. Se construyeron dos nuevas embarcaciones de guerra, llamadas Descubierta y Atrevida, ambas expulsadas de La Carraca en 1789, que irían dirigidas hacia el Río de La Plata. Se consultó a quienes en nuestro país o en los de nuestro entorno tenían conocimiento o experiencia sobre viajes transoceánicos.
Se obtuvo la mayor información posible de los archivos estatales, se revisaron los fondos de Indias, el perteneciente a los expulsos jesuitas y el fondo de Temporalidades. Se adquirió el instrumental científico-técnico o se hizo construir ex profeso, en los talleres de Londres y París, también en algunas casas de Madrid y, por supuesto, en el Observatorio de la Marina de Cádiz.
      
Objetivos:

• Levantamientos cartográficos en las costas de América, Islas Sandwich, Filipinas, Australia, y Nueva Zelanda.
• Redactar informes de los territorios visitados sobre trazados de puertos, estadísticas del comercio y producciones.
• Estudios etnográficos y de Historia Natural.

   La expedición toca Montevideo, Puerto Deseado, las Malvinas y dobla el Cabo de Hornos. En febrero arriban a la isla de Chiloé y se separan: la Descubierta se dirige a la isla de Juan Fernández; la Atrevida, a Valparaíso.
  Reunidas de nuevo ambas naves, emprenden la navegación hacia el puerto de El Callao, en Perú. Viajan en las corbetas pintores y naturalistas, para plasmar todo lo que van a ver y recoger muestras de especies. También dibujan escenas sobre la vida en las colonias.
En septiembre parten de El Callao, tocan Guayaquil y se dan a la vela rumbo a Panamá. En diciembre se separan. La Atrevida se dirige a Acapulco, la Descubierta a Nicaragua. En mayo de 1791 se encaminan a la costa noroeste norteamericana, territorio apenas explorado.
La expedición fondea en el puerto de Nutka y toma contacto con los indígenas. Allí exploran las islas, realizan mediciones, excursiones botánicas y recopilan datos. El jefe indio Macuina ratifica una anterior cesión de terreno a la Corona. Es importante dejar constancia de la presencia española, pues estas tierras son ambicionadas por rusos e ingleses.
Desde la costa Noroeste vuelven a Acapulco, para partir hacia las Marianas en diciembre de 1792. En marzo llegan a Filipinas. En diciembre recorren Australia y en febrero de 1793, Nueva Zelanda. En junio inician el viaje de vuelta, tocando El Callao, Chile y Montevideo. En septiembre arriban por fin a Cádiz, trayendo consigo innumerables datos y muestras de gran valor científico.
   

James Watt y la Máquina de Vapor

James Watt (Greenock, 19 de enero de 1736 - Handsworth, 25 de agosto de 1819) fue un ingeniero escocés. Las mejoras que realizó en la máquina de Newcomen dieron lugar a la conocida como máquina de vapor de agua, que resultaría fundamental en el desarrollo de la primera Revolución Industrial, tanto en Inglaterra como en el resto del mundo.
Este hombre nació en Greenock junto a la ciudad de Glasgow. Su padre fue inventor naval, y contratista, mientras que su madre, Agnes Muirhead, provenía de una familia distinguida y poseía una buena educación, ambos practicaban el presbiterianismo y eran miembros activos del movimiento Covenanter. Su abuelo, Thomas Watt, fue profesor de matemáticas y magistrado de la baronía de Cartsburn.Su delicado estado de salud durante su infancia provocó que no asistiera al colegio con regularidad, siendo educado fundamentalmente por su madre, asistiendo posteriormente a la escuela de Gramática de Greenock. Demostró gran habilidad manual y aptitudes para las matemáticas, mientras que no le interesaron el latín y el griego.James Watt vivió y trabajó en Glasgow y Birmingham. Fue un miembro clave de la Sociedad Lunar. Muchos de sus escritos se conservan en la biblioteca Birmingham. Falleció el 25 de agosto de 1819 en Handsworth, Inglaterra, a la edad de 83 años.

LA MAQUINA DE VAPOR

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

1. 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 cinéticade un volante de inercia.
2. 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.

El motor o máquina de vapor se utilizó extensamente durante la Revolución Industrial, en cuyo desarrollo tuvo un papel relevante para mover máquinas y aparatos tan diversos como bombas, locomotoras, motores marinos, etc. Las modernas máquinas de vapor utilizadas en la generación de energía eléctrica no son ya de émbolo o desplazamiento positivo como las descritas, sino que son turbomáquinas; es decir, son atravesadas por un flujo continuo de vapor y reciben la denominación genérica de turbinas de vapor. En la actualidad la máquina de vapor alternativa es un motor muy poco usado salvo para servicios auxiliares, ya que se ha visto desplazado especialmente por el motor eléctrico en la maquinaria industrial y por el motor de combustión interna en el transporte.

·Evolución histórica

En la máquina de vapor se basa la Primera Revolución Industrial que, desde fines del siglo XVIII en Inglaterra y hasta casi mediados del siglo XIX, aceleró portentosamente el desarrollo económico de muchos de los principales países de la Europa Occidental y de los Estados Unidos. Solo en la interfase que medió entre 1890 y 1930 la máquina a vapor impulsada por hulla dejó lugar a otros motores de combustión interna: aquellos impulsados por hidrocarburos derivados del petróleo.

Muchos han sido los autores que han intentado determinar la fecha de la invención de la máquina de vapor atribuyéndola a tal o cual inventor; intento que había sido en vano, ya que la historia de su desarrollo estaba plagada de nombres propios. Desde la recopilación de Herón hasta la sofisticada máquina de James Watt, son multitud las mejoras que en Inglaterra y especialmente en el contexto de una incipiente Revolución Industrial en los siglos XVII y XVIII condujeron sin solución de continuidad desde los rudimentarios primeros aparatos sin aplicación práctica a la invención del motor universal que llegó a implantarse en todas las industrias y a utilizarse en el transporte, desplazando los tradicionales motores, como el animal de tiro, el molino o la propia fuerza del hombre. Jerónimo de Ayanz y Beaumont, militar, pintor, cosmógrafo y músico, pero, sobre todo, inventor español registró en 1606 la primera patente de una máquina de vapor moderna, por lo que se le puede atribuir la invención de la máquina de vapor. El hecho de que el conocimiento de esta patente sea bastante reciente hace que este dato lo desconozca la gran mayoría de la gente.

Fuente: Wikipedia

La máquina de vapor

El ferrocarril en la I fase de la Revolución Industrial

Las nuevas máquinas en las industrias y en el campo comenzaron a requerir nuevos tipos de energía. El vapor de agua se convirtió en la solución, sustituyendo a la fuerza de trabajo humano y animal, a las corrientes de agua y al viento como elementos motrices. La máquina de vapor transformó el trabajo y la vida de los hombres. En 1712, Thomas Newcomen inventó una máquina para extraer el agua de las minas pero fue James Watt quien perfeccionó el invento y lo patentó en 1769. Las primeras máquinas de vapor eran muy pesadas y solamente podían usarse fijas.

A principios del siglo XIX, en 1807, el vapor se utilizó por primera vez para impulsar barcos en el río Hudson en Nueva York. Al conseguir convertir el movimiento ondulante de las máquinas de vapor en rotario se pudo incorporar en los vehículos móviles, en la locomotora, que ha sido la aplicación más importante de la máquina de vapor.  

El ferrocarril ha sido uno de los hechos más decisivos de la primera revolución industrial. Nació por el resultado de la conjunción de una serie de factores:

a)     La necesidad de contar con un medio de transporte de gran capacidad, barato y rápido para trasladar el creciente volumen de mercancías y productos agrarios que las revoluciones industrial y agraria estaban generando, además del hierro y el carbón necesarios para la industria.

b)     La existencia de excedentes de capital procedentes de los beneficios generados en la agricultura, el comercio exterior y las primeras industrias. Una vez reinvertida una parte de este capital en esos sectores era necesario buscar un nuevo sector para colocar las inversiones.

c)      Las posibilidades derivadas de los progresos técnicos, como la máquina de vapor.

Se inició una serie de experimentos con modelos de locomotoras movidas a vapor hasta que George y Robert Stephenson los mejoraron y consiguieron más rapidez y potencia. En el año 1814, George construyó la primera locomotora. Después de varios ensayos, el Parlamento británico autorizó en 1821 la construcción de una vía de 13 kilómetros entre Stockton y Darlington, que comenzó a funcionar en 1825. El primer ferrocarril circuló a la velocidad de 20 kilómetros por hora.

George Stephenson

Los primeros ferrocarriles se dedicaron al transporte de mercancías, especialmente de carbón. De todas las maneras, a pesar de que el ferrocarril fue un gran éxito y se expandió con rapidez, generó, en su momento, una fuerte polémica porque algunos científicos y médicos consideraron que era un medio de transporte que desarrollaba una gran velocidad y que eso provocaría efectos perniciosos sobre la salud de los viajeros. El ferrocarril absorbió capitales y abarató el transporte de mercancías y personas. Por otro lado, fue un acicate para la industria porque había que fabricar locomotoras, vagones, raíles, etc.. Tenemos que tener en cuenta que, además, el consumo de hierro, acero y carbón se disparó. Así pues, el ferrocarril fue un claro estímulo para la economía británica.

Bibliografía: Contemporánea: La Revolución Industrial