Máquina de vapor y su perfeccionamiento

 Las máquinas térmicas se desarrollaron en el siglo XVIII, hasta científicamente  la forma en que las conocemos hoy en día, lo que ocurrió ya hacia mediados del siglo XIX. La primera máquina térmica fue descubierta por Hero de Alejandría (~ 130 a.C.) y llamada la aeolipila. Es una turbina de vapor primitiva la cual consiste de un globo hueco soportado por un pivote de manera que pueda girar alrededor de un par de muñones, uno de ellos hueco. Por dicho muñón se puede inyectar vapor de agua, el cual escapa del globo hacia el exterior por dos tubos doblados y orientados tangencialmente en direcciones opuestas y colocados en los extremos del diámetro perpendicular al eje del globo. Al ser expulsado el vapor, el globo reacciona a esta fuerza y gira alrededor de su eje.

Asimismo Hera de Alejandría describe también el primer prototipo de una máquina depresión, que después fue el fundamento  de varios estudios científicos.

 En el año 1698 Thomas Savery obtuvo una patente para una máquina utilizada para levantar cantidades considerables de agua. Su funcionamiento consistía en esencia en introducir vapor a un recipiente lleno de agua hasta vaciar su contenido por un tubo vertical a través de una válvula de seguridad. Cuando el recipiente se desocupa cesa el suministro de vapor y el vapor contenido se condensa por medio de un chorro de agua fría que cae sobre las paredes exteriores de dicho recipiente y que viene de una cisterna colocada en su parte superior. Esto produce un vacío y permite que otro tubo, controlado por otra válvula de seguridad, aspire agua del pozo distribuidor a cualquiera que sea la fuente. De manera paralela se lleva a cabo en otro recipiente semejante al primero. El vapor se suministra de un horno que consiste de una caldera principal que tiene una alimentación continua de agua caliente la cual proviene de otro horno que calienta agua fría por el fuego encendido en su hoguera. Los niveles de agua en las calderas se controlan por sendas válvulas de presión. Esta  fue la primera máquina de vapor, la cual se usó para la extracción de agua de las minas de carbón y en la distribución de agua.

En el año 1690 Denis Papin inserto un cilindro y un pistón para producir un vacío debajo de un pistón. Más tarde en el año 1705 Thomas Newcomen y John Cawley, mejoraron la operación del pistón al forzar su caída por acción de la presión atmosférica al realizarlo  producía trabajo mecánico.

En 1763 Newcomen se sorprendió de ver el enorme desperdicio de vapor que ocurría durante el proceso de calentamiento y enfriamiento del cilindro, dentro del cual operaba el pistón. El remedio fue en mantener al cilindro tan caliente como el vapor de entrada. En 1769, una máquina que superaba a las de su antecesor por su mayor rapidez en la carrera del pistón y por ser mucho más económica en cuanto al consumo de combustible. En 1829 George Stephenson fue el primero en adaptarla a una locomotora. También, en 1802 fue usada por vez primera por W. Symington para mover el remolque Charlotte Dundas. Después, en 1807, el norteamericano Robert Fulton hizo mover un barco en el río Hudson con máquinas de vapor diseñadas por Boulton y Watt.

Bibliografía  

García, Colín. (2000).Bosquejo Histórico. De la máquina de vapor al cero absoluto (Calor y entropía).Fondo de Cultura Económica. México. Recuperado de:

http://bibliotecadigital.ilce.edu.mx/sites/ciencia/volumen1/ciencia2/05/htm/maqvapor.htm