La máquina alternativa de vapor es una máquina térmica de combustión externa que utiliza el vapor de agua a presión para transformar la energía térmica en energía mecánica. La cual es utilizada para accionar la hélice propulsora, sin engranajes reductores ni inversores, ya que es una máquina de giro lento y reversible.
Se denomina alternativa debido a que en su interior la presión del vapor se expansiona en el interior de los cilindros desplazando los pistones, siendo estos por lo general de doble efecto. Un mecanismo biela-manivela transforma el movimiento lineal alternativo de los pistones en rotativo en el cigüeñal.
Es una máquina de combustión externa, ya que requiere de una caldera donde se genera el vapor que impulsa los cilindros según el orden gobernado por la válvula distribuidora. Posteriormente el vapor pasa al condensador (que está en presión negativa) donde se transforma en agua y por medio de una bomba de alimentación vuelve al interior de la caldera.
Fue el primer tipo de máquina utilizada a gran escala para generar potencia y posibilitó la Revolución Industrial del siglo XIX.
La máquina alternativa de vapor representó un hito fundamental en la evolución de la propulsión naval desde comienzos del siglo XIX hasta principios del XX. Su aplicación permitió sustituir la fuerza del viento por un sistema mecánico fiable, capaz de mantener velocidades constantes y realizar travesías regulares independientemente de las condiciones meteorológicas. El principio de funcionamiento de estas máquinas se basaba en la transformación de la energía térmica del vapor en energía mecánica mediante pistones y bielas conectadas a un eje que transmitía el movimiento a la hélice o a las ruedas de paletas.
El origen de la propulsión a vapor se remonta a los avances de James Watt (1769), quien perfeccionó la máquina de vapor de Thomas Newcomen (1712) mediante la incorporación del condensador separado, aumentando notablemente su eficiencia. En 1807, Robert Fulton aplicó por primera vez una máquina de vapor con éxito en el buque Clermont, que navegó por el río Hudson, marcando el inicio de la navegación comercial a vapor. Durante las décadas de 1830 y 1840, las máquinas de expansión simple dominaron el panorama naval, pero su elevado consumo de carbón impulsó la búsqueda de diseños más eficientes. En 1845, el ingeniero John Elder introdujo la máquina de expansión compuesta, donde el vapor se expandía en dos cilindros de diferente presión, lo que permitió reducir el consumo de combustible y aumentar la autonomía de los buques.
Paralelamente, la sustitución de las ruedas de paletas por la hélice marina, desarrollada por Francis Pettit Smith (1836) y John Ericsson (1837), mejoró la eficiencia propulsora y permitió una mejor integración del sistema de propulsión en el casco. Entre 1870 y 1910, la tecnología alcanzó su madurez con las máquinas de triple y cuádruple expansión, capaces de aprovechar de forma más completa la energía del vapor mediante su expansión sucesiva en varios cilindros. Estos sistemas alcanzaron presiones de trabajo cercanas a los 200 psi y rendimientos térmicos superiores al 20%, convirtiéndose en el estándar para grandes buques mercantes y transatlánticos, como el SS Great Eastern (1858) y, posteriormente, el RMS Titanic (1912), que combinaba máquinas alternativas con una turbina de baja presión.
A partir de comienzos del siglo XX, la aparición de la turbina de vapor de Parsons (1884) marcó el inicio del declive de las máquinas alternativas, especialmente en buques de guerra y grandes trasatlánticos, donde se requerían mayores potencias y velocidades. Finalmente, con la introducción y perfeccionamiento de los motores diésel marinos en la década de 1920, la máquina alternativa de vapor fue progresivamente sustituida debido a su menor eficiencia y elevado mantenimiento.
En conclusión, la máquina alternativa de vapor fue un componente esencial en el desarrollo de la ingeniería naval, impulsando la revolución industrial marítima y permitiendo el crecimiento del comercio y la comunicación a nivel global. Su evolución técnica, desde las primeras máquinas de expansión simple hasta las complejas de expansión múltiple, marcó más de un siglo de progreso y sentó las bases de los sistemas de propulsión modernos.
.jpg)
Actualmente es un tipo de máquina que ha quedado obsoleta debido a su bajo rendimiento. Fue superada en el ámbito naval primero por la turbina de vapor y posteriormente por los motores diésel. Sin embargo sobrevivió en barcos pequeños tales como remolcadores, lanchas de pasajeros y pesqueros hasta la década de 1950-1960. La foto siguiente muestra el Bacaladero Tramontana de la PYSBE, en St John's 1958.
Ciclo de funcionamiento de una maquina alternativa monocilíndrica:
Fotos de una máquina alternativa de vapor hecha en Talleres Zorroza (Bilbao) en 1921;
.jpg)
.jpg)
.jpg)
.jpg)
.jpg)
ENLACES RECOMENDADOS:
