Máquina de Vapor y su Perfeccionamiento


Las máquinas térmicas tuvieron sus principios a inicios del siglo XVIII y lograron completarse hasta el siglo XIX.

Pero no fue hasta que Hero de Alejandría (~130 a.C.), realizó el descubrimiento de la primera máquina térmica llamada Aeolipila. Es una turbina de vapor, la cual consiste en un globo hueco soportado por un pivote de manera que gira alrededor de un par de muñones, uno de ellos hueco,  se inyectaba vapor de agua, el cual escapa del globo por dos tubos doblados y orientados tangencialmente en direcciones opuestas y colocados en los extremos del diámetro perpendicular al eje del globo. Al ser expulsado el vapor, el globo reacciona a esta fuerza y gira alrededor de su eje. 

Imagen 1. Muestra la máquina de vapor de Hero.

Además también Hero de Alejandría describe un prototipo de una máquina de presión, la cual fue estudiada por varios científicos, unos de ellos fue Edward Somerset en 1663, el cual en su obra Un siglo de invenciones describe un método para elevar un volumen de agua usando vapor, dentro de la máquina de presión. 

Más tarde en 1698 Thomas Savery obtuvo una patente para una máquina que elevaba cantidades considerables de agua. Su funcionamiento consiste en inyectar vapor a un recipiente lleno de agua, la cual se vaciaba por un tubo vertical a través de una válvula de seguridad. Cuando el recipiente se encuentra vacío se detiene el suministro de vapor y dicho vapor se condensa por medio de un chorro de agua fría proveniente de una cisterna colocada en su parte superior, que cae sobre las paredes exteriores. Esto produce un vacío y permite que otro tubo, aspire agua del pozo distribuidor a cualquiera que sea la fuente. De manera paralela en otro recipiente se suministra vapor de una caldera principal, que tiene una alimentación continua de agua caliente, que a su vez, proviene de otro horno que calienta agua fría. La cantidad de agua es controlada por sendas de válvulas de presión. Esta fue la primera máquina de vapor, la cual se utilizó para la extracción y distribución de agua. También tuvo varias modificaciones, una de ellas fue en 1690 por Denis Papin, el cual introdujo un cilindro y pistón, para mejorar la cantidad de agua y la altura que podía elevarse. 


Imagen 2. Maquina mejorada por Denis Papin

Más tarde en 1705 Thomas Newcomen y John Cawley mejoraron la operación del pistón al forzar su caída por acción de la presión atmosférica, generando trabajo mecánico. El mismo Newcome mejoró su máquina de forma que: a) mantener caliente el cilindro y al vapor de agua, b) mayor rapidez del pistón y c) consumo de combustible.

1829 George Stephenson fue el primero en adaptarla a una locomotora, en 1802 fue usada por primera vez por W. Symington para mover el remolque Charlotte Dundas, más tarde en 1807, el norteamericano Robert Fulton introdujo la máquina de vapor de Boulton y Watt en un barco y navegó por el río Hudson.



Bibliografía

García, Colín, L. (2000). Bosquejo Histórico. De la máquina de vapor al cero absoluto (Calor y entropía). Fondo de Cultura Económica. México. Recuperado de :

http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/05/htm/maqvapor.htm

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