James Watt

James Watt: máquina de vapor

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James Watt , (nacido el 19 de enero de 1736 en Greenock, Renfrewshire, Escocia; murió agosto 25 de 1819, Heathfield Hall, cerca de Birmingham , Warwick, Inglaterra), fabricante de instrumentos e inventor escocés cuya máquina de vapor contribuyó sustancialmente a la Revolución Industrial. Watt también era conocido por patentar el motor de doble efecto y una de las primeras locomotoras de vapor. Fue elegido miembro de la Royal Society of London en 1785.



Preguntas principales

¿Quién era James Watt?

James Watt fue un inventor y fabricante de instrumentos del siglo XVIII. Aunque Watt inventó y mejoró una serie de tecnologías industriales, es más recordado por sus mejoras en la máquina de vapor. El diseño de la máquina de vapor de Watt incorporó dos de sus propios inventos: el condensador separado (1765) y el movimiento paralelo (1784). La adición de estos dispositivos, entre otros, hizo que la máquina de vapor de Watt fuera más eficiente que otras máquinas de vapor.



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¿James Watt inventó la máquina de vapor?

James Watt no inventó la máquina de vapor. Sin embargo, mejoró el aparato del motor. En 1764 Watt observó una falla en la máquina de vapor Newcomen: desperdiciaba mucho vapor. Watt dedujo que el desperdicio resultó del diseño de un solo cilindro de la máquina de vapor. En 1765 Watt concibió un condensador separado, un dispositivo para reducir la cantidad de desechos producidos por la máquina de vapor Newcomen. Watt patentó el dispositivo en 1769. En 1776 Watt y su socio comercial, Matthew Boulton, instalaron dos máquinas de vapor con condensadores separados. Las máquinas de vapor modificadas no solo redujeron los desechos, sino que también redujeron los costos de combustible. Watt pasó los siguientes años mejorando su diseño, agregándole el engranaje del sol y el planeta (1781), el motor de doble acción (1782), el movimiento paralelo (1784), un volante (1788) y un manómetro (1790).

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¿Cómo contribuyó James Watt a la Revolución Industrial?

La máquina de vapor de James Watt tuvo un impacto enorme en la sociedad industrial del siglo XVIII. Era más eficiente y más rentable que los modelos anteriores. Es más, la máquina de vapor de Watt abrió un campo de aplicación completamente nuevo: permitió que la máquina de vapor se utilizara para operar máquinas rotativas en fábricas como fábricas de algodón. Como era de esperar, la demanda de la máquina de vapor de Watt fue alta y se adoptó rápidamente en múltiples industrias.



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¿El vatio lleva el nombre de James Watt?

¡Es! La contribución de James Watt a la eficiencia de la industria se conmemoró al nombrar el vatio (W) en su nombre. El vatio es la unidad de potencia en el Sistema Internacional de Unidades (SI) igual a uno joule de trabajo realizado por segundo. El vatio fue adoptado como unidad SI en 1960, en la XI Conferencia General de Pesos y Medidas. Hoy en día, la mayoría de los dispositivos eléctricos se clasifican en vatios.

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Educación y entrenamiento

El padre de Watt, tesorero y magistrado de Greenock, dirigía un exitoso negocio de construcción de barcos y casas. Un niño delicado, Watt fue educado durante un tiempo en casa por su madre; más tarde escuela de Gramática , él aprendió latín , Griego y matemáticas. La fuente de una parte importante de su educación fueron los talleres de su padre, donde, con sus propias herramientas, banco y forja, hizo modelos (por ejemplo, de grúas y órganos de barril) y se familiarizó con los instrumentos de los barcos.

Watt decidió, a los 17 años, ser un fabricante de instrumentos matemáticos, primero fue a Glasgow, donde uno de los parientes de su madre enseñaba en la universidad, y luego, en 1755, a Londres, donde encontró un maestro para capacitarlo. Aunque su salud se deterioró en un año, había aprendido lo suficiente en ese tiempo para trabajar tan bien como la mayoría de los jornaleros. Al regresar a Glasgow, abrió una tienda en 1757 en la universidad e hizo instrumentos matemáticos (por ejemplo, cuadrantes, brújulas , escamas). Conoció a muchos científicos y se hizo amigo del químico y físico británico Joseph Black, quien desarrolló el concepto de calor latente . En 1764 se casó con su prima Margaret Miller, quien, antes de morir nueve años después, le dio seis hijos.



El motor Watt

Mientras repara un modelo Motor de vapor Newcomen en 1764, Watt quedó impresionado por su pérdida de vapor. En mayo de 1765, después de luchar con el problema de mejorarlo, de repente se encontró con una solución: el condensador separado, su primer y más grande invento. Watt se había dado cuenta de que la pérdida de calor latente (el calor implicado en cambiar el estado de una sustancia (por ejemplo, sólida o líquida) era el peor defecto del motor Newcomen y, por lo tanto, la condensación debe efectuarse en una cámara distinta del cilindro pero conectada a él. Poco después conoció al médico, químico e inventor británico John Roebuck, el fundador de Carron Works, quien le instó a fabricar un motor. Se asoció con él en 1768, después de haber hecho un pequeño motor de prueba con la ayuda de préstamos de Joseph Black. Al año siguiente, Watt sacó la famosa patente de Un nuevo método inventado para reducir la Consumo de Vapor y Combustible en Motores de Bomberos.

James Watt

James Watt Recreación del artista de James Watt inventando el condensador separado para la máquina de vapor, c. 1765. Photos.com/Getty Images

¿Cuándo se inventó la máquina de vapor de vatios?

Mientras tanto, Watt en 1766 se convirtió en agrimensor; Durante los siguientes ocho años estuvo continuamente ocupado marcando rutas para canales en Escocia, trabajo que le impidió seguir avanzando con la máquina de vapor. Después de la quiebra de Roebuck en 1772, el fabricante e ingeniero inglés Matthew Boulton, el fabricante de Soho Works en Birmingham, se hizo cargo de una participación en la patente de Watt. Aburrido de la topografía y de Escocia, Watt emigró a Birmingham en 1774.



medalla

medalla Medalla de 1871 que celebra la asociación de Matthew Boulton y James Watt. Photos.com/Jupiterimages

Después de que la patente de Watt fuera extendida por una ley del Parlamento, él y Boulton en 1775 comenzaron una asociación que duró 25 años. El apoyo financiero de Boulton hizo posible un rápido progreso con el motor. En 1776 se instalaron dos motores: uno para bombear agua en una mina de carbón de Staffordshire, el otro para soplar aire en los hornos del industrial británico John Wilkinson, el famoso maestro del hierro. Ese año Watt se casó de nuevo; su segunda esposa, Ann MacGregor, le dio dos hijos más.



Durante los siguientes cinco años, hasta 1781, Watt pasó largos períodos en Cornwall, donde instaló y supervisó numerosos motores de bombeo para el cobre y creer minas, cuyos gerentes querían reducir los costos de combustible. Watt, que no era un hombre de negocios, se vio obligado a soportar una intensa negociación para obtener regalías adecuadas sobre los nuevos motores. En 1780 estaba bien económicamente, aunque Boulton todavía tenía problemas para reunir capital. Al año siguiente, Boulton, previendo un nuevo mercado en las fábricas de maíz, malta y algodón, instó a Watt a inventar un movimiento rotatorio para la máquina de vapor, para reemplazar el reciprocante acción del original. Lo hizo en 1781 con su llamado engranaje solar y planetario, mediante el cual un eje producía dos revoluciones por cada ciclo del motor. En 1782, en el apogeo de su capacidad inventiva, patentó el motor de doble efecto, en el que el pistón empujaba y tiraba. El motor requería un nuevo método para conectar rígidamente el pistón a la viga. Resolvió ese problema en 1784 con su invención del movimiento paralelo, una disposición de varillas conectadas que guiaban la varilla del pistón en un movimiento perpendicular, que describió como una de las piezas de mecanismo más ingeniosas y simples que he ideado. Cuatro años más tarde, su aplicación del gobernador centrífugo para el control automático de la velocidad del motor, por sugerencia de Boulton, y en 1790 su invención de un manómetro , prácticamente completó el motor Watt.

Vatio

Máquina de vapor rotativa de Watt Máquina de vapor rotativa de James Watt con engranaje solar y planetario, dibujo original, 1788; en el Museo de Ciencias de Londres. Derechos de autor de la Corona británica, Museo de Ciencias de Londres