La primera referència de la màquina de vapor la trobem en el període hel·lenístic amb els treballs d'Heron d'Alexandria. Aleshores es parla d'experiments per aprofitar l'expansió del vapor.
Es tractava d´una esfera buida de metall plena d´aigua, amb els braços tangencials amb l´orifici de sortida: quan s´escalfa l´aigua, aquest es vaporitza i el vapor d´aigua que surt dels orificis, mitjançant la rotació de la pròpia pilota.
Qui va inventar la màquina de vapor?
No es pot determinar un únic inventor de la màquina de vapor ni una data exacta per crear el motor de vapor. Això és perquè l'evolució històrica de la màquina de vapor és molt llarga, i no s'ha creat un prototip de cop.
La màquina de vapor s'ha anat creant lentament i la seva creació ha passat per mans de molts inventors, que de mica en mica ho han anat millorant, i l'han anat adaptant a les circumstàncies socials, econòmiques i polítiques de cada període històric.
Primers experiments de la màquina de vapor
Als inicis del segle XVII, els experiments Giovanni Battista della Porta van ser capaços d'utilitzar la força del vapor com una força impulsora.
L'enginyer de Salomon de Caus també va fer experiments de màquines de vapor similars als de Della Porta. El 1615 Alomon Caus va publicar un tractat en el seu sistema que conté una bomba de vapor.
En temps més recents, les primeres aplicacions de vapor es poden tornar a remuntar als experiments de Denis Papin i la seva olla a pressió de 1679. En aquest experiment es va anar a concebre idees sobre com desenvolupar l'ús de vapor.
Origen de la primera màquina de vapor
Els experiments posteriors per utilitzar el vapor es van produir a l'inici del segle XVIII, especialment per al bombament d'aigua de les mines.
El bombament de l'aigua es va fer mitjançant el sistema ideat el 1698 per Thomas Savery utilitzant el buit creat per la condensació del vapor introduït en un recipient.
Amb aquest experiment es va aconseguir elevar laigua fins aproximadament 10 m dalçada. A més, gràcies a la invenció del sistema de cilindre-pistó va ser possible convertir l'energia del vapor en un moviment mecànic.
La màquina de vapor de Newcomen
El primer exemple d'aplicació industrial d'aquest concepte és la màquina de vapor de Thomas Newcomen, del 1705. La màquina de Newcomen era gran però no gaire potent i cara. Només aconseguia fer un moviment de vaivé. Per aquesta raó, és utilitzada per extreure aigua de les mines.
Al principi la màquina de vapor treballava a pressió atmosfèrica, per la qual cosa proporcionava una potència molt baixa i els motors havien de ser enormes. Per instal·lar-la en vehicles autopropulsats es requeria, per tant, un disseny de motor de vapor més petit i més lleuger per a la mateixa potència.
Aparició dels motors de vapor a alta pressió
Aquesta problemàtica va donar lloc a la creació de màquines de vapor d'alta pressió. Als motors de vapor d'alta pressió, la pressió s'acumula dins de la caldera.
Aquest objectiu es va aconseguir més tard amb la invenció del condensador extern. Al condensador extern, la distribució dels calaixos i mecanisme de biela-manovella permetia convertir el moviment lineal en un moviment de rotació.
Aquesta característica va donar lloc a un ús general en el transport i la indústria. Els mèrits d'aquest esdeveniment s'atribueixen a l'enginyer escocès James Watt el 1765.
L'invent de Watt va implicar diversos avantatges:
-
Cost més baix
-
Dimensions més reduïdes
-
Menys consum d'energia
-
Major potència.
La màquina de vapor a la indústria
La màquina de vapor va permetre tenir més potència que la que es podia obtenir amb els recursos disponibles fins aleshores. Aquesta evolució va jugar un paper clau en la revolució industrial.
El desenvolupament de la màquina de vapor ha facilitat l'extracció i el transport de carbó. La disminució dels costos de lexplotació del carbó contribueix a baixar els costos de la utilització de la màquina de vapor. La segona aplicació de la màquina de vapor era moure les manxes a les foses el 1776, mentre que el 1787 també es va utilitzar per filar peces de cotó.
