CULTURA Y DISEÑO : Inovaciones del siglo XIX

La locomotora de Richart Trevithinck

El vapor

La locomotora no habría surgido sin la aparición de otro invento: el motor de vapor de agua. El dispositivo fue desarrollado por los ingleses Thomas Newcomen y Thomas Savery, y luego fue mejorado por James Watt. Este aprovecha la energía térmica de la combustión de agua y la transforma en energía mecánica. El aparato incentivó al ingeniero Trevithick, quien trabajaba en una mina desde los 19 años, a crear un mecanismo de manera que pudiera arrastrar vagones. La idea era que, mediante la combustión de carbón o madera, en una caldera se calentara agua y el vapor resultante generara presión para mover los pistones que impulsan las ruedas. Así nació la locomotora de vapor.
Como los motores de la máquina de Watt se consideraban pesados y que no generaban suficiente presión para usarlos en locomotoras, Trevithick se dispuso a reducir el tamaño y crear calderas más potentes para producir más presión.

El tren : En el primer experimento de Trevithick (1797), la caldera con agua se calentaba con una barra de hierro al rojo vivo y el vapor generado escapaba por una chimenea. Gracias a esta innovación, el ferrocarril tomó la forma que se conoce actualmente como una serie de vagones con un motor (locomotora), el cual lleva un gran cilindro por donde bota humo.
Más adelante, en 1801, construyó una locomotora de vapor de tamaño completo para carretera. Trevithick la nombró Puffing Devil (El diablo que sopla); con ella trasladó solamente a seis pasajeros.

Locmtora

Finalmente en 1804, el inventor depuró su modelo y creó uno a mayor escala. Así que un 21 de febrero tuvo lugar el primer viaje en tren impulsado por una locomotora. La nueva máquina transportó 10 toneladas de hierro y 70 hombres, a una velocidad de 8 km/h. Recorrió 14,5 km del carril de tranvía hacia una ciudad en el sur de Gales. Por eso el aparato fue conocido como Gales del Sur, aunque el inventor no le puso un nombre propio.
Lamentablemente, esta locomotora como tal no originó el sistema de ferrocarriles todavía, dado a que en los viajes de prueba los raíles de hierro fundido no soportaron el peso de la máquina y se rompieron.
Pero al parecer, darse por vencido no estaba aún en los planes de Trevithick. En 1908 diseñó una nueva locomotora de tren, bautizada como Catch Me Who Can (Atrápame si Puedes). Corrió en una pista circular en el sur de Londres, en un recinto denominado el Circo de Vapor.
Con este artefacto, el inventor quería demostrar que los viajes en tren eran más rápidos que en caballo. Pero la debilidad de la pista ahuyentó el interés del público. Con la decepción a cuestas, Trevithick no volvió a diseñar locomotoras de tren.
No obstante, en 1812 logró perfeccionar el motor de vapor, siendo el más eficiente que los demás de su especie y con mayor precisión. Este aparato, usado durante 70 años, resultó incluso ser más barato y por fin reemplazó al uso de caballos en la locomoción.
Aunque no haya conseguido los merecidos reconocimientos en vida (Trevithick murió solo y en la miseria el 22 de abril de 1833, aquejado de pulmonía), es innegable su aporte a la humanidad con el desarrollo de la primera máquina de vapor de alta presión y la locomotora. Este último invento estimuló a otros personajes a mejorar el diseño y así iniciar la ejecución de las primeras líneas férreas del mundo (G.Q.).

Uso del gas natural

2.000 a.C.

En Irán aparecen los primeros yacimientos de gas natural, es probable que un relámpago los encendiera, y así los antiguos persas descubrieran su existencia, creyendo que las llamas constantes eran "fuegos eternos" provocados por los dioses.

125 a.C.

En China se realiza la perforación del primer pozo conocido de gas natural a 150 metros de la superficie. Los chinos, que parece ya conocían la existencia de este gas desde el año 900 A.C., buscaban gas en yacimientos de caliza para quemarlo y secar las rocas de sal que encontraban entre los yacimientos. Las perforaciones y el transporte del gas eran realizados con cañas de bambú huecas.
1659: Aparecen las primeras menciones al gas natural en Inglaterra, pero se desconocía cómo transportarlo desde sus yacimientos. El gas natural, a causa de las grandes dificultades para transportarlo a largas distancias, se mantuvo desplazado del desarrollo industrial por el petróleo, el carbón y sus derivados.
Los primeros usos del gas canalizado datan de finales del siglo XVIII o comienzos del XIX y se refieren a la utilización de gas manufacturado (procedente del carbón) para iluminación. De ahí que la primera denominación que se utilizó para definirlo era "Gas del Alumbrado". Como todos los grandes inventos de la humanidad, su invención no puede atribuirse a una persona concreta, sino a la suma de aportaciones de alquimistas, físicos e investigadores que con sus experimentos gestaron lo que representaría uno de los grandes avances de la sociedad civilizada.
Los franceses con PHILIPPE LEBON y los ingleses con WILLIAM MURDOCH se disputan la paternidad del inventor del desarrollo práctico del "Gas del Alumbrado", ya que ambos y en lugares diferentes realizaron en las mismas fechas los experimentos que dieron lugar al inicio de la industria del gas.
1792: William Murdoch realizó un experimento en su propia casa instalando en el jardín posterior una vasija de hierro que destilaba carbón obteniendo un gas combustible que transportó hasta su vivienda por una tubería que discurría por el tejado hasta un quemador ubicado en el techo sobre una mesa donde se quemaba el gas resultante sirviendo como alumbrado. William Murdoch menciona en sus escritos: "Este gas producía una intensa y bonita luz que continuó quemando un tiempo considerable".

1792: Los inicios del gas

En los primeros inicios del gas hay que destacar 3 personajes y dos maneras de producir gas:

- El escocés Willian Murdock, que en 1792 consigue iluminar su casa con gas producido a través de Carbón.
- El francés Lebon, que en 1801 estaba intentando aplicar el gas obtenido de la destilación de la madera para propósitos similares.
- El Alemán Frederick Albert Winsor, que en 1804 presentó en Londres experimentos de alumbrado con gas.

Sin embargo, fue Windsor quien en 1812 creó en Londres la “Gas Light and Coque Company”, la primera compañía del gas del mundo para proveer alumbrado público con gas producido a través de carbón

1815: Algunos barrios de París y de Londres implantan iluminaciones a base de gas manufacturado. En España no se demoró mucho la llegada de esta nueva aportación científica.

Luminaria de gas

1818: El profesor de química D. José Roura, Director de la Escuela que sostenía en Barcelona su Junta de Comercio, realizó experimentos con gas obtenido a partir de residuos de corcho. En Oviedo, el Profesor Dr. Luanco, llegó a alumbrar varias clases de la escuela con gas obtenido a partir de residuos de manzana.

1819: El experimento del profesor Roura llegó a oídos del Rey Fernando VII, que lo llamó a Madrid para que instalase el alumbrado mediante gas en el Palacio Real, con el motivo expreso de unas fiestas que se iban a celebrar en Palacio. Pero estas experiencias no abrieron el camino al desarrollo del gas del alumbrado. Fue años más tarde, después de 1850 cuando el gas manufacturado se aplica con usos industriales y de servicio de alumbrado público en España.

1821:En un pequeño pueblo en el estado de Nueva York, se transportó el gas natural mediante una tubería de cobre de pequeño diámetro, desde un yacimiento poco profundo hasta los consumidores, que lo utilizaron principalmente para iluminación.

1838: La producción de gas manufacturado de Coke que viene utilizándose para el alumbrado en los Estados Unidos se introduce en el Reino Unido. Es en este momento cuando comienza a extenderse el gas como medio de alumbrado público. Posteriormente este uso se generaliza en las principales ciudades europeas, que alumbran sus calles con farolas de gas alimentadas por canalización subterránea.
1855: R.W. BUNSEN inventó el mechero Bunsen que ha sido utilizado en varios y diferentes usos para la producción de calor y alumbrado. Hoy día sigue siendo muy común su uso en laboratorios para la producción de calor. Esta invención es el principio técnico para lo que hoy día son los quemadores de gas.
1890: Se realiza un importante avance en la tecnología del transporte del gas con la invención de las uniones a prueba de filtraciones, aunque los materiales y técnicas de construcción existentes continuaban siendo limitadas por lo que no se transportaba el gas a distancias superiores a 150 km. Esto provocaba el uso dominante de gas manufacturado ya que se producía en los mismos núcleos urbanos donde se consumía para alumbrado. El gas natural asociado a los yacimientos de petróleo se utilizaba para quemar en antorchas, mientras que los yacimientos de gas no asociados no se explotaban debido a su lejanía respecto a los puntos de consumo.
1927: La tecnología de cañerías ha evolucionado y en Estados Unidos comienzan a construirse grandes sistemas de transmisión de gas (gasoductos), de más de 51 centímetros de diámetro y 320 kilómetros.
1970: En Rusia, comienza a construirse la tubería más larga para el transporte de gas natural, la Red de Northern Lights, con 5470 kilómetros de longitud, atraviesa los Urales uniendo Europa Oriental con Siberia.
En la actualidad: En España las redes de transporte y distribución de gas natural superan los 35.000 kilómetros.

Hoy día: Se consumen en el mundo más de 2.350 millones de metros cúbicos al año, y existen unas reservas probadas de gas natural que superan los 160.000 millones de metros cúbicos.

Telegrafo

El telegrafo

El 6 de mayo de 1833, el matemático, astrónomo y físico alemán Johann Carl Friedrich Gauss y su colega, Wilhelm Eduard Weber, instalaron una línea telegráfica de 1000 metros de longitud sobre los tejados de la población alemana de Göttingen donde ambos trabajaban, uniendo la universidad con el observatorio astronómico. Este dispositivo fue inventado por el estadounidense Samuel Morse en 1832. Al principio, el sistema carecía de un código para la comunicación, pero pronto ambos crearon un alfabeto basado en la amplitud de las señales dándole así una verdadera capacidad de comunicación a su invento.
Funcionamiento:Cuando en la estación emisora se cierra el interruptor, comúnmente llamado manipulador, circula una corriente desde la batería eléctrica hasta la línea y el electroimán, lo que hace que sea atraída una pieza metálica terminada en un punzón que presiona una tira de papel, que se desplaza mediante unos rodillos de arrastre, movidos por un mecanismo de relojería, sobre un cilindro impregnado de tinta, de tal forma que, según la duración de la pulsación del interruptor, se traducirá en la impresión de un punto o una raya en la tira de papel. La combinación de puntos y rayas en el papel se puede traducir en caracteres alfanuméricos mediante el uso de un código convenido, en la práctica el más utilizado durante muchos años ha sido el código Morse.
Telégrafo de Hughes
La necesidad de codificar el texto en puntos y rayas para transmitirlo y descodificarlo antes de escribir el telegrama llevó al desarrollo de otros tipos de telegrafía que realizaran estas tareas de forma automática. El telégrafo de Huygens se basa en dos ruedas que contienen todos los símbolos o caracteres que se pueden transmitir y giran, sincronizadas, a la misma velocidad. Entonces, si en la rueda del transmisor tiene, digamos, la C abajo, el receptor también. Esto permite que, transmitiendo un pulso en el momento adecuado, el receptor imprima el carácter correspondiente. Como la velocidad de la transmisión depende del número de símbolos disponibles, éstos están separados en dos bancos (letras y números), de modo que comparten el mismo código una letra y un número.
Telégrafo de Baudot
Viene a ser una evolución del de Huygens. Se basa en la codificación de los caracteres no en la posición de un único pulso, sino en cinco slots o intervalos de tiempo en los que se podía transmitir un pulso o no. Así se tenía un código binario de cinco bits que permitía transmitir 31 caracteres, además del estado de reposo o "no transmite". También utiliza dos bancos de caracteres, con su blanco de letras y blanco de cifras correspondientes. Es mucho más rápido que el telégrafo de Huygens, ya que además de necesitar sólo 5 slots frente a una por carácter, Baudot refinó los circuitos magnéticos de los electroimanes, reduciendo en lo posible las autoinducciones parásitas, lo que permitía emplear pulsos más cortos.

Barco de vapor
Fueron muchos los intentos que se realizaron durante los siglos XVII y XVIII para llegar a inventar el sistema de vapor utilizable para desplazar a las embarcaciones. Entre los principales se encuentra el del francés Denis Papin que creó, en 1698, el émbolo de vapor que los ingleses Watt y Boulton emplearon para construir una máquina que posteriormente se usó en la navegación.