¿Qué tipos de máquinas de vapor?

Tipos de motores o máquinas

La máquina de vapor se define como un motor de combustión externa, capaz de transformar energía de una cierta cantidad de vapor de agua, realizando un trabajo cinético o mecánico.

La máquina de vapor es un dispositivo para convertir la energía térmica del calor que produce un combustible en trabajo mecánico. Por ejemplo, la energía química de la madera, el carbón o el petróleo, o la energía nuclear del uranio, pueden convertirse en calor.

La máquina de vapor es un tipo de motor a combustión interna que, en lugar de consumir directamente hidrocarburos, emplea la energía expansiva del vapor de agua para producir el movimiento.

El agua se calienta en la caldera y se convierte en vapor, la presión del vapor empuja un émbolo que está conectado a una biela que hace girar un volante. El vapor sale a una temperatura menor y se enfría aún más a su paso por el condensador para ser bombeado de nuevo hasta la caldera.

La máquina de vapor del escocés James Watt fue inventada en 1765 y patentada en 1769. Las máquinas de Watt fueron construidas en 1774 por una empresa propiedad del inventor en sociedad con el empresario inglés Matthew Boulton.

La máquina de vapor utilizaba el poder del agua hirviendo. Ese invento hizo posible que los barcos fueran mucho más rápidos. Al poco tiempo, las máquinas de vapor también se utilizaron en los ferrocarriles . Estos trenes podrían ir incluso más rápido que los barcos de vapor.

Steam no fue eliminado sistemáticamente en Estados Unidos hasta la década de 1960. Hoy en día, todavía hay una locomotora de vapor operando en un ferrocarril de Clase I en los EE. UU., la Union Pacific 844. Sin embargo, en su mayor parte, los EE. UU. y el resto del mundo se han convertido a la electricidad y el diésel.

La máquina de vapor dio lugar a la creación de fábricas semiautomáticas y aumentó la producción de bienes en lugares donde no se disponía de energía hidráulica. En el siglo XIX, una vez que las máquinas de vapor alimentadas con carbón se adaptaron para su uso en ferrocarriles y barcos, el comercio internacional de bienes y recursos se expandió enormemente.

En la caldera de la locomotora, un fuego de carbón calentaba agua y la convertía en vapor. La energía del vapor movía hacia adelante y hacia atrás un pistón que estaba unido a las ruedas de la locomotora , proporcionando energía motriz.

Su funcionamiento permite la generación de vapor de agua y restringe su salida, para alcanzar en el autoclave una presión interna que supere la atmosférica. Eso hará que el vapor pueda alcanzar una temperatura de unos 120 grados Celsius.

El inventor de la máquina de vapor se dio cuenta de que, al mover los pistones en la máquina de Newcomen, se perdía mucho calor. Así, este ingeniero escocés ideó un sistema que permitía aprovechar ese calor para hacer evaporar más agua. Al hacerlo, Watt inventó una máquina de vapor mucho más económica y eficiente.

Esta caída de presión aspira aire atmosférico a través de las brasas en la cámara de combustión, lo que hace que se quemen aún más . Luego, este aire caliente es aspirado a través de numerosos tubos ignífugos que transfieren calor a la caldera. Lo que “soplan” es vapor. El mismo vapor que mueve los pistones que mueven la locomotora.

En el siglo XIX, la máquina de vapor permitió el desarrollo del transporte; donde se produjo en la revolución industrial permitiendo una mayor circulación de la gente hacia diferentes lugares, como el transporte de mercancías, desarrollando nuevos motores para poder potencializar el uso mejor las estructuras mecánicas.

La máquina de vapor fue una evolución de la olla a presión. Cien años antes, su inventor, el francés Papin, se fijó en toda esa potencia del vapor comprimido y se le ocurrió que en vez de dejarlo escapar podía hacer que moviera un pistón, empujándolo hacia arriba como cuando se tira del émbolo de una jeringuilla.

Como su nombre lo sugiere, la máquina de vapor funciona gracias a la fuerza del vapor de agua calentado a alta presión. Esta tecnología convierte la energía termica (calor) a energía mecánica (Trabajo). La caldera calienta el agua hasta convertirla en vapor.

En 2022, todavía habrá alrededor de 200 locomotoras de vapor en funcionamiento en los Estados Unidos. Preservar esas locomotoras de vapor existentes se ha convertido en una misión importante para los entusiastas de las locomotoras.

Se alimenta quemando material combustible (generalmente carbón, petróleo o, raramente, madera) para calentar agua en la caldera de la locomotora hasta el punto en que se vuelve gaseosa y su volumen aumenta 1.700 veces. Funcionalmente, es una máquina de vapor sobre ruedas .

Tiene 8,9 toneladas de peso o 11,5 toneladas, contando el peso del carbón y agua. Su velocidad máxima se estima de 20 km/h, ya que esta máquina no estaba diseñada para llevar viajeros.

Chico grande no.

La 4014 es la locomotora de vapor en funcionamiento más grande del mundo.

No debemos olvidar que sin estas máquinas no habrían existido los ferrocarriles; los barcos habrían continuado navegando a vela durante mucho tiempo y los telares habrían seguido siendo, en gran medida, manuales. En otras palabras, nuestra historia reciente habría sido muy distinta.

George Stephenson (nacido el 9 de junio de 1781 en Wylam, Northumberland, Inglaterra; fallecido el 12 de agosto de 1848 en Chesterfield, Derbyshire), ingeniero inglés e inventor principal de la locomotora de ferrocarril.

Los primeros molinos funcionaban con éxito con energía hidráulica, pero utilizando una máquina de vapor se podía ubicar una fábrica en cualquier lugar, no sólo cerca del agua . La energía hidráulica variaba según las estaciones y en ocasiones no estaba disponible debido a heladas, inundaciones y períodos de sequía.

La gente ahora podía viajar distancias mayores porque no sólo podían viajar por tierra a través del ferrocarril sino también por agua a través de barcos de vapor. Hasta que se creó la máquina de vapor, solo había unas pocas formas de desplazarse, ya sea por tierra o por barco. El sistema ferroviario revolucionó el transporte .

Condujo a transformaciones en la industria, como la introducción de máquinas industriales impulsadas por vapor, y en el transporte, como locomotoras de vapor y barcos de vapor. La Revolución Industrial provocó cambios importantes en la sociedad, como influir en los trabajos que realizaban las personas, dónde vivían y a qué bienes tenían acceso .

JERÓNIMO DE AYANZ Y LA MÁQUINA DE VAPOR. La monografía “Jerónimo de Ayanz y la máquina de vapor” tiene la intención de dar a conocer la figura de ese inventor español del siglo XVI y sus trabajos sobre la utilización de una máquina de vapor con fines industriales.