Evolución y máquinas de vapor

Evolución y máquinas de vapor
Las mejoras posteriores en el mecanismo propulsor de los buques de vapor incluyeron la
introducción de la máquina de expansión múltiple. Las primeras máquinas de vapor marinas
empleaban el principio de expansión simple, basado en la entrada y su posterior salida del
gas en los cilindros de la caldera. Mejorando las calderas y aumentando la presión del vapor,
los armadores descubrieron que podían utilizar el vapor expulsado de un cilindro para
accionar otro cilindro de baja presión. De esta forma se incrementaba la eficacia que
procedía de la energía resultante de la planta de potencia. Máquinas de este tipo,
denominadas de expansión doble, fueron sustituidas más tarde por las de expansión triple,
dotadas de mayor capacidad. En 1854, se utilizó la primera máquina de expansión doble, y la
primera de expansión triple en 1873. La utilización de este tipo de máquinas supuso la
superación de uno de los mayores obstáculos para el desarrollo posterior de los buques de
vapor: la necesidad de transportar consigo importantes cargamentos de carbón como
combustible o de repostar a menudo durante viajes largos.
Otros avances incluyeron la incorporación de dos hélices, y más tarde, de hasta tres y cuatro
hélices para minimizar el peligro que podía provocar la deriva de un buque desamparado si
una hélice o un eje de cola fallaban o se rompían. En 1890 se realizaron los primeros
ensayos para sustituir máquinas alternativas por turbinas. La desventaja de la turbina era que
constituía por sí misma un mecanismo de alta velocidad, pero eso se resolvió en
combinación con un engranaje desmultiplicador entre la turbina y el eje de cola, ello
permitía a la turbina mover la hélice a la apropiada velocidad. Las instalaciones con turbinas
son muy comunes en la sala de máquinas de los buques de vapor modernos y su función la
complementan en ocasiones máquinas auxiliares que operan en el mismo eje de cola. En
buques modernos y sobre todo en navíos de guerra los sistemas turboeléctricos de
encendidos han sustituido a los sistemas que utilizan accionamientos mecánicos. Una planta
de potencia turboeléctrica consiste en una turbina de vapor que acciona una dínamo que a su
vez opera un motor que hace girar a la hélice. El accionamiento turboeléctrico es flexible en
extremo en operación y elimina muchas de las dificultades mecánicas que acompañan el giro
de las hélices mediante largos y pesados ejes de cola.
Al final de la década de 1950 se desarrollaron plantas de energía nuclear que proporcionaban
vapor para propulsar tanto buques de guerra como mercantes. El mercante Savannah,
impulsado con energía nuclear y construido por el Gobierno de Estados Unidos, realizó con
gran éxito un número de viajes experimentales. Sin embargo los costes continúan siendo más
altos que los de sus competidores con sistemas convencionales.
Buques a motor
El desarrollo del motor de combustión interna a finales del siglo XIX, y en particular el
desarrollo de los motores diesel, posibilitaron el diseño de plantas generadoras de potencia
para buques que son mucho más útiles que las plantas de vapor convencionales. La
utilización de máquinas avanzadas y eficaces resulta un factor de primer orden en la
construcción naval, debido a que estos motores permiten al barco un menor consumo de
combustible y el transporte de mayor volumen de carga. Las primeras motonaves, término
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genérico para referirse a los buques propulsados con diesel, fueron construidas en los
primeros años del siglo XX; por contraste con modelos precedentes eran más pequeños, pero
en los años que siguieron a la I Guerra Mundial se construyeron un determinado número de
grandes transatlánticos accionados a motor y operaron con gran éxito. Los buques de motor
constituyen el 76% de la flota mundial de más de 43.000 buques de 90.000 t y superiores;
algo menos del 75% de la flota utiliza diesel.
Barcos de efecto-superficie, mixtos y de hidroala
En los años recientes se han desarrollado un elevado número de nuevos modelos como
resultado de una constante investigación para conseguir un transporte más rápido. El navío
convencional es sobre todo un vehículo de desplazamiento; cuando se mueve lo hace
atravesando el agua y no sobre ella, lo que origina una gran cantidad de olas. Por tanto se
necesita mayor potencia para contrarrestar el efecto de la generación de olas y el rozamiento
entre el forro del barco y el agua. A altas velocidades la potencia que se requiere es enorme;
por ejemplo, un porta-aeronaves de 54.000 t necesita 280.000 CV para navegar a 35 nudos
(65 km/h).
Canoa
Esta canoa que aparece en la ilustración está hecha con un tronco de árbol vaciado. En los
modelos más avanzados se da una forma especial a la proa para que sea más gobernable y
rápida.
Barco de papiros egipcio
Unos trabajadores construyen un barco en Giza (Egipto). El barco es parecido a los
utilizados en el antiguo Egipto, que estaban hechos de tallos de papiro atados en haces. Se
dice que los egipcios utilizaron este tipo de barco para navegar hasta América. Aunque no
hay pruebas de que esto fuera cierto, el explorador noruego Thor Heyerdhal realizó el
trayecto en un barco de papiro como los antiguos y demostró que es factible.
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Barco de mercancías fenicio
Los fenicios eran los mejores constructores de barcos de su tiempo. Diseñaron barcos que
dependían más del viento que de los remeros.
Galera romana
Largas bancadas de remos impulsaban a una galera romana por el agua y en combate. Los
barcos de carga romanos tenían las mismas velas cuadradas, pero las galeras poseían
además defensas para protegerse del fuego y los proyectiles enemigos.
Las carabelas Santa María, Niña, y Pinta
Los tres barcos de Cristóbal Colón le llevaron con su tripulación de 90 hombres al Nuevo
Mundo en casi cinco semanas y media. Nadie sabe con exactitud cómo eran estas
carabelas, pero los expertos coinciden en que la Santa María (en el centro) tenía de 23 a
27 metros. La Niña y la Pinta tenían de 21 a 23 metros. Estas dimensiones, hasta cierto
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punto pequeñas, eran típicas de los barcos que se usaban entonces en Portugal y en
España.
Carrera de barcos de vapor
Dos barcos de vapor compiten en el Mississippi. Muy utilizados durante el siglo XIX y
principios del XX, los barcos transportaban con rapidez mercancías y pasajeros. Además,
proporcionaban entretenimiento, como los barcos en que se representaban obras de teatro
a lo largo del río.
Hovercraft
Este hovercraft francés se mantiene por encima de la superficie del agua expulsando aire
hacia abajo. Una vez se eleva sobre la superficie, se mueve con mayor rapidez que un
barco que se desplaza por el agua. Las hélices de atrás gobiernan el hovercraft.
Docente de Informática:
Gabriela López
Petrolero cerca del puerto de Nueva York
Petroleros como éste transportan petróleo por todo el mundo. Casi todos los petroleros
modernos miden más de 345 m y transportan más de 200.000 toneladas de crudo.
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