Cronología de Los Motores

Cronología de

Los Motores

Facilitador: Ing. Enrique Ysasis. Bachiller:

Silvio Gomes C.I:19.603.330

Maturín, enero de 2015

- Alrededor del 600 d. De J.C aparecen los molinos de viento, que convierten la energía del viento en movimiento para hacer posible el funcionamiento de máquinas.

El científico griego Herón de Alejandría construyó la primera máquina de vapor del mundo hace unos 2000 años. Básicamente de trataba de una esfera metálica con dos boquillas opuestas. Cuando se introducía vapor en la bola ésta daba vueltas. Herón expuso su invento en el Serapium un museo de Atenas dónde entretuvo a los visitantes durante años, aunque sólo fue considerado un juguete interesante.

- En 1705 dos ingenieros británicos Thomas Savery y Thomas Newcomen inventaron una gran máquina de vapor que podría utilizarse para bombear el agua de las minas de carbón inundadas. Empleaba un émbolo que subía y bajaba dentro de un cilindro hueco.

Éstos primeros motores no tenían el engranaje necesario para convertir el movimiento de vaivén en otro de impulso rotatorio. Esto no sucedió hasta la década del 1770 cuando James Watt desarrolló la máquina de vapor más famosa del siglo XVIII.

- En 1712 el inventor inglés Thomas Newcomen construye una máquina de vapor con pistones y cilindros que resulta muy eficiente. La máquina de vapor reemplazó al caballo, los motores eléctricos y los de gasolina substituyeron a la máquina de vapor. Más tarde el reactor llevó las cosas a un nivel superior. Y ahora los motores micro tecnológicos demuestran que menos es más.

Este proceso de siglos se inició cuando la máquina de vapor marcó el comienzo de la revolución industrial. Liberó a la humanidad de su total dependencia de fuentes primarias de energía como el viento, el agua y el músculo. Las máquinas de vapor se usarían para impulsar maquinarias de fábricas, trenes, barcos, tractores y automóviles.

El primer medio de transporte que utilizamos fueron los animales, cuando se inventó la máquina de vapor pudimos mover más volumen, más rápido y de forma más segura que cuando se hacía con animales, eso fue un cambio enorme. La gente se sentía menos atada a las pequeñas ciudades, podían vivir en el campo y seguir conectados con la ciudad.

En un motor de émbolo el vapor entra por el extremo de un cilindro y lo empuja hacia atrás, luego entra por el otro extremo empujándolo hacia el lado contrario. El vapor se genera en una caldera, un recipiente metálico donde se calienta el agua usando madera, carbón, aceite o gas natural como combustible. Una turbina de vapor es como un molino con la diferencia de que sus aspas son movidas por vapor a alta presión en lugar de viento. Aún hoy las turbinas de vapor son muy utilizadas. De hecho se emplean para generar la mayor parte de la electricidad que consumimos.

- En 1770 el militar francés Nicolás-Joseph Cugnot (1725-1804) consigue amoldar su motor a vapor a su carreta.

James Watt un profesor de la universidad de Glasgow inventó varias mejoras haciéndola mucho más práctica para mover maquinaria. Su regulador centrifugo o de bolas se expandía a medida que el motor iba más rápido, la fuerza centrifuga hacía que las pesadas bolas metálicas se separaran cerrando una válvula que lo desaceleraba. Y a medida que se expandían controlaban el movimiento del vapor en el cilindro, se trataba de un dispositivo muy eficiente para evitar revoluciones excesivas y aun más importantes para mantener un movimiento uniforme y regular.

-En 1800 más de 1500 maquinas de vapor funcionaban en Europa y los E.E.U.U. Además de bombear el agua de las minas también impulsaban las maquinas de las fábricas.

Gran Bretaña fue la primera nación Occidental y del mundo realmente en industrializarse y mucho de lo que allí de creó se desarrolló a partir de la invención de la máquina de vapor.

Los barcos se mejoraron porque tenían una enorme rueda de paletas en medio del barco movida por una máquina de vapor proporcionaba potencia extra al girar en el agua. Debido a todas esas mejoras tanto los barcos como los ferrocarriles tardaban menos tiempo en recorrer largas distancias.

En Norte América la mayoría de los trenes de la época eran tirados por locomotoras cuatro cuatro cero con 4 ruedas conductoras y 4 motrices, pesaban 50 toneladas.

Otra importante aplicación fue en la maquinaria agrícola.

En el campo uno podía quemar paja para su maquinaria agrícola, madera, incluso carbón, ya que la máquina de vapor era muy adaptable y aceptaba cualquier combustible. Eso la hizo ideal para el campo. Enormes tractores de vapor comenzaron a transformar la agricultura a finales del siglo XIX. Algunos de estos motores pesaban 10 a 20 toneladas, eran enormes.

- En 1782 El ingeniero escocés James Watt (1736-1819) construye una máquina a vapor mucho más eficiente que la máquina de Newcomen.

A mediados del siglo I el norteamericano John desarrolló la máquina de vapor más importante desde James Watt. Su nuevo sistema de regulación le permitía trabajar a un ritmo constante haciéndolo ideal para la industria textil.

Un tipo completamente nuevo de máquina de vapor sin pistones fue presentado por dos ingenieros a finales del 1800. Charles Parsons y Carl de Laval de Suecia. No es el único tipo de máquina de vapor que sigue en uso hoy en día.

Las turbinas que utilizan la presión de vapor para hacer girar las aspas de un rotor son más compactas que los motores de émbolo y normalmente permiten temperaturas superiores y una mayor expansión del vapor, todo ella implica más potencia.

Actualmente portaaviones y submarinos de la marina estadounidense son propulsados por turbinas de vapor con combustible nuclear.

La mayoría de centrales eléctricas sobretodo en Estados Unidos utilizan turbinas de vapor.

El generador de las centrales eléctricas es de vapor, sea su fuente de calor de origen nuclear, carbón o gas natural se trata de una máquina de vapor. Resulta algo irónico que utilicemos una tecnología que fue inventada hace casi 200 años.

El agua circula a través del núcleo, adquiere el calor de la fisión y llega hasta los generadores de vapor donde se convierte en vapor al instante. A continuación recorre los conductos de vapor hasta la turbina principal y la hace girar para producir electricidad.

Puede que las turbinas tengan vigencia pero los motores de émbolo llevan mucho tiempo en silencio. En Estados Unidos no se fabrican desde los años 50, pero su sonido llena el museo de motores antiguos en Vista California cerca de San Diego donde hay docenas de máquinas funcionando.

En su día fueron impresionantes imágenes de una potencia sin precedente. Pero hubo grandes errores que convirtieron a estos enormes monstruos en dinosaurios.

La transferencia de calor es un proceso lento y en las maquinas de vapor hay que transferir el calor desde un fluido caliente concretamente gases de combustión al fluido que realmente produce la potencia, el vapor.

Se advirtió que usando motores de combustión interna en los que el fluido que se expande y el que genera el calor es el mismo la mezcla carburante se obtenía más potencia con un motor más pequeño.

Pero antes de la aparición del motor de combustión interna surgió otra nueva máquina para ayudar a mover el mundo que no quemaba combustible.

Cuando se extendió el uso de las máquinas de vapor alrededor del siglo XIX eran muy potentes pero esa potencia tenía un precio, también eran muy peligrosas. Para obtener la máxima potencia sus calderas tenían que contener vapor a altas presiones y no siempre estaban a la altura.

-En el siglo XIX había problemas con las explosiones de calderas, solían ocurrir accidentes en los que moría mucha gente.

Robert Stirling un médico escocés estaba cansado de ver a sus parroquianos resultar heridos o muertos por explosiones de maquinas de vapor, así que decidió hacer algo. Era mitad inventor mitad predicador, era un hombre increíble.

Stirling desarrolló un motor totalmente nuevo. En 1816 al que llamó de aire caliente, aunque hoy es conocido como motor Stirling.

Los motores que desarrolló eran de baja presión, en su interior no había nada a alta presión que pudiese explotar, incluso si la maquina se estropeaba. Los motores Stirling funcionan calentando una parte del mismo motor y enfriando otra. En su interior hay un mecanismo que hace circular el aire entre el lado caliente y el frío. Cuando está en la parte caliente el aire se expande y empuja un pistón y cuando pasa por el lado frio se contrae tirando del pistón.

Pero había un problema con este invento ya que los metales utilizados en el siglo XIX no aguantaban bien el calor para que fuese tan duradero como la máquina de vapor.

Los metales no aguantaban la alta temperatura de la llama continua. La caldera es la parte de la máquina de vapor que está expuesta a la llama continua mientras que en el Stirling es el cilindro, una parte diferente.

Pero con la metalurgia moderna algunos creen que el motor Stilirling ahora podría ser viable. Un inventor fabrica pequeños motores de demostración que revelan las capacidades del invento del reverendo Stirling. Uno de ellos funciona con el calor que desprende una taza de café, pero lo más sorprendente es que también funciona con el aire frío que desprende un cuenco lleno de hielo. Todo lo que necesita es una diferencia de temperatura. Lo único que hay que hacer es mantener una parte fría y

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