La màquina de vapor

Introducció: Què és la màquina de vapor?

La màquina de vapor, que també se l’anomenava col·loquialment “la burra”, era una màquina tèrmica de funcionament alternatiu que utilitzava el vapor d'aigua com a fluid de treball i que convertia la pressió del vapor en energia mecànica, és a dir, un motor de combustió externa que transforma l'energia d'una certa quantitat de vapor d'aigua en treballmecànic. Les màquines de vapor solen ser motors de combustió externa.

Anteriorment aquest invent es va començar a utilitzar en la indústria, i el transport, substituint al seu pas els tradicionals motors de l'època: l'animal d'arrossegament, el molí o la pròpia força de l'home.
Va suposar, també, el major èxit tecnològic del segle XVIII.

I poc a poc, al llarg del temps s’hi van afegircanviïs que en van fer de la màquina de vapor simple, una de més complexe.



Antecedents històrics

No es pot concretar exactament una data per a la creació de la màquina de vapor, igual que tampoc no es pot associar amb un sol creador, ja que l'evolució històrica de la màquina de vapor és molt llarga, i no s'ha creat un prototip de cop, si no que s'ha anat creant lentament i la seva creació hapassat per mans de molts inventors, que poc a poc l'han anat millorant, i l'han anat adaptant a les circumstàncies socials, econòmiques i polítiques de cada període històric.

Es pot posar la Revolució industrial, segles XVII i XVIII com a un clar exemple de període històric on l'evolució de la màquina de vapor va ser més accelerat.

Hi ha escrits que daten de l'època dels egipcis, en elsquals trobem el primer rastre conegut de la màquina de vapor en el manuscrit d'Heró d'Alexandria titulat Spiritalia seu Pseuneumàtica. Diuen que la màquina de vapor s’utilitzava, per exemple, per obrir o tancar les portes de temples egipcis.
Als segles següents, els pocs exemples que es coneixien sobre aquest tipus de màquines són fonamentalment dispositius experimentals, utilitzats pels inventors,per demostrar les propietats de la màquina de vapor, com per exemple la turbina de vapor, un dispositiu descrit per Taqi al-Din.

Al 1601, el senyor Giovanni Battista della Porta descriu un aparell per elevar l'aigua per mitjà del foc similar al descrit per Heró però emprant vapor per impulsar el líquid. El 1615 Salomó de Caus descriu un aparell molt semblant per fer funcionar una font. Peròla primera patent de la qual es té constància documental és la de Jerónimo de Ayanz i Beaumont, que el 1606 registra una màquina de vapor utilitzada amb èxit per al desguàs de les mines de plata de Guadalcanal.

Més tard, el físic francès anomenat Denis Papin, va crea un dels primers motors a pistó. El senzill dispositiu consistia en un cilindre simple, que simultàniament servia com caldera,funcionant principalment amb aire, més que amb pressió de vapor. Cap al final del segle XVII, enginyers com el Marquès de Worcester i Thomas Savery, construiren també alguns dels primers motors a vapor. El motor de Savery va ser utilitzat en mineria com a bomba per drenar l'aigua dels túnels.

En 1705, l'anglès Thomas Newcomen va desenvolupar els primers motors de vapor que funcionaven amb caldera,cilindre i pistó. En aquests motors de vara, una llarga barra oscil · lava de dalt a baix, transferint l'energia a un pistó que es movia dins del cilindre. Quan el pistó s'elevava, el vapor entrava al cilindre, es condensava i la pressió de l'aire empenyia al pistó novament cap avall.

L'enginyer escocès James Watt va millorar la invenció de Newcomen, que era econòmicament poc rendible a causade la gran pèrdua de calor. Per això és considerat com el pare de la màquina a vapor moderna. El primer avanç important que va realitzar, va ser construir un motor amb un espai separat per a la condensació del vapor. Aquest invent, que va ser patentat en 1769, va millorar considerablement l'eficàcia de la màquina de vapor. La pèrdua de vapor resultant del alternat escalfament i refredament del...