¿Cómo funcionan las máquinas de vapor?

La revolución industrial del siglo XVIII no hubiese sido posible sin el poder de las máquinas de 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. Por todas estas razones hoy en OjoCientífico quiero invitarte a conocer, entre otros aspectos, el desarrollo y funcionamiento de la máquina de vapor, uno de los más grandes inventos de la historia.

¿Qué es una máquina de vapor?

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 de tipo 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.

¿Quién inventó la máquina de vapor?

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.

¿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.

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.
Por si acaso no has entendido por completo o lo quieres más simple como para poder explicárselo a un niño, aquí te dejo algunos vídeos que a pesar de que al comienzo tienen una canción que realmente apesta, ¡te serán de ayuda!






















 

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Fuente:   ojocientifico