domingo, 15 de junio de 2008

INTRODUCCIÓN

Este trabajo trata sobre la máquina de vapor.En el hablamos de su origen, sus elementos que la componen y como se categorizan.
Tambien comentamos su influencia en la Revolución Industrial, las consecuencias de esta y sus transformaciones.

A continuación observareis un video en el que se resume el contenido de nuestro trabajo, asi, podreis comprenderlo mejor.

ORIGEN

Los primeros ferrocarriles empleaban caballerías para arrastrar carros sobre raíles. Cuando se desarrollaron las máquinas de vapor, se trató de aplicarlas al ferrocarril. Los primeros intentos tuvieron lugar en Gran Bretaña; así, por ejemplo, Richard Trevithick construyó una locomotora en 1804. Estos primeros esfuerzos culminaron en la locomotora llamada Rocket, de George Stephenson, en 1829, que vino a ser el prototipo de casi todos los desarrollos subsiguientes de la locomotora de vapor.
Una confusión habitual es considerar que la Rocket de Stephenson fue la primera locomotora de vapor cuando, en realidad, la primera que rodó sobre raíles había sido construida por Richard Trevithick 25 años antes, pero económicamente no había tenido éxito. George Stephenson, así como otros ingenieros, habían construido locomotoras antes, pero la fama de la locomotora Rocket se debe a que fue la primera locomotora moderna de vapor que introdujo varias innovaciones que luego fueron empleadas en casi todas las locomotoras construidas desde entonces. Así, empleaba una caldera multitubular, mucho más eficaz para transferir el calor de los gases de la combustión al agua. Las calderas anteriores consistían en una sola tubería rodeada de agua. También empleaba una tobera de salida del vapor de escape para crear un vacío parcial que tirara del aire que alimentaba el fuego.


Locomotora Rocket, preservada en el Museo de Ciencias de Londres.

ELEMENTOS QUE LA COMPONEN

La locomotora de vapor típica emplea una caldera horizontal cilíndrica con el hogar en la parte posterior, parcialmente dentro de la cabina que protege a los operarios de los cambios meteorológicos. El hogar es el lugar donde se quema el combustible. Está formado por cuatro paredes laterales y un techo al que se denomina cielo. En la base se encuentra la parrilla o quemador, sobre el que se deposita el combustible, y bajo la parrilla, una caja para recoger las cenizas y la boca por la que entra el aire para la combustión. Los humos del hogar salen por una serie de tubos situados longitudinalmente dentro de la caldera y rodeados de agua, a la que transmiten el calor. El conjunto de tubos se denomina haz tubular, y algunos de mayor diámetro contienen en su interior otros más finos por los que discurre vapor para ser recalentado y aumentar así la potencia de la locomotora. En la parte frontal de la caldera se encuentra la caja de humos, a donde va a parar el humo tras haber pasado por los tubos del haz, antes de salir por la chimenea, que sobresale en la parte superior. El vapor se recoge en la parte más alta de la caldera, bien sea a través de un tubo perforado, situado por encima del nivel del agua, o bien en una cúpula en la parte superior. El vapor sale de la caldera a través de una válvula reguladora, conocida también como "regulador".
Cuando el regulador está abierto, el vapor se dirige por el tubo de admisión al motor. Allí entra en primer lugar en la denominada caja del vapor o capilla de la distribución, donde una pieza móvil, la corredera, al deslizarse alternativamente a uno y otro lado, hace que el vapor se dirija, a su vez, alternativamente a uno y otro lado del pistón dentro del cilindro del vapor, en el que entra a través de las lumbreras de admisión y tras expandirse, la propia corredera lo dirige hacia la lumbrera de escape. Esto ocasiona un movimiento alternativo de vaivén del pistón, a uno y otro lado, que acciona así la rueda motriz principal a través de una barra que se articula con el pie de biela. Esta biela va conectada en el otro extremo a una clavija excéntrica en la rueda motriz principal, a la que hace girar mediante un movimiento de manivela. La corredera, auténtica válvula de distribución del vapor en el motor, se acciona a través de un conjunto de barras articuladas: el mecanismo de accionamiento de la distribución del vapor, que es ajustable para controlar el sentido de la marcha y el corte de la admisión. El punto de corte de la admisión del vapor determina durante qué proporción del recorrido del pistón se admite vapor dentro del cilindro. Durante el resto del recorrido, el pistón resulta impulsado por la fuerza expansiva del vapor que quedó dentro del cilindro. Un uso inteligente del corte de la admisión ahorra vapor y, por lo tanto, también combustible y agua. El corte de la admisión se controla desde la cabina por medio de la palanca inversora, que también sirve para cambiar el sentido de la marcha y que desempeña, en cierto modo, una función semejante a la palanca de cambios de un automóvil.
El vapor que escapa del cilindro después de haber impulsado el pistón, va a la caja de humos, donde se libera a través de una boquilla enfocada a la chimenea, por donde sale junto con el humo, creando un vacío al salir, que favorece el tiro del hogar. Las ráfagas sucesivas del vapor de escape son las que producen el característico sonido de las locomotoras de vapor. Una locomotora de vapor posee normalmente dos cilindros, uno a cada lado. Las hay también que disponen de tres y de cuatro. Los cilindros actúan por parejas, existiendo un desfase de 90 grados entre el accionamiento de la rueda motriz de un lado y su homóloga del lado opuesto, proporcionando cuatro golpes de potencia en cada revolución de las ruedas. Las ruedas de la tracción están conectadas en cada lado por barras de conexión que transmiten la fuerza desde la rueda motriz principal a las otras ruedas motrices, a las que también se denomina ruedas acopladas. En las de tres cilindros, uno de ellos va en posición central, bajo la caldera, y su biela acciona uno de los ejes motrices, que ha de tener forma de cigüeñal.
La caldera descansa sobre un armazón denominado bastidor, en el que se montan también los cilindros y que a su vez descansa sobre los ejes. Los ejes motrices se montan sobre cojinetes que pueden desplazarse arriba y abajo en el bastidor. Están conectados a él por medio de ballestas o, menos frecuentemente, por suspensiones de muelles, que permiten a los ejes cierto grado de movimiento independiente para suavizar el efecto de los altibajos de la vía.
La mayoría de las locomotoras van acopladas a un ténder, que transporta el agua y el combustible; pero otras llevan el combustible y el agua directamente en la propia máquina, llamadas locomotoras tanque, por los prominentes tanques para el agua en la parte superior o más comúnmente en los costados de la caldera.
Una locomotora de vapor se maneja con un equipo de al menos dos personas. Una, el maquinista, que es responsable de controlar la locomotora y el tren en su conjunto; la otra, el fogonero, responsable del fuego, la presión y el agua.


Accionamiento de la distribución de tipo Walschaerts en una locomotora de vapor. En esta animación, el color rojo representa "vapor vivo", procedente de la caldera, entrando en el cilindro, mientras que el azul representa vapor expandido (gastado) que escapa del cilindro.

CATEGORIZACIÓN

Las locomotoras de vapor se categorizan por la disposición de sus ejes. Por eso se representa a cada grupo de ejes con un número. Se tiene en cuenta el número de ejes delanteros o conductores, el de ejes motrices y el de ejes traseros o de arrastre.
Así, por ejemplo, una locomotora con dos ejes delanteros, tres ejes para ruedas motrices y un eje posterior, es una locomotora 2-3-1. Diferentes disposiciones recibían nombres que generalmente reflejaban el primer uso que se había dado a esa disposición.
En la mayoría de los países en los que se habla el inglés y de la Commonwealth se utilizó de forma preponderante la notación White para categorizar las locomotoras de vapor, en la que se tiene en cuenta el número de ruedas en lugar del número de ejes. Así, por ejemplo, una locomotora 2-10-2 en la notación White, es una locomotora 1-5-1 si se la clasifica según el número de ejes


Una locomotora 2-3-0 en la estación Bristol Temple Meads, en Inglaterra.

INFLUENCIA EN LA REVOLUCIÓN INDUSTRIAL

La Revolución industrial es un periodo histórico comprendido entre la segunda mitad del siglo XVIII y principios del XIX, en el que se sufre un conjunto de transformaciones socioeconómicas, tecnológicas y culturales de la Historia de la humanidad, desde el Neolítico.
La economía basada en el trabajo manual fue reemplazada por otra, la industria y la manufactura. La Revolución comenzó con la mecanización de las industrias textiles y el desarrollo de los procesos del hierro. La expansión del comercio fue favorecida por la mejora de las rutas de transportes y posteriormente por el nacimiento del ferrocarril. Las innovaciones tecnológicas más importantes fueron la máquina de vapor y la denominada Spinning Jenny, una potente máquina relacionada con la industria textil. Estas nuevas máquinas favorecieron incrementos en la producción. La producción y desarrollo de nuevos modelos de maquinaria en las dos primeras décadas del siglo XIX facilitó la manufactura en otras industrias e incrementó también su producción.

CONSECUENCIAS

La invención de la máquina de vapor fue una de las más importantes innovaciones de la Revolución industrial. Hizo posible mejoramientos en el trabajo del metal basado en el uso de coque en vez de carbón vegetal. En el siglo XVIII la industria textil aprovechó el poder del agua para el funcionamiento de algunas máquinas. Estas industrias se convirtieron en el modelo de organización del trabajo humano en las fábricas.
Además de la innovación de la maquinaria, la cadena de montaje contribuyó mucho en la eficiencia de las fábricas.
Esta tuvo diversas consecuencias:
1. Demográficas.
-Traspaso de la población del campo a la ciudad
-Migraciones internacionales
-Crecimiento sostenido de la población
-Grandes diferencias entre los pueblos
- Independencia económica
2. Económicas.
-Producción en serie
-Desarrollo del capitalismo
-Aparición de las grandes empresas
-Intercambios desiguales
3. Sociales.
-Nace el proletariado
-Nace la Cuestión social
4. Ambientales.
-Deterioro del ambiente y degradación del paisaje
-Explotación irracional de la tierra.

TRANSFORMACIONES

A mediados del siglo XIX, se realizaron una serie de transformaciones que hoy conocemos como Revolución industrial:
-La aplicación de la ciencia y tecnología permitió el invento de máquinas que mejoraban los procesos productivos.
-La despersonalización de las relaciones de trabajo: se pasa desde el taller familiar a la fábrica.
-El uso de nuevas fuentes energéticas, como el carbón y el vapor.
-La revolución en el transporte: ferrocarriles y barco de vapor.
-El surgimiento del proletariado urbano.

OTRA MÁQUINA A VAPOR

Un barco de vapor es un barco propulsado por máquinas de vapor o por turbinas de vapor. Consta elementalmente de una caldera de vapor, de una turbina de vapor o máquina de vapor y de un condensador refrigerado por agua. La transmisión se consigue con un cigüeñal en las máquinas de vapor o con una caja reductora en el caso de usar turbinas.

Existe un documento de 1695 en el Archivo de Simancas en el cual hay constancia de una tentativa de 1543 por parte Blasco de Garay de propulsar la galera “Trinidad”, de 200 toneladas de desplazamiento, por medio de seis ruedas de palas movidas mediante una máquina de vapor. Sin embargo esta propuesta no obtuvo el apoyo financiero de la corona, y quedó relegada al olvido y hasta finales del siglo XVIII no existieron máquinas de vapor fiables y eficientes cuando se realizaron las primeras tentativas serias de propulsión naval por medio del vapor.