Eolipílilo

Un eolípilo , también conocido como máquina de Herón , es una turbina de vapor radial simple y sin aspas que gira cuando se calienta el depósito central de agua. El par motor se produce por los chorros de vapor que salen de la turbina. El matemático e ingeniero greco -egipcio Herón de Alejandría describió el dispositivo en el siglo I d. C., y muchas fuentes le atribuyen su invención. ^{[ 1 ] [ 2 ]} Sin embargo, al menos una fuente atribuye a Vitruvio la primera descripción de este aparato en su obra De architectura ( c. 30-20 a. C. ). ^{[ 3 ]}

El eolípilo se considera la primera máquina de vapor o turbina de vapor de reacción registrada , pero no es ni una fuente de energía práctica ni un predecesor directo del tipo de máquina de vapor inventada durante la Revolución Industrial . ^{[ 4 ]}

El nombre, derivado del nombre griego antiguo Αἴολος y de la palabra latina pila , se traduce literalmente como ' la bola de Eolo ' , siendo Eolo el dios griego del aire y del viento.

Debido a que utiliza vapor para realizar trabajo, un eolípilo (representado de perfil) se utiliza como símbolo para la especialidad de Técnico de Calderas de la Marina de los EE. UU., al igual que se utilizaba para las especialidades anteriores de Aguador, Calderero y Operador de Calderas.

El eolípilo generalmente consiste en un recipiente esférico o cilíndrico con boquillas curvas o dobladas en direcciones opuestas que se proyectan hacia afuera. Está diseñado para girar sobre su eje. Cuando el recipiente se presuriza con vapor, el gas es expulsado por las boquillas, lo que genera empuje debido al principio del cohete ^{[ 5 ]} como consecuencia de la segunda y tercera ley del movimiento de Newton . Cuando las boquillas, apuntando en diferentes direcciones, producen fuerzas a lo largo de diferentes líneas de acción perpendiculares al eje de los cojinetes , los empujes se combinan para producir un momento de rotación ( par mecánico ), o torque , que hace que el recipiente gire sobre su eje. La resistencia aerodinámica y las fuerzas de fricción en los cojinetes se acumulan rápidamente con el aumento de la velocidad de rotación ( rpm ) y consumen el torque de aceleración, cancelándolo finalmente y alcanzando una velocidad de estado estacionario .

Normalmente, y como describió Hero, el agua se calienta en una caldera sencilla que forma parte de un soporte para el recipiente giratorio. En este caso, la caldera se conecta a la cámara giratoria mediante un par de tuberías que también sirven como pivotes de la cámara. Alternativamente, la propia cámara giratoria puede funcionar como caldera, lo que simplifica enormemente el sistema de pivotes y cojinetes, ya que no es necesario que pase vapor por ellos. Esto se puede apreciar en la ilustración de un modelo para aula que se muestra aquí.

Tanto Herón como Vitruvio se basan en la obra mucho anterior de Ctesibio (285-222 a. C.), también conocido como Ktēsíbios o Tesibius, inventor y matemático de Alejandría , en el Egipto ptolemaico . Ctesibio escribió los primeros tratados conocidos sobre la ciencia del aire comprimido y sus aplicaciones en bombas.

Se desconoce si el eolípilo tuvo algún uso práctico en la antigüedad, y si se consideraba un dispositivo pragmático, una novedad caprichosa, un objeto de veneración o alguna otra cosa. Una fuente lo describió como una mera curiosidad para los antiguos griegos, o un «truco de fiesta». ^{[ 7 ]} El dibujo de Hero muestra un dispositivo independiente, y presumiblemente estaba destinado a ser una «maravilla de templo», como muchos de los otros dispositivos descritos en Pneumatica . ^{[ 1 ]}

Por otro lado, Vitruvio menciona el uso del eolípilo para demostrar las propiedades físicas del clima. Las describe como:

oolipilos descarados, que muestran claramente que un examen atento de los inventos humanos a menudo conduce al conocimiento de las leyes generales de la naturaleza. ^{[ 6 ]}

Tras describir la construcción del dispositivo (véase más arriba), concluye:

Así, un experimento sencillo nos permite averiguar y determinar las causas y los efectos de las grandes operaciones de los cielos y los vientos. ^{[ 6 ]}

En 1543, Blasco de Garay , científico y capitán de la marina española, supuestamente demostró ante el emperador del Sacro Imperio Romano Germánico, Carlos V, y un comité de altos funcionarios un invento que, según él, podía propulsar grandes barcos en ausencia de viento mediante un aparato compuesto por una caldera de cobre y ruedas móviles a ambos lados del barco. ^{[ 8 ]} Este relato se conservó en los archivos reales españoles de Simancas . ^{[ 9 ]} Se propone que de Garay utilizó el eolípilo de Hero y lo combinó con la tecnología empleada en barcos romanos y galeras de finales de la Edad Media. ^{[ 8 ]} En este caso, el invento de de Garay introdujo una innovación donde el eolípilo tenía una utilidad práctica, que era generar movimiento para las ruedas de paletas, demostrando la viabilidad de los barcos a vapor. ^{[ 9 ]} Esta afirmación fue desmentida por las autoridades españolas. ^{[ 10 ]}

• Maloney, Dan (6 de octubre de 2020). "Creando una versión moderna de una máquina de vapor de la antigüedad" . Hackaday . Recuperado el 6 de octubre de 2020 .
• Keyser, Paul (1 de junio de 1992). "Una nueva mirada a la "Máquina de vapor" de Heron"" (PDF) . Universidad de Notre Dame . Consultado el 25 de marzo de 2023 .