Nos detenemos algo en la gestación de la máquina de vapor dada su importancia para el mundo fuertemente tecnológico que seguirá a la Revolución Industrial. Hay varios aspectos a los que nos referiremos en posts siguientes, pero que mencionamos aquí y que hemos deseado desde el principio sean el eje de nuestras argumentaciones en este blog: 1) que la tecnología se ha producido históricamente en paralelo con los avances y explicaciones científicas y con mucha frecuencia anteriormente a ellos; 2) que los inventores han sido personas notables con conocimientos a mitad de camino entre ciertas explicaciones teóricas y la pura aplicación manual, y diríamos, más precisamente, que más artesanos que científicos; 3) que en los primeros tiempos de la Revolución Industrial y posteriormente, la figura clave ha sido la del inventor-emprendedor; 4) que la constitución de empresas y el uso de capital procedente de otras personas (capitalismo) comenzó a cobrar importancia y se generalizó en esa época; y 5) que la Revolución Industrial, sus inventos y sus empresas, fueron posibles porque en Inglaterra, al igual que anteriormente en otros puntos de Europa, se había generado mucha riqueza y se había acumulado mucho capital en manos de determinadas personas e instituciones debido al comercio internacional, al desarrollo de la agricultura y al fuerte impulso de industrias básicas como la textil.
Independientemente de otros antecedentes, algunos de ellos mencionados ya en este blog, hay tres aspectos relacionados con la máquina de vapor que han pasado a la historia y que son aceptados por todo el mundo: 1) la máquina de vapor se considera un invento inglés; 2) fue obra de la acción sucesiva de los inventores y emprendedores Thomas Savery (1650 – 1715), Thomas Newcomen (1663 – 1729) y James Watt ( 1736 -1819); y 3) fue la base de la Revolución Industrial comenzada en Inglaterra a mediados del siglo XVIII.
La idea que tenemos todos, por otra parte, es que la máquina de vapor transforma la energía procedente de una fuente de calor, carbón fundamentalmente, en movimiento alternativo, como ocurrió en las primeras máquinas, y en rotativo, como tuvo lugar en las más avanzadas, utilizando como elemento transmisor el vapor de agua.
Su verdadero y temprano origen (1698) no fue, sin embargo, así. Thomas Savery que fue un mecánico inglés, inventor prolífico, escritor ocasional de trabajos técnicos y hombre de empresa, con tempranas habilidades de marketing y comercialización de sus productos, construyó una máquina para extraer el agua del interior de las minas — o mejor dicho, para subirla a la parte alta de los edificios o alimentar por arriba una rueda de agua –, por medio del fuego. A su aparato inicial, de hecho, se le conoció como “máquina de fuego”.
Tenía un taller mecánico en una zona actualmente céntrica de Londres y se transformó en un personaje público que presentó su máquina al rey William III de Inglaterra y de Orange y a los miembros de la Royal Society en 1698.
La máquina estaba formada básicamente por un recipiente de forma oval lleno de agua, bastante similar a una olla, al que se le insuflaba vapor de agua calentado en una caldera por un tubo situado en su parte inferior provisto de una válvula. El vapor de agua hacía subir el agua que era expulsada a través de un segundo tubo situado en su parte superior el cual estaba dotado asimismo de una válvula de cierre. Una vez que el recipiente estaba lleno de vapor y con las dos válvulas convenientemente cerradas, se enfriaba con un baño de agua fría sobre su parte exterior con lo que el vapor se condensaba de nuevo en agua y se creaba un vacío parcial en el recipiente (1) que hacía subir el agua, empujada por la presión atmosférica, por un tercer tubo hundido en la fuente de agua situada en un nivel inferior que había que extraer o subir.
Aunque Thomas Savery iba detrás de una máquina que sirviera para drenar las partes bajas de las minas y aunque difundió ampliamente su invento entre los empresarios mineros, escribiendo incluso un panfleto publicitario denominado “El amigo del minero”, la altura máxima a la que hacía subir el agua no era suficiente para que su máquina pudiera ser usada en las minas. Intentó utilizar vapor de agua a una presión superior a la atmosférica pero la mecánica de la época no era lo suficientemente precisa para fabricar los recipientes, conductos y válvulas necesarias para ello.
La idea de Savery fue perfeccionada por uno de sus paisanos, Thomas Newcomen, — los dos eran de Devon, un condado del sudeste de Inglaterra, limítrofe de Cornualles en donde había muchas minas de estaño — que había trabajado al parecer de forma bastante paralela al primero aunque con los mismos supuestos basados en las aportaciones de Torricelli y de Papín. Se asoció con Savery, más por razones de que la cobertura de la patente que éste tenía era muy amplia, que por razones realmente técnicas. En 1712 la máquina de Newcomen estaba funcionando con éxito y se llegó a instalar en muchas minas incluidas las profundas minas de carbón del norte de Inglaterra en las que se llegó a extraer agua a 46 metros de profundidad.
La máquina de Newcomen funcionaba a presión atmosférica pero había tenido este inventor el ingenio de utilizar un balancín con un contrapeso en un extremo y el otro enganchado al émbolo que se movía por el interior del un cilindro en el que entraba el vapor de agua y se hacía el vacío. La acción conjunta de la presión atmosférica y del contrapeso, así como el balancín que hacia continuo el movimiento, y desde luego la mayor precisión de cilindro y émbolo, permitieron un enorme éxito a esta máquina, que no obstante era todavía bastante ineficiente (2).
Se llegaron a instalar muchas en Inglaterra ya que durante 50 ó 60 años se fabricaron del orden de dos máquinas por año. A la muerte de su inventor en 1729, se habían instalado en un buen número de países europeo y varios años más tarde incluso en los Estados Unidos.
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(1) Hay que recordar al respecto que un volumen de agua produce 1300 volúmenes de vapor en su punto de ebullición
(2) Se debe recordar asimismo que la atmósfera ejerce una presión sobre cualquier superficie de 985 gramos por centímetro
cuadrado, al nivel del mar.