jueves, 2 de abril de 2015

LA NAVEGACIÓN: PRIMEROS PASOS Y SU EVOLUCIÓN (VI)

LA NAVEGACIÓN: El vapor como nuevo sistema de propulsión (VI)

Máquina de vapor de balancín desarrollada
por el herrero Thomas Newcomen
Hasta aquí he apuntado, cronológicamente, el avance de los conocimientos en náutica y astronomía, los adelantos habidos en los instrumentos de navegación, y he dejado a un lado la evolución de la propulsión, no por olvido sino porque, prácticamente, no ha existido, pues han variado las formas y el número de velas, según el tamaño y porte de los buques, pero no el sistema de propulsión que continuó siendo  el  viento y  los remos  hasta  finales  del  siglo XVIII,  cuando
James Watt perfeccionó la máquina de vapor de Newcomen, considerándosele, el padre de la máquina alternativa de vapor.

Fue Herón de Alejandría, en el año 130 a. C., en su tratado titulado Spiritalia, el primero que, con su “Eolípila”, realizó una demostración del uso y utilidad del vapor a presión.
La Eolípila, aparato consistente en una esfera hueca de cobre que podía girar alrededor del diámetro horizontal, apoyándose en dos tubos curvados, uno de los cuales conducía a la esfera el vapor procedente de una caldera, colocada bajo ella, donde se vaporizaba el agua mediante un foco calorífico inferior. Colocados en un diámetro perpendicular al primero, llevaba dos tubos acodados por los que al salir el vapor, debido a la reacción producida en su salida, originaba un movimiento de rotación de la esfera.

Transcurren más de mil seiscientos años hasta que, en 1629, Giovanni Branca idea la máquina que lleva su nombre: “Máquina Branca”, consistente en una caldera, donde el vapor de agua, contenido en un domo en forma de cabeza, es lanzado por la boca para que al incidir contra las paletas de una rueda, provoque la rotación de la misma, siendo éste el principio de funcionamiento de la turbina de vapor.

Años más tarde, en 1690, Dionisio Papin, concibe la idea de la máquina alternativa de vapor, consistente en un cilindro, abierto por su parte superior, en cuyo interior podía desplazarse un émbolo. Colocada una pequeña cantidad de agua en el cilindro e introducido el émbolo hasta que su cara inferior tocase el agua, expulsando entretanto el aire del cilindro, se aplicaba calor al fondo del cilindro produciendo la vaporización del agua, vapor que al vencer la presión atamosférica, provoca la carrera ascendente del émbolo. Para que el émbolo realice la carrera descendente, bastaba con apagar el fuego para que bajase la presión del vapor por debajo de la presión atmosférica.

Thomas Newcomen se dio cuenta de la importancia del principio de vacío ideado por Papin y lo desarrolló en una máquina de vapor que se empleó durante mucho tiempo en el accionamiento de bombas de achique de las minas.
James Watt, tomando como punto de partida la máquina de Newcomen, desarrolló una máquina alternativa más potente y eficaz, haciendo que la condensación del vapor se realizara fuera del cilindro, en un condensador de superficie, consiguiendo así un ciclo de trabajo más eficiente y, por tanto, ahorro de combustible.

En 1802, Williams Springton, monta la primera máquina alternativa de vapor en el buque “Charlote Dundas”, aprovechando la energía expansiva del vapor en una máquina alternativa horizontal, de acción directa y de condensación, para accionar una rueda de paletas que, instalada en la popa del buque, por reacción, causaba la propulsión del mismo.La máquina desarrolló una potencia de 12 b.h.p. y el buque alcanzó tres nudos de velocidad.
En 1807, Robert Fulton, con el buque “Clermont”, cierra el periodo experimental, se establece el vapor como nuevo sistema de propulsión y se crea una rivalidad entre viento y vapor que durará varias décadas.
En España, el día 8 de julio de 1817, sale de Sevilla el “Real San Fernando”, el primer barco de vapor que quedó en servicio regular entre Sevilla y Sanlucar de Barrameda hasta la segunda mitad del siglo XIX.


Uno de los problemas que se presentó en los barcos de vapor, fue el de la eliminación de los residuos y costra de sal que se adherían a las paredes y tubos de las calderas, hasta entonces alimentadas con agua de mar.
La solución a este problema la aportó Samuel Hall, en el año 1835, con el condensador de superficie y el circuito cerrado de agua dulce, para alimentación de las calderas.

En 1850 se instala a bordo de un buque la primera máquina “Compound”, cuyo principio de funcionamiento es la expansión del vapor, producido en una caldera, en dos ó más cilindros, para mejor aprovechamiento de la energía. Una vez que el vapor había desarrollado su trabajo en los sucesivos cilindros de alta, media y baja presión, se condensaba en un condensador de superficie ó atmosférico. Este vapor, una vez condensado, se bombeaba como agua de alimentación para la caldera, creando así un  circuito cerrado de agua dulce, que permitió a Carnot, en 1868, diseñar y desarrollar el ciclo ideal de trabajo, consiguiendo una mayor eficiencia y rentabilidad.
Ignacio Pantojo Vázquez
Socio colaborador de la Academia

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