Estamos en el año 1700, la revolución industrial estaba a punto de nacer y su padre no era una persona vinculada a los telares, las máquinas de tren u otras industrias que nos llegan como principal referencia de esta revolución. Thomas Newcomen quería resolver un problema básico de productividad que tenían las minas inglesas.

El padre de la revolución industrial, año 1712

El problema que existía en aquella época y que dio origen a la revolución industrial era que las minas inglesas, a medida que profundizaban en su extracción del carbón, se inundaban y para sacar el agua se necesitaban cubos, personas y caballos lo cual era poco práctico. Para sacar el agua más rápido y de una forma automática Thomas Newcomen perfeccionó la máquina de Thomas Savery que ya era un motor de vapor para poder extraer el agua de una forma automática de las minas de tal forma que la producción de las mismas fuera más eficiente. Hay una pequeña sorpresa más abajo sobre quien fue el primer inventor de la máquina de vapor.

Todo lo que sube tiene que bajar

Podemos pensar que la máquina de vapor es algo así como una tetera que al calentarse, el vapor que sale hace que todo se mueva, pero es un poco más complicado. No mucho más, pero hay una parte importante a tener en cuenta. Si el vapor que sale a presión de la olla con el agua hace que el pistón suba, ¿qué hace que el pistón baje? Para que el pistón vuelva a bajar, hay una válvula que pone agua fría dentro del cilindro y esto hace que todo el vapor que hay dentro del cilindro se enfríe y condense. Al reducir todo el vapor a un poco de agua, el vacío tira del pistón hacia abajo. De esa forma ya tenemos una máquina que hace que el movimiento de subida y bajada sea continuo. Esta parte, como hacer que el pistón baje, creo que es una de las que no se suelen explicar cuando se habla de la máquina de vapor y que es un poco desconocida.

¿Quién activa el pistón del agua fría?

En las primeras máquinas de Newcomen el pistón del agua fría lo activaba un niño. Con el tiempo se diseño una válvula automática para hacer este trabajo. Las primeras maquinas de vapor que utilizó Newcomen daban 12 golpes por minuto con una potencia de 5,5 caballos.

El cilindro

En aquella época (1700) hacer un cilindro que encajar de forma ajustada para crear el vacío estaba fuera del alcance la ingeniería de la época. Lo que hizo Newcomen para resolver el problema fue usar cuero o tejidos para crear la superficie necesaria para que el cilindro pudiera deslizar de forma ajustada al pistón y crear el vacío. Más adelante, usando técnicas militares para hacer cañones se mejoraría el diseño de los pistones.

Y todo esto para sacar agua de las minas

Este invento se hizo para sacar agua de las minas que se inundaban e impedían continuar el trabajo. Estas maquinas se perfeccionaron y se llevaron a las industrias para realizar todo tipo de tareas.

James Watt le dio un giro a la maquina

James Watt probablemente sea el nombre más popular asociado a la historia de la máquina de vapor. El hizo que el diseño original fuera más compacto y sobre todo diseño una máquina asociada a una rueda de tal forma que el movimiento fuera continuo. De esa forma se podía usar para cualquier tipo de máquina. Y ahí empezó la revolución industrial. Los Vatios (Watts) son las unidades de fuerza para mover un objeto. 1 vatio es la fuera necesaria para mover un objeto a 1 metro por segundo contra 1 Newton (otro día entramos en detalle del tema de Newton). Para poner un ejemplo que viene en la Wikipedia sobre lo que es un Vatio.
  • Una persona que pesa 100 kilos.
  • Tiene que subir una escalera de 3 metros en 5 segundos.
  • Ejerce una fuerza de 600 vatios.
  • La masa por la aceleración menos la gravedad por la altura dividido por el tiempo que lleva subir el objeto es la fuera necesaria.
Las maquinas de vapor dominaron la industria durante unos 200 años hasta que los motores eléctricos y de combustión interna (lo que es el motor de gasolina) tomaron el relevo. Pero estamos hablando que desde el año 1712 hasta más o menos los años 50, los motores de vapor eran los impulsores de la industria. ¿Quién dice ahora que los motores de gasolina estarán aquí para siempre?

¿Pero quién fue el primero en inventar una máquina de vapor?

Aquí la historia habla de un persona español muy peculiar. Jerónimo de Ayanz y Beaumont. Este caballero de la corte de Felipe III (siglo de Oro Español) que inventó cosas como el traje de buzo y la primera máquina de vapor. El problema fue que desde su patente a su muerte apenas pasaron unos 6 años y no pudo desarrollar su invento.

¿Y qué son los caballos en todas estas máquinas?

Ademas de los vatios que hemos comentado antes, otra medida de fuera para explicar estas máquinas son los caballos. Esta medida era más fácil de comunicar a los dueños de las minas. Antes para sacar el agua utilizaban caballos. La idea de usar caballos como potencia para estas máquinas era decirles que esta maquina era tan fuerte como X caballos. El equivalente de 1 caballo es subir 75 kilos por metro por segundo. En Vatios es algo menos de 750 vatios. La primera máquina de vapor en uso tenía 1 caballo de potencia. Las máquinas de Newcomen tenían hasta 5 caballos de potencia y las de Watt tenían hasta 10 caballos potencia.