Tomas Newcomen
– Steam se muestra rosa y el agua es azul.
– Las válvulas se mueven de abierto (verde) a cerrado (rojo)
Thomas Newcomen (febrero de 1664 - 5 de agosto de 1729) fue un inventor inglés que creó el motor atmosférico, el primer motor práctico que quema combustible en 1712. Era ferretero de oficio y bautista laico. predicador por vocación.
Nació en Dartmouth, en Devon, Inglaterra, en el seno de una familia de comerciantes y fue bautizado en la iglesia de St. Saviour el 28 de febrero de 1664. En aquellos días, las inundaciones en las minas de carbón y estaño eran un gran problema. Newcomen pronto se comprometió a tratar de mejorar las formas de bombear el agua de tales minas. Su negocio de ferretería se especializaba en diseñar, fabricar y vender herramientas para la industria minera.
Vida religiosa
Thomas Newcomen era un predicador laico y un anciano docente en la iglesia bautista local. Después de 1710 se convirtió en pastor de un grupo local de bautistas. Su padre había sido uno de un grupo que trajo al conocido puritano John Flavel a Dartmouth. Posteriormente, uno de los contactos comerciales de Newcomen en Londres, Edward Wallin, fue otro ministro bautista que tenía conexiones con el conocido doctor John Gill de Horsleydown, Southwark. La conexión de Newcomen con la iglesia bautista de Bromsgrove ayudó materialmente a la difusión de su máquina de vapor, ya que los ingenieros Jonathan Hornblower Sr. y su hijo estaban involucrados en la misma iglesia.
Desarrollo del motor atmosférico
El gran logro de Newcomen fue su máquina de vapor, desarrollada alrededor de 1712; combinando las ideas de Thomas Savery y Denis Papin, creó una máquina de vapor con el propósito de extraer agua de una mina de estaño. Es probable que Newcomen ya conociera a Savery, cuyos antepasados eran comerciantes en el sur de Devon. Savery también tenía un puesto con los Comisionados de Marineros Enfermos y Heridos, lo que lo llevó a Dartmouth. Savery había ideado un 'camión de bomberos', una especie de sifón térmico, en el que se admitía vapor en un recipiente vacío y luego se condensaba. El vacío así creado se utilizó para succionar agua del sumidero en el fondo de la mina. El "camión de bomberos" no era muy efectivo y no podía trabajar más allá de una profundidad limitada de alrededor de diez metros.
Newcomen reemplazó el recipiente receptor (donde se condensaba el vapor) con un cilindro que contenía un pistón basado en el diseño de Papin. En lugar de aspirar agua, el pistón descendió. Esto se usó para hacer funcionar un motor de vigas, en el que una gran viga de madera se balanceaba sobre un punto de apoyo central. Del otro lado de la viga había una cadena unida a una bomba en la base de la mina. A medida que el cilindro de vapor se volvía a llenar con vapor, preparándolo para la próxima carrera de potencia, el agua entraba en el cilindro de la bomba y se expulsaba a través de una tubería hacia la superficie por el peso de la maquinaria. Newcomen y su socio John Calley construyeron el primer motor exitoso de este tipo en Conygree Coalworks cerca de Dudley en West Midlands. Se puede ver una réplica funcional de este motor en el cercano Museo Black Country Living.
Vida posterior y muerte
Relativamente poco se sabe de la vida posterior de Newcomen. Después de 1715, los asuntos del motor se llevaron a cabo a través de una empresa no incorporada, los 'Propietarios de la invención para elevar el agua por medio del fuego'. Su secretario y tesorero fue John Meres, secretario de la Sociedad de Boticarios de Londres. Esa sociedad formó una empresa que tenía el monopolio del suministro de medicamentos a la Armada proporcionando un estrecho vínculo con Savery, de cuyo testamento fue testigo. El Comité de Propietarios también incluía a Edward Wallin, un bautista de ascendencia sueca; y pastor de una iglesia en Maze Pond, Southwark. Newcomen murió en la casa de Wallin en 1729 y fue enterrado en el cementerio de Bunhill Fields en las afueras de la ciudad de Londres; se desconoce el sitio exacto de su tumba.
Para 1733, Newcomen y otros habían instalado alrededor de 125 motores Newcomen, que operaban bajo la patente de Savery (ampliada por estatuto para que no expirara hasta 1733), en la mayoría de los distritos mineros importantes de Gran Bretaña y en el Continente de Europa: drenaje de minas de carbón en Black Country, Warwickshire y cerca de Newcastle upon Tyne; en las minas de estaño y cobre de Cornualles; y en minas de plomo en Flintshire y Derbyshire, entre otros lugares.
Después de Newcomen
El motor Newcomen mantuvo su lugar sin cambios sustanciales durante aproximadamente 75 años, extendiéndose gradualmente a más áreas del Reino Unido y Europa continental. Al principio se utilizaron cilindros de latón, pero estos eran caros y de tamaño limitado. Las nuevas técnicas de fundición de hierro iniciadas por Coalbrookdale Company en la década de 1720 permitieron el uso de cilindros más grandes, de hasta aproximadamente 6 pies (1,8 m) de diámetro en la década de 1760. La experiencia condujo a una mejor construcción y refinamientos menores en el diseño. Sus detalles mecánicos fueron mejorados mucho por John Smeaton, quien construyó muchos motores grandes de este tipo a principios de la década de 1770; sus mejoras fueron rápidamente adoptadas. Para 1775, se habían construido alrededor de 600 motores Newcomen, aunque muchos de ellos se habían desgastado antes de esa fecha y habían sido abandonados o reemplazados.
La máquina Newcomen no era de ninguna manera una máquina eficiente, aunque probablemente era tan complicada como la ingeniería y las técnicas de materiales de principios del siglo XVIII podían soportar. Se perdía mucho calor al condensar el vapor, ya que enfriaba el cilindro. Esto no importaba demasiado en una mina de carbón, donde había disponible carbón pequeño no vendible (holgura), pero aumentó significativamente los costos de extracción donde el carbón no estaba fácilmente disponible, como en Cornualles. El motor de Newcomen fue reemplazado gradualmente después de 1775 en áreas donde el carbón era caro (especialmente en Cornualles) por un diseño mejorado, inventado por James Watt, en el que el vapor se condensaba en un condensador separado. La máquina de vapor Watt, con la ayuda de mejores técnicas de ingeniería, incluida la máquina perforadora de Wilkinson, era mucho más eficiente en combustible, lo que permitió a Watt y su socio Matthew Boulton cobrar regalías sustanciales basadas en el combustible ahorrado.
Posteriormente, Watt realizó otras mejoras, incluido el motor de doble efecto, en el que las carreras hacia arriba y hacia abajo eran carreras de potencia. Estos eran especialmente adecuados para impulsar fábricas textiles, y en estas industrias se empleaban muchos motores Watt. Al principio, los intentos de impulsar maquinaria con motores Newcomen tuvieron un éxito desigual, ya que la carrera de potencia única producía un movimiento brusco, pero el uso de volantes y una mejor ingeniería superaron en gran medida estos problemas. Para 1800, se habían construido cientos de motores rotativos que no eran de Watt, especialmente en minas de carbón y fundiciones donde el movimiento irregular no era un problema, pero también en las fábricas textiles.
A pesar de las mejoras de Watt, los motores comunes (como se los conocía entonces) permanecieron en uso durante un tiempo considerable, y se construyeron muchos más motores Newcomen que Watt, incluso durante el período de la patente de Watt (hasta 1800), ya que eran más baratos y menos complicados. De más de 2200 motores construidos en el siglo XVIII, solo unos 450 eran motores Watt. Los elementos del diseño de Watt, especialmente el condensador separado, se incorporaron en muchos dispositivos "piratas" motores Incluso después de 1800, se continuaron construyendo motores de tipo Newcomen y se les agregaron condensadores de forma rutinaria. También se adaptaron comúnmente a los motores Newcomen existentes (el llamado condensador 'pickle-pot').
Motores Newcomen sobrevivientes
Hay ejemplos de motores Newcomen en el Museo de Ciencias, Londres, Inglaterra y el Museo Ford, Dearborn, Michigan, EE. UU., entre otros lugares.
En 1964, la Sociedad Newcomen de Londres dispuso que un motor Newcomen en Hawkesbury Junction, Warwickshire, fuera transferido a Dartmouth, donde se puede ver funcionando usando un arreglo hidráulico en lugar de la caldera de vapor. Según el Dr. Cyril Boucher de Newcomen Society, este Newcomen Memorial Engine data de alrededor de 1725, con un nuevo engranaje de válvula y otras piezas agregadas más tarde.
Quizás el último motor de estilo Newcomen que se usó comercialmente, y el último que aún queda en su sitio original, se encuentra en Elsecar Heritage Centre, cerca de Barnsley en South Yorkshire. Se restauró para que funcionara entre 2012 y 2015. El príncipe Eduardo, conde de Wessex, presentó el motor restaurado en mayo de 2016. Otro motor Newcomen que se puede mostrar en funcionamiento es la réplica moderna del motor en el Museo Black Country en Dudley, West. La región central de Inglaterra. El Newcomen Memorial Engine en Dartmouth se puede ver en movimiento, pero funciona con hidráulica.
Reconocimiento
El 23 de febrero de 2012, Royal Mail emitió un sello con la máquina de vapor atmosférica de Newcomen como parte de su programa "Britons of Distinction" serie.