La máquina de vapor

Un juguete de Alejandría

En el siglo I, Herón de Alejandría describió la eolípila: una esfera hueca que giraba impulsada por chorros de vapor. Era una curiosidad, no una máquina útil. Habría que esperar diecisiete siglos para que el vapor hiciera trabajo real, y la necesidad llegó desde abajo de la tierra.

Agua en las minas

A fines del siglo XVII Inglaterra quemaba cada vez más carbón, y las minas, al hacerse más profundas, se inundaban. En 1698 Thomas Savery patentó una bomba de vapor sin pistón, apodada "el amigo del minero", poco fiable y peligrosa. En 1712 el ferretero Thomas Newcomen instaló cerca de Dudley la primera máquina de vapor práctica: el vapor llenaba un cilindro, un chorro de agua fría lo condensaba, el vacío resultante hacía que la presión atmosférica empujara el pistón y un balancín movía la bomba. Era ineficiente y devoraba carbón, pero funcionaba; en el siglo XVIII se construyeron cientos.

La genialidad de Watt

En 1763 la Universidad de Glasgow le encargó al fabricante de instrumentos James Watt reparar un modelo de máquina de Newcomen. Watt notó el problema: enfriar y recalentar el cilindro en cada ciclo desperdiciaba la mayor parte del calor. En 1765, paseando por un parque de Glasgow, se le ocurrió la solución: un condensador separado, que mantuviera el cilindro siempre caliente. Patentado en 1769, reducía el consumo de carbón a cerca de una cuarta parte.

Asociado desde 1775 con el industrial Matthew Boulton en Birmingham, Watt añadió mejoras decisivas:

• El movimiento rotativo mediante engranajes planetarios, que permitió mover maquinaria de fábricas y no solo bombas.
• La máquina de doble efecto, con vapor empujando en ambas caras del pistón.
• El regulador centrífugo, uno de los primeros sistemas de control automático.

Para venderlas, Watt comparó su potencia con la de los caballos que reemplazaban, y así nació el caballo de fuerza. La unidad de potencia del sistema internacional, el vatio, lleva su nombre.

Dato curioso: Boulton le dijo a un visitante en su fábrica: "Vendo aquí, señor, lo que todo el mundo desea tener: potencia".

Rieles y océanos

Las máquinas de alta presión de Richard Trevithick, a partir de 1800, eran más compactas y móviles. En 1804 una locomotora suya arrastró 10 toneladas de hierro en Gales. En 1825 se inauguró el ferrocarril Stockton-Darlington, y en 1829 la Rocket de George Stephenson ganó las pruebas de Rainhill a casi 50 km/h. En 1838 el Great Western de Isambard Kingdom Brunel inauguró el servicio transatlántico regular a vapor.

En Sudamérica, el Ferrocarril Central del Paraguay, impulsado por Carlos Antonio López a fines de la década de 1850 e inaugurado en su primer tramo, de Asunción a Trinidad, en 1861, fue uno de los primeros del continente; la estación de Asunción es hoy un museo.

Un mundo transformado

La máquina de vapor fue el corazón de la Revolución Industrial: concentró la producción en fábricas, impulsó la urbanización y abarató el transporte. También inició la quema masiva de combustibles fósiles, cuyas emisiones están en el origen del cambio climático. Y fue el objeto que estudió Sadi Carnot en 1824, dando nacimiento a la termodinámica. Las turbinas de vapor, inventadas por Charles Parsons en 1884, siguen hoy generando buena parte de la electricidad del mundo, incluidas las centrales nucleares.