La
fuerza que se genera mediante el vapor ha llamado mucho la atención a muchas civilizaciones desde hace cientos de años.
En
el siglo I DC, los científicos griegos se dieron cuenta de que mediante el
vapor se podía generar fuerza o energía posible de utilizar. En este entonces,
los antiguos griegos no usaron el vapor para mover maquinaria.
La revolución
industrial del siglo XVIII no hubiese sido posible sin el poder de las máquinas
a vapor que con su motor de combustión externa, se convirtieron en las
primeras de uso generalizado.
Su vital
implementación en la industria trajo consigo grandes avances en todos los
ámbitos, especialmente a nivel económico, social y tecnológico
Se le llama
máquina de vapor a las máquinas, que con motores de combustión externa, trabajan para convertir la energía
térmica (la fuerza del calor) del agua hirviendo en energía mecánica. El calor resultante de la
quema de ciertas cantidades de carbón hace hervir el agua que se convierte en vapor. Ese vapor es
capturado y dirigido para alimentar una serie de elementos que ponen en marcha
la máquina.
Thomas Newcomen inventó la máquina de vapor
en el año 1705. Con la ayuda de algunos colegas como el físico Robert Hooke y
el mecánico John Calley, Newcomen fue el primero en realizar una máquina de vapor
propiamente dicha.
Algunos años
después se utilizó como base para varios de los inventos más importantes de la
Revolución Industrial como la locomotora, los barcos de vapor y en las
fábricas, entre otras cosas.
Varios años más
tarde, James Watt (el de las bombillas), le realizó importantes mejoras, hasta
que en 1769 terminó perfeccionándola. Mediante sus aparatos se condensaba el vapor fuera del
cilindro principal, lo que permitía ahorrar calor.
¿Cómo funciona
una máquina de vapor?
Las máquinas de vapor trabajan por su motor de
vapor alimentado, los mismos que han alimentado a las locomotoras y otras
maquinarias entre los años 1800 y 1950. Aunque existen en diferentes tamaños y
formas, básicamente todos funcionan de manera muy similar.
En una caldera
se hierve determinada cantidad de agua incesantemente. Tras calentarse por un
fuego alimentado por diversos combustibles como madera, carbón o petróleo, esta
hierve. Cuando hierve en la caldera, el vapor que se genera se concentra
generando una alta presión y en ese estado se lo dirige a una cámara cerrada
conocida como cámara de vapor.to
El vapor de la
caldera entra en la cámara, en donde en el extremo delantero se encuentra un
cilindro, que por la expansión del volumen del agua, empuja un pistón. A través
de un mecanismo de biela-manivela el movimiento circular de este pistón se
convierte en un movimiento de traslación o de rotación.
Este movimiento
es capaz de hacer girar ruedas por ejemplo de una locomotora o incluso provocar
la rotación de un rotor en un generador eléctrico. Cuando acaba con el ciclo,
el émbolo vuelve al lugar en el que comenzó y todo el vapor se expulsa con
inercia aplicando la energía cinética (la misma que tanto tiene que ver en el
funcionamiento de la montaña rusa).
Al mismo tiempo,
mediante una serie de válvulas se produce una renovación en la entrada y la
salida de los flujos de vapor, también de forma constante.
Importancia de las máquinas a vapor
La
gran importancia de las máquinas de vapor queda de manifiesto
en su continuidad histórica, con distintas variaciones, casi hasta la primera
mitad del siglo XX. En ese lapso, el impulso térmico generado por el carbón
mineral movilizaba aún a las máquinas de vapor, hasta lograrse la mayor
difusión de los modernos motores de combustión interna en los cuales se aplican
combustibles fósiles. En una etapa posterior, la energía nuclear y las energías renovables (hidroeléctrica y eólica) parecen haber
desplazado de modo definitivo a la máquina de vapor como recurso generador
energético inmediato. No obstante, su muy bajo costo y su tecnología simple constituyen parámetros que hacen que la máquina
de vapor
puede constituir en una herramienta para comunidades pequeñas o como complemento para la obtención de energía en forma rápida y
accesible.
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