Máquina de vapor

Una máquina de vapor es una máquina que utiliza el vapor del agua hirviendo para moverse. El vapor empuja las piezas del motor para que se muevan. Las máquinas de vapor pueden impulsar muchos tipos de máquinas, incluidos los vehículos y los generadores eléctricos.

Las máquinas de vapor se utilizaron en las bombas de las minas desde principios del siglo XVIII y fueron muy mejoradas por James Watt en la década de 1770. Fueron muy importantes durante la revolución industrial, donde sustituyeron a los caballos, los molinos de viento y los molinos de agua para hacer funcionar las máquinas.

Las primeras máquinas de vapor eran de pistón. La presión del vapor empujaba un pistón que lo hacía moverse a lo largo de un cilindro, por lo que tenían un movimiento recíproco (de ida y vuelta). Esto podía mover una bomba directamente o hacer funcionar una manivela para hacer girar una rueda y hacer funcionar una máquina. Funcionaban a baja presión y tenían que ser muy grandes para producir mucha potencia.

Las máquinas de vapor se utilizaban en las fábricas para hacer funcionar las máquinas y en las minas para mover las bombas. Más tarde se construyeron motores más pequeños que podían mover locomotoras de ferrocarril y barcos de vapor.

El vapor que alimenta una máquina de vapor se produce en una caldera que calienta el agua para producir vapor. En la mayoría de los lugares el fuego calienta la caldera. El combustible para el fuego puede ser madera, carbón o petróleo. En lugar del fuego se puede utilizar la energía nuclear o la energía solar. El vapor que sale de la caldera aplica la fuerza sobre un pistón. Una válvula envía el vapor a un extremo del pistón, y luego al otro, para que se mueva hacia delante y hacia atrás. El pistón en movimiento empuja y tira del vástago, la cruceta y la biela, para hacer girar las ruedas o accionar otra maquinaria. El pesado volante de inercia que gira suaviza la potencia del pistón. El regulador controla la velocidad del motor.

Hoy en día siguen funcionando muchas máquinas de vapor. En el siglo XX los pistones fueron sustituidos por turbinas que giran como un molino de viento empujado por chorros de vapor. Éstas giran más rápido y con mayor eficiencia energética que los tipos originales de máquinas de vapor de pistón. Se utilizan en las centrales eléctricas para hacer funcionar los generadores que producen electricidad. Algunos barcos también funcionan con turbinas de vapor. Las calderas de las turbinas de vapor pueden calentarse con muchos tipos de combustible, incluso con un reactor nuclear en algunas centrales eléctricas y buques de guerra.

Réplica a escala real del motor de Thomas Newcomen de 1712 para bombear agua de las minas en las fincas de Lord Dudley. Museo Viviente del País NegroZoom
Réplica a escala real del motor de Thomas Newcomen de 1712 para bombear agua de las minas en las fincas de Lord Dudley. Museo Viviente del País Negro

La locomotora más antigua que se conserva: Puffing Billy en el Museo de la CienciaZoom
La locomotora más antigua que se conserva: Puffing Billy en el Museo de la Ciencia

Este enorme edificio albergaba las cuatro máquinas de viga más grandes de Gran Bretaña. Se utilizaban para mover las aguas residuales en Crossness, BexleyZoom
Este enorme edificio albergaba las cuatro máquinas de viga más grandes de Gran Bretaña. Se utilizaban para mover las aguas residuales en Crossness, Bexley

Old Bess: El motor de viga de Watt, 1777, construido por Boulton y Watt. El motor se utilizaba para elevar el agua. Se necesitaba agua constante porque se utilizaba una rueda hidráulica para accionar la maquinaria de la fábrica de Boulton en el Soho, en Birmingham.Zoom
Old Bess: El motor de viga de Watt, 1777, construido por Boulton y Watt. El motor se utilizaba para elevar el agua. Se necesitaba agua constante porque se utilizaba una rueda hidráulica para accionar la maquinaria de la fábrica de Boulton en el Soho, en Birmingham.

El gobernador: El importante invento de Boulton y WattZoom
El gobernador: El importante invento de Boulton y Watt

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Preguntas y respuestas

P: ¿Qué es una máquina de vapor?


R: Una máquina de vapor es un motor que utiliza el vapor del agua hirviendo para hacer que se mueva. El vapor empuja las piezas del motor para hacerlas moverse y puede utilizarse para accionar muchos tipos de máquinas, incluidos vehículos y generadores eléctricos.

P: ¿Cuándo se utilizaron por primera vez las máquinas de vapor?


R: Las máquinas de vapor se utilizaron por primera vez en las bombas de las minas a principios del siglo XVII, y fueron muy mejoradas por James Watt en la década de 1770. Cobraron gran importancia durante la revolución industrial, donde sustituyeron a los caballos, los molinos de viento y los molinos de agua para hacer funcionar las máquinas.

P: ¿Cómo funcionan las máquinas de vapor?


R: Las primeras máquinas de vapor eran máquinas de pistón. La presión del vapor empujaba un pistón que lo hacía moverse a lo largo de un cilindro, por lo que tenían un movimiento recíproco (de vaivén). Esto podía mover directamente una bomba o accionar una manivela para hacer girar una rueda y hacer funcionar una máquina. El pesado volante giratorio suavizaba la potencia del pistón, mientras que el regulador controlaba la velocidad del motor.

P: ¿Qué hace funcionar una máquina de vapor?


R: El vapor que hace funcionar una máquina de vapor se produce en una caldera que calienta el agua para producir vapor. En la mayoría de los lugares el fuego calienta la caldera, pero el combustible para este fuego puede ser la madera, el carbón o el petróleo; también se puede utilizar la energía nuclear o la energía solar en lugar del fuego.

P: ¿Cómo ha cambiado la tecnología desde los tipos originales de motores de pistón?


R: Durante el siglo XX los pistones han sido sustituidos por turbinas que giran como molinos de viento empujados por chorros de vapor, girando más rápido y con mayor eficiencia energética que los tipos originales de motores de vapor de pistón. Ahora se utilizan en centrales eléctricas para hacer funcionar generadores que producen electricidad, y algunos barcos también funcionan con estas turbinas.

P: ¿Qué tipo de combustible se puede utilizar hoy en día para las calderas?


R: Las calderas de estas turbinas modernas se pueden calentar con muchos tipos diferentes de combustible, como madera, carbón, petróleo; también se puede utilizar energía nuclear o energía solar en lugar de fuego, dependiendo de lo que haya disponible en cada momento.

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