Articulo de referencia

Buque de vapor

El vapor de ruedas PS Waverley en Swanage es el último vapor de ruedas en servicio en alta mar del mundo. Vista aérea de la popa de estribor del portaaviones USS John F. Kenne...

El vapor de ruedas PS Waverley  en Swanage es el último vapor de ruedas en servicio en alta mar del mundo.
Vista aérea de la popa de estribor del portaaviones USS John F. Kennedy (CV-67)   , que fue el último portaaviones de la Armada de los Estados Unidos en utilizar propulsión a vapor convencional.

Un barco de vapor , a menudo llamado vapor , es un tipo de embarcación propulsada por vapor , generalmente oceánica y apta para la navegación , que se impulsa mediante una o más máquinas de vapor [ 1 ] que normalmente mueven (hacen girar) hélices o ruedas de paletas . Los primeros barcos de vapor se utilizaron en la práctica a principios del siglo XIX; sin embargo, hubo excepciones anteriores.

Los barcos de vapor suelen usar los prefijos "PS" para los barcos de paletas o "SS" para los barcos de hélice . Dado que los barcos de paletas se han vuelto menos comunes, muchos asumen erróneamente que "SS" significa "barco de vapor". Los barcos propulsados ​​por motores de combustión interna usan un prefijo como "MV" para los barcos a motor , por lo que no es correcto usar "SS" para la mayoría de los barcos modernos.

Al depender menos los barcos de vapor de los patrones del viento, se abrieron nuevas rutas comerciales. El barco de vapor ha sido descrito como un "impulsor principal de la primera ola de globalización del comercio (1870-1913)" y un contribuyente a "un aumento del comercio internacional sin precedentes en la historia de la humanidad". [ 2 ]

Historia

Los buques de vapor fueron precedidos por embarcaciones más pequeñas, llamadas barcos de vapor , concebidas en la primera mitad del siglo XVIII por Denis Papin , [ 3 ] [ 4 ] con el primer barco de vapor y de paletas en funcionamiento , el Pyroscaphe , de 1783. Una vez que se dominó la tecnología del vapor a este nivel, las máquinas de vapor se instalaron en buques más grandes y, finalmente, en buques transoceánicos. Al volverse fiable y propulsarse mediante hélice en lugar de ruedas de paletas, la tecnología cambió el diseño de los barcos para una propulsión más rápida y económica.

Las ruedas de paletas, como principal fuente de propulsión, se convirtieron en el estándar en estos primeros buques. Eran un medio de propulsión eficaz en condiciones ideales, pero presentaban serios inconvenientes. La rueda de paletas funcionaba mejor a cierta profundidad; sin embargo, cuando la profundidad del buque cambiaba debido al peso adicional, la rueda se sumergía aún más, lo que provocaba una disminución sustancial de su rendimiento. [ 5 ]

A las pocas décadas del desarrollo de los barcos de vapor fluviales y de canal, los primeros barcos de vapor comenzaron a cruzar el océano Atlántico . El primer barco de vapor transoceánico fue el Experiment , de Richard Wright , un antiguo lugre francés ; navegó de Leeds a Yarmouth en julio de 1813. [ 6 ] [ 7 ]

El primer barco de vapor de hierro en hacerse a la mar fue el Aaron Manby , de 116 toneladas , construido en 1821 por Aaron Manby en la fundición de Horseley , y se convirtió en el primer buque construido en hierro en hacerse a la mar cuando cruzó el Canal de la Mancha en 1822, llegando a París el 22 de junio. [ 8 ] Transportó pasajeros y carga a París en 1822 a una velocidad media de 8 nudos (9,2 mph; 15 km/h) .  

El vapor de ruedas laterales SS Great Western  , el primer buque de vapor transatlántico construido específicamente para tal fin, en su viaje inaugural en 1838.

El barco estadounidense SS Savannah  fue el primero en cruzar el océano Atlántico, llegando a Liverpool, Inglaterra, el 20 de junio de 1819, aunque la mayor parte del viaje se realizó a vela. El primer barco en realizar el viaje transatlántico principalmente a vapor pudo haber sido el Curaçao , de construcción británica y propiedad holandesa , un buque de madera de 438 toneladas construido en Dover y propulsado por dos  motores de 50 hp, que cruzó desde Hellevoetsluis , cerca de Rotterdam , el 26  de abril de 1827 hasta Paramaribo , Surinam, el 24  de mayo, pasando 11 días a vapor en el viaje de ida y más en el de vuelta. Otro posible participante es el barco canadiense SS Royal William  en 1833. [ 9 ]

El primer buque de vapor construido expresamente para realizar travesías transatlánticas regulares fue el vapor de ruedas laterales británico SS Great Western,  construido por Isambard Kingdom Brunel en 1838, que inauguró la era de los transatlánticos .

El SS Archimedes  , construido en Gran Bretaña en 1839 por Francis Pettit Smith , fue el primer buque de vapor del mundo propulsado por hélice para la navegación en alta mar. Tuvo una influencia considerable en el desarrollo naval, impulsando la adopción de la propulsión por hélice por parte de la Royal Navy , además de su influencia en los buques mercantes. El primer buque de vapor con hélice introducido en América fue un barco construido por Thomas Clyde en 1844, y posteriormente se pusieron en marcha muchos más barcos y rutas.

Vapores de hélice

Patente de Francis Pettit Smith de 1836 para su diseño de hélice originalmente instalada en el Arquímedes.

La innovación clave que hizo viables a los buques de vapor transoceánicos fue el cambio de la rueda de paletas a la hélice como mecanismo de propulsión. Estos buques se popularizaron rápidamente, ya que la eficiencia de la hélice era constante independientemente de la profundidad a la que operaba. Al ser más pequeños, menos pesados ​​y estar completamente sumergidos, también eran mucho menos propensos a sufrir daños.

Se atribuye ampliamente a James Watt, de Escocia, el mérito de haber aplicado la primera hélice a un motor en su taller de Birmingham , una de las primeras máquinas de vapor , dando inicio al uso de una hélice hidrodinámica para la propulsión.

El desarrollo de la propulsión por hélice se basó en las siguientes innovaciones tecnológicas.

Las máquinas de vapor debían diseñarse con la potencia transmitida en la parte inferior de la maquinaria, para accionar directamente el eje de la hélice . En los barcos de vapor de paletas, los motores impulsan un eje situado por encima de la línea de flotación, con los cilindros ubicados debajo del eje. El SS Great Britain  utilizaba una transmisión por cadena para transmitir la potencia del motor de paletas al eje de la hélice, como resultado de una modificación tardía en el diseño de la propulsión por hélice.

Imagen del tubo de popa y el eje de la hélice en un barco faro.

Se requería un tubo de popa eficaz y sus cojinetes correspondientes. El tubo de popa contiene el eje de la hélice en el punto donde atraviesa la estructura del casco. Debe proporcionar una transmisión de potencia sin restricciones por parte del eje de la hélice. La combinación del casco y el tubo de popa debe evitar cualquier flexión que doble el eje o cause un desgaste irregular. El extremo interior tiene una prensaestopas que impide la entrada de agua al casco a lo largo del tubo. Algunos de los primeros tubos de popa eran de latón y funcionaban como un cojinete lubricado por agua a lo largo de toda su longitud. En otros casos, se instalaba un casquillo largo de metal blando en el extremo posterior del tubo de popa. El SS Great Eastern  sufrió una falla en este sistema durante su primer viaje transatlántico, con un desgaste irregular considerable. El problema se resolvió con un cojinete lubricado por agua de lignum vitae , patentado en 1858. Este sistema se convirtió en práctica estándar y se sigue utilizando en la actualidad.

Dado que la fuerza motriz de la propulsión por hélice se transmite a lo largo del eje, se necesita un cojinete de empuje para transferir esa carga al casco sin una fricción excesiva. El SS Great Britain  tenía una  placa de bronce de 60 cm de diámetro en el extremo delantero del eje que se apoyaba contra una placa de acero fijada a las bancadas del motor. Se inyectaba agua a 200 psi entre estas dos superficies para lubricarlas y separarlas. Esta disposición no era suficiente para motores de mayor potencia, y los cojinetes de empuje de tipo "collar" lubricados con aceite se convirtieron en estándar a partir de principios de la década de 1850. Estos fueron reemplazados a principios del siglo XX por cojinetes de almohadilla flotantes que acumulaban automáticamente cuñas de aceite capaces de soportar presiones de 500 psi o más. [ 10 ]

prefijo del nombre

El vapor Yuma al chocar contra el puente de Cherry Street en Toledo, Ohio.

Los buques propulsados ​​por vapor se nombraban con un prefijo que indicaba la configuración de su hélice: simple, doble o triple. Buque de vapor de hélice simple SS , buque de vapor de hélice doble TSS , buque de vapor de hélice triple TrSS . Los buques propulsados ​​por turbina de vapor llevaban el prefijo TS . En el Reino Unido, el prefijo RMS para Royal Mail Steamship prevalecía sobre el prefijo de configuración de hélice. [ 11 ]

Primeros buques de vapor transoceánicos

El primer barco de vapor que cruzó el océano Atlántico entre Norteamérica y Europa fue el buque estadounidense SS Savannah  , aunque en realidad era un híbrido entre un barco de vapor y un velero, ya que la primera mitad del viaje se realizó con la máquina de vapor. El Savannah zarpó del puerto de Savannah, Georgia , EE. UU., el 22  de mayo de 1819 y llegó a Liverpool , Inglaterra, el 20  de junio de 1819; su máquina de vapor estuvo en funcionamiento durante parte del trayecto de 18 días (las estimaciones varían entre 8 y 80 horas). [ 12 ] Un aspirante al título del primer barco en realizar el viaje transatlántico principalmente a vapor es el Curaçao , construido por británicos y propiedad holandesa , un buque de madera de 438 toneladas construido en Dover y propulsado por dos  motores de 50 hp, que cruzó desde Hellevoetsluis , cerca de Rotterdam , el 26  de abril de 1827 hasta Paramaribo , Surinam , el 24  de mayo, pasando 11 días a vapor en el viaje de ida y más en el de vuelta. Otro aspirante es el barco canadiense SS Royal William  en 1833. [ 13 ]

El vapor de ruedas laterales británico SS Great Western  fue el primer barco de vapor construido específicamente para travesías transatlánticas regulares, a partir de 1838. En 1836, Isambard Kingdom Brunel y un grupo de inversores de Bristol fundaron la Great Western Steamship Company para construir una línea de barcos de vapor para la ruta Bristol-Nueva York. [ 14 ] La idea de un servicio transatlántico regular estaba siendo discutida por varios grupos y la rival British and American Steam Navigation Company se estableció al mismo tiempo. [ 15 ] El diseño del Great Western provocó controversia entre los críticos que sostenían que era demasiado grande. [ 14 ] El principio que Brunel comprendió fue que la capacidad de carga de un casco aumenta con el cubo de sus dimensiones, mientras que la resistencia al agua solo aumenta con el cuadrado de sus dimensiones. Esto significaba que los barcos grandes eran más eficientes en el consumo de combustible, algo muy importante para los viajes largos a través del Atlántico. [ 16 ]

El Great Western era un vapor de ruedas laterales de madera y estructura de hierro, con cuatro mástiles para izar las velas auxiliares. Estas velas no solo proporcionaban propulsión auxiliar, sino que también se utilizaban en mares agitados para mantener el barco nivelado y asegurar que ambas ruedas de paletas permanecieran en el agua, impulsando el barco en línea recta. El casco estaba construido de roble mediante métodos tradicionales. Fue el mayor vapor durante un año, hasta que el British Queen, de fabricación británica y estadounidense , entró en servicio. Construido en los astilleros de Patterson & Mercer en Bristol, el Great Western fue botado el 19 de julio de 1837 y navegó hasta Londres, donde se le instalaron dos máquinas de vapor de palanca lateral de la firma Maudslay, Sons & Field , que producían entre ambas 750 caballos de fuerza indicados . [ 14 ] El barco demostró ser satisfactorio en servicio e inauguró la ruta transatlántica, sirviendo de modelo para todos los vapores de ruedas de paletas del Atlántico posteriores.

El RMS Britannia de la Cunard Line comenzó su primer servicio regular de pasajeros y carga a bordo de un buque de vapor en 1840, navegando de Liverpool a Boston. [ 17 ] 

En 1845, el revolucionario SS Great Britain  , también construido por Brunel, se convirtió en el primer barco de casco de hierro propulsado por hélice en cruzar el Atlántico. [ 18 ] El SS Great Britain fue el primer barco en combinar estas dos innovaciones. Tras el éxito inicial de su primer transatlántico, el SS Great Western  de 1838, la Great Western Steamship Company reunió al mismo equipo de ingenieros que había colaborado con tanto éxito anteriormente. Sin embargo, en esta ocasión, Brunel, cuya reputación estaba en su apogeo, llegó a ejercer un control absoluto sobre el diseño del barco, una situación que tendría consecuencias de gran alcance para la compañía. La construcción se llevó a cabo en un dique seco especialmente adaptado en Bristol , Inglaterra. [ 19 ]

Gran Bretaña en la cuenca de Cumberland , abril de 1844. Se cree que esta histórica fotografía de William Talbot es la primera que se tomó de un barco.

Brunel tuvo la oportunidad de inspeccionar el Rainbow , el barco de pasajeros del Canal de la Mancha de John Laird , de 65 m (213 pies) de eslora (el barco con casco de hierro más grande en servicio en ese momento), en 1838, y pronto se convenció de la tecnología de cascos de hierro. Descartó sus planes de construir un barco de madera y persuadió a los directores de la compañía para que construyeran uno con casco de hierro. [ 20 ] Las ventajas del hierro incluían ser mucho más barato que la madera, no ser susceptible a la pudrición seca ni a la carcoma , y ​​tener una resistencia estructural mucho mayor. El límite práctico de la longitud de un barco con casco de madera es de unos 91 metros (300 pies), después del cual la flexión del casco al pasar las olas por debajo se vuelve demasiado grande. Los cascos de hierro son mucho menos propensos a la flexión, por lo que el tamaño potencial de un barco con casco de hierro es mucho mayor. [ 21 ] 

En la primavera de 1840, Brunel también tuvo la oportunidad de inspeccionar el SS Archimedes  , el primer barco de vapor propulsado por hélice, completado solo unos meses antes por la Propeller Steamship Company de FP Smith . Brunel había estado investigando métodos para mejorar el rendimiento de las ruedas de paletas de Gran Bretaña y se interesó de inmediato en la nueva tecnología, y Smith, intuyendo un nuevo cliente prestigioso para su propia compañía, accedió a prestarle el Archimedes a Brunel para realizar pruebas prolongadas. [ 20 ] Durante varios meses, Smith y Brunel probaron varias hélices diferentes en el Archimedes para encontrar el diseño más eficiente, un modelo de cuatro palas presentado por Smith. [ 20 ] Cuando se botó en 1843, el Great Britain era, con mucho, el barco más grande a flote.

El último gran proyecto de Brunel, el SS Great Eastern  , se construyó entre 1854 y 1857 con la intención de conectar Gran Bretaña con la India, vía el Cabo de Buena Esperanza , sin escalas para repostar carbón. Este barco fue posiblemente más revolucionario que sus predecesores. Fue uno de los primeros barcos construidos con doble casco y compartimentos estancos, y el primer transatlántico con cuatro chimeneas. Fue el transatlántico más grande durante el resto del siglo XIX, con un tonelaje bruto de casi 20 000 toneladas y una capacidad para miles de pasajeros. El barco se adelantó a su tiempo y tuvo una historia turbulenta, sin llegar a cumplir nunca su propósito original. El primer vapor transatlántico construido en acero fue el SS Buenos Ayrean  , construido por Allan Line Royal Mail Steamers y que entró en servicio en 1879.

El primer servicio regular de barcos de vapor desde la costa este a la costa oeste de los Estados Unidos comenzó el 28 de febrero de 1849, con la llegada del SS California  a la bahía de San Francisco . El California zarpó del puerto de Nueva York el 6  de octubre de 1848, dobló el Cabo de Hornos en el extremo sur de Sudamérica y llegó a San Francisco, California, después de un viaje de cuatro meses y 21 días. El primer barco de vapor en operar en el océano Pacífico fue el vapor de paletas Beaver , botado en 1836 para dar servicio a los puestos comerciales de la Compañía de la Bahía de Hudson entre Puget Sound, Washington, y Alaska . [ 22 ]

Buques de vapor comerciales de larga distancia

La ruta más exigente para los barcos de vapor era desde Gran Bretaña o la costa este de los Estados Unidos hasta el Lejano Oriente . La distancia desde cualquiera de los dos puntos es aproximadamente la misma, entre 14 000 y 15 000 millas náuticas (26 000 y 28 000 km; 16 000 y 17 000 millas) , viajando por el Atlántico, rodeando el extremo sur de África y cruzando el Océano Índico . [ 23 ] Antes de 1866, ningún barco de vapor podía transportar suficiente carbón para realizar este viaje y tener suficiente espacio para transportar carga comercial.  

La Peninsular and Oriental Steam Navigation Company (P&O) adoptó una solución parcial a este problema , utilizando una ruta terrestre entre Alejandría y Suez , con conexiones marítimas a lo largo del Mediterráneo y luego a través del Mar Rojo . Si bien esto funcionó para pasajeros y algunas cargas de alto valor, la navegación a vela seguía siendo la única solución para prácticamente todo el comercio entre China y Europa Occidental o la costa este de Estados Unidos. La carga más destacada era el té , que generalmente se transportaba en clippers . [ 24 ]

Otra solución parcial fue el barco auxiliar de vapor: una embarcación con una máquina de vapor, pero también aparejada como un velero. La máquina de vapor solo se usaría cuando las condiciones no fueran adecuadas para la navegación a vela, con vientos flojos o contrarios. Algunos de este tipo (por ejemplo, el Erl King ) se construyeron con hélices que podían levantarse del agua para reducir la resistencia cuando navegaban solo a vela. Estos barcos tuvieron dificultades para tener éxito en la ruta a China, ya que el aparejo fijo requerido para la navegación a vela era una desventaja al navegar contra el viento, sobre todo contra el monzón del suroeste al regresar con un cargamento de té nuevo. [ 25 ] Aunque los vapores auxiliares persistieron en competir en el comercio del Lejano Oriente durante algunos años (y fue el Erl King el que transportó el primer cargamento de té a través del Canal de Suez ), pronto se trasladaron a otras rutas.

Lo que se necesitaba era una gran mejora en la eficiencia del combustible. Si bien las calderas de las máquinas de vapor en tierra podían funcionar a altas presiones, la Junta de Comercio (bajo la autoridad de la Ley de Marina Mercante de 1854 ) no permitía que los barcos superaran las 20 o 25 libras por pulgada cuadrada (140 o 170 kPa) . Los motores compuestos eran una fuente conocida de mayor eficiencia, pero generalmente no se usaban en el mar debido a las bajas presiones disponibles. El Carnatic (1863) , un barco de P&O, tenía un motor compuesto y logró una mayor eficiencia que otros barcos de la época. Sus calderas funcionaban a 26 libras por pulgada cuadrada (180 kPa) , pero dependían de una cantidad sustancial de sobrecalentamiento . [ 24 ]  

Alfred Holt , quien se había dedicado a la ingeniería naval y la gestión de buques tras un aprendizaje en ingeniería ferroviaria, experimentó con presiones de caldera de 60 libras por pulgada cuadrada (410 kPa) en el Cleator . Holt logró convencer a la Junta de Comercio para que autorizara estas presiones de caldera y, en colaboración con su hermano Phillip, botó el Agamemnon en 1865. Holt había diseñado un motor compuesto particularmente compacto y había puesto gran cuidado en el diseño del casco, produciendo un casco ligero, resistente y de fácil propulsión. [ 24 ] 

SS Agamenón (1865)

La eficiencia del conjunto de presión de caldera, motor compuesto y diseño de casco de Holt dio como resultado un barco que podía navegar a 10 nudos con 20 toneladas largas de carbón al día. Este consumo de combustible supuso un ahorro de entre 23 y 14 toneladas largas al día, en comparación con otros vapores contemporáneos. No solo se necesitaba transportar menos carbón para recorrer una distancia determinada, sino que también se requerían menos fogoneros para alimentar las calderas, por lo que se redujeron los costes de la tripulación y su espacio de alojamiento. El Agamemnon podía navegar de Londres a China con una escala para repostar carbón en Mauricio tanto a la ida como a la vuelta, con un tiempo de travesía sustancialmente menor que el de los veleros de la competencia. Holt ya había encargado dos barcos gemelos del Agamemnon cuando este regresó de su primer viaje a China en 1866, operando estos barcos en la recién formada Blue Funnel Line . Sus competidores copiaron rápidamente sus ideas para sus propios barcos nuevos. [ 24 ]

La apertura del Canal de Suez en 1869 supuso un ahorro de distancia de aproximadamente 3250 millas náuticas (6020 km; 3740 mi) en la ruta de China a Londres. [ b ] El canal no era una opción práctica para los veleros, ya que el uso de un remolcador era difícil y costoso; por lo tanto, este ahorro de distancia no estaba disponible para ellos. [ 24 ] Los barcos de vapor inmediatamente utilizaron esta nueva vía fluvial y se encontraron con una gran demanda en China al comienzo de la temporada del té de 1870. Los barcos de vapor pudieron obtener una tarifa de flete mucho más alta que los veleros y la prima del seguro para la carga era menor. El éxito de los vapores que utilizaban el Canal de Suez fue tal que, en 1871, se construyeron 45 solo en los astilleros de Clyde para el comercio con el Lejano Oriente. [ 23 ]  

Motores de triple expansión

El vapor de paletas PS Waverley de 1947 está propulsado por una máquina de vapor marina de triple expansión diagonal de tres bielas construida por Rankin & Blackmore . [ 27 ]

A lo largo de la década de 1870, los buques de vapor con motores compuestos y los veleros coexistieron en un equilibrio económico: los costos operativos de los buques de vapor seguían siendo demasiado altos en ciertas rutas, por lo que la navegación a vela era la única opción comercial en muchas situaciones. El motor compuesto, en el que el vapor se expandía dos veces en dos cilindros separados, aún presentaba ineficiencias. La solución fue el motor de triple expansión, en el que el vapor se expandía sucesivamente en un cilindro de alta presión, uno de presión intermedia y uno de baja presión. [ 28 ] : 89 [ 29 ] : 106-111

La teoría de esto fue establecida en la década de 1850 por John Elder , pero era evidente que las máquinas de triple expansión necesitaban vapor a presiones muy altas para los estándares de la época. La tecnología de calderas existente no podía proporcionarlas. El hierro forjado no ofrecía la resistencia necesaria para soportar las presiones más elevadas. El acero estuvo disponible en mayores cantidades en la década de 1870, pero su calidad era variable. El diseño general de las calderas mejoró a principios de la década de 1860 con las calderas de tipo escocés , pero en ese momento estas aún funcionaban a las presiones más bajas que eran comunes entonces. [ 29 ] : 106-111

El primer barco equipado con motores de triple expansión fue el Propontis (botado en 1874). Estaba equipado con calderas que funcionaban a 150 libras por pulgada cuadrada (1000 kPa) , pero estas presentaron problemas técnicos y tuvieron que ser reemplazadas por otras que funcionaban a 90 libras por pulgada cuadrada (620 kPa) . Esto redujo considerablemente su rendimiento. [ 29 ] : 106-111  

Aberdeen , el primer uso comercial exitoso de motores de triple expansión.

Se realizaron algunos experimentos más hasta que el SS Aberdeen (1881)   entró en servicio en la ruta de Gran Bretaña a Australia. Su motor de triple expansión fue diseñado por el Dr. AC Kirk, el ingeniero que había desarrollado la maquinaria para el Propontis . La diferencia radicaba en el uso de dos calderas de acero de doble extremo tipo escocés, que funcionaban a 125 libras por pulgada cuadrada (860 kPa) . Estas calderas tenían hornos corrugados patentados que superaban los problemas contrapuestos de transferencia de calor y resistencia suficiente para soportar la presión de la caldera. El Aberdeen fue un éxito rotundo, logrando en las pruebas, a 1800 caballos de fuerza indicados , un consumo de combustible de 1,28 libras (0,58 kg) de carbón por caballo de fuerza indicado. Esto representó una reducción en el consumo de combustible de aproximadamente el 60%, en comparación con un vapor típico construido diez años antes. En servicio, esto se tradujo en menos de 40 toneladas de carbón al día cuando viajaba a 13 nudos (24 km/h; 15 mph) . [ c ] Su viaje inaugural de ida a Melbourne duró 42 días, con una parada para repostar carbón, transportando 4.000 toneladas de carga. [ 29 ] : 106-111 [ 28 ] : 89    

Otros barcos similares entraron rápidamente en servicio en los años siguientes. Para 1885, la presión habitual de la caldera era de 150 libras por pulgada cuadrada (1000 kPa) y prácticamente todos los buques de vapor transoceánicos que se construían se encargaban con máquinas de triple expansión. En pocos años, las nuevas instalaciones funcionaban a 200 libras por pulgada cuadrada (1400 kPa) . Los buques mercantes que operaban a finales de la década de 1880 podían navegar a 9 nudos (17 km/h; 10 mph) con un consumo de combustible de 0,5 onzas (14 g) de carbón por tonelada-milla recorrida. Este nivel de eficiencia significó que los buques de vapor podían ahora operar como el principal método de transporte marítimo en la gran mayoría de las situaciones comerciales. [ 29 ] : 106–111 [ 28 ] : 89 En 1890, los buques de vapor constituían el 57% del tonelaje mundial, y para la Primera Guerra Mundial su participación aumentó al 93%. [ 30 ]     

La era de los transatlánticos

RMS Oceanic , un punto de inflexión importante en el diseño de transatlánticos .

Hacia 1870, una serie de inventos como la hélice , el motor compuesto [ 31 ] y el motor de triple expansión hicieron que el transporte marítimo transoceánico a gran escala fuera económicamente viable. En 1870, el RMS Oceanic de la White Star Line estableció un nuevo estándar para los viajes oceánicos al tener sus camarotes de primera clase en el centro del barco, con la comodidad adicional de grandes ojos de buey, electricidad y agua corriente. [ 32 ] El tamaño de los transatlánticos aumentó a partir de 1880 para satisfacer las necesidades de la migración humana a los Estados Unidos y Australia. 

El RMS Umbria  [ 33 ] y su buque gemelo, el RMS Etruria,  fueron los dos últimos transatlánticos de la Cunard de la época en estar equipados con velas auxiliares. Ambos buques fueron construidos por John Elder & Co. de Glasgow, Escocia, en 1884. Batieron récords para los estándares de la época y fueron los transatlánticos más grandes en servicio, cubriendo la ruta de Liverpool a Nueva York.

1900-presente

El RMS Mauretania , construido en 1906 y gemelo del RMS Lusitania , fue uno de los primeros transatlánticos en adoptar la turbina de vapor.

Tras la demostración realizada por el ingeniero británico Charles Parsons de su yate propulsado por turbina de vapor, el Turbinia , en 1897, el uso de turbinas de vapor para la propulsión se extendió rápidamente. El RMS Mauretania de la Cunard , construido en 1906, fue uno de los primeros transatlánticos en utilizar la turbina de vapor (con una modificación de diseño poco antes de la colocación de su quilla) y pronto fue seguido por todos los transatlánticos posteriores. [ 34 ]

El RMS Titanic  era el mayor buque de vapor del mundo cuando se hundió en 1912; otro hundimiento importante de un buque de vapor fue el del RMS Lusitania  , en el marco de la Primera Guerra Mundial .

El RMS Titanic  era el barco de vapor más grande del mundo en 1912 (se hundió el 15 de abril).

Botado en 1938, el RMS Queen Elizabeth  fue el mayor buque de pasajeros a vapor jamás construido. Botado en 1969, el Queen Elizabeth 2 (QE2) fue el último buque de pasajeros a vapor en cruzar el océano Atlántico en un viaje regular antes de ser convertido a motores diésel en 1986. El último gran buque de pasajeros construido con turbinas de vapor fue el Fairsky , botado en 1984, posteriormente llamado Atlantic Star , que, según se informa, fue vendido a desguazadores turcos en 2013.

La mayoría de los yates de lujo de finales del siglo XIX y principios del XX eran propulsados ​​a vapor (véase yate de lujo ; también yates Cox & King ). Thomas Assheton Smith fue un aristócrata inglés que impulsó el diseño del yate de vapor junto con el ingeniero naval escocés Robert Napier . [ 35 ]

Declive del barco de vapor

Para la Segunda Guerra Mundial , los buques de vapor aún constituían el 73% del tonelaje mundial, y un porcentaje similar se mantuvo a principios de la década de 1950. [ 30 ] El declive del buque de vapor comenzó poco después. Muchos se habían perdido en la guerra, y los motores diésel marinos finalmente habían madurado como una alternativa económica y viable a la energía de vapor. El motor diésel tenía una eficiencia térmica mucho mayor que la máquina de vapor de pistón , y era mucho más fácil de controlar. Los motores diésel también requerían mucha menos supervisión y mantenimiento que las máquinas de vapor, y como motor de combustión interna no necesitaba calderas ni suministro de agua, por lo que era más eficiente en cuanto al espacio y más barato de construir.

Los buques Liberty fueron la última gran clase de buques de vapor equipados con motores de pistón. Los últimos buques Victory ya contaban con motores diésel marinos, y estos últimos reemplazaron tanto a los buques de vapor como a los veleros poco después de la Segunda Guerra Mundial. La mayoría de los buques de vapor se utilizaron hasta alcanzar su máxima vida útil económica, y desde la década de 1960 no se han construido buques de vapor transoceánicos comerciales con motores de pistón.

La mayoría de los buques de guerra más grandes de las armadas del mundo fueron propulsados ​​por turbinas de vapor que quemaban fueloil en ambas Guerras Mundiales, a excepción de los buques obsoletos con máquinas de pistón de principios de siglo y casos excepcionales de uso de motores diésel en buques de guerra más grandes. Las turbinas de vapor que quemaban fueloil se mantuvieron en la construcción de buques de guerra hasta el final de la Guerra Fría (por ejemplo, el portaaviones ruso Admiral Kuznetsov ), debido a la necesidad de alta potencia y velocidad, aunque a partir de la década de 1970 fueron reemplazadas en su mayoría por turbinas de gas . Los grandes buques de guerra y submarinos continúan operando con turbinas de vapor, utilizando reactores nucleares para hervir el agua. El NS Savannah fue el primer buque de carga y pasajeros de propulsión nuclear y se construyó a finales de la década de 1950 como un proyecto de demostración del uso potencial de la energía nuclear. [ 36 ]

Durante la Segunda Guerra Mundial se construyeron miles de buques Liberty (propulsados ​​por motores de pistón de vapor) y buques Victory (propulsados ​​por motores de turbina de vapor). Algunos de ellos sobreviven como museos flotantes y navegan ocasionalmente: el SS Jeremiah O'Brien  , el SS John W. Brown  , el SS American Victory  , el SS Lane Victory  y el SS Red Oak Victory  .

Un buque con turbina de vapor puede ser de propulsión directa (las turbinas, equipadas con un engranaje reductor, hacen girar directamente las hélices) o turboeléctrica (las turbinas hacen girar generadores eléctricos, que a su vez alimentan motores eléctricos que accionan las hélices). [ 37 ]

Aunque los buques mercantes impulsados ​​por turbinas de vapor, como los buques de carga de la clase Algol (1972-1973), los portacontenedores de la clase ALP Pacesetter (1973-1974) [ 38 ] [ 39 ] y los grandes petroleros, se construyeron hasta la década de 1970, el uso del vapor para la propulsión marina en el mercado comercial ha disminuido drásticamente debido al desarrollo de motores diésel más eficientes . Una excepción notable son los buques metaneros que utilizan el gas de evaporación de los tanques de carga como combustible. [ 30 ] Sin embargo, incluso en este caso, el desarrollo de motores de combustible dual ha relegado a las turbinas de vapor a un nicho de mercado con una cuota de mercado de alrededor del 10% en las nuevas construcciones en 2013. Últimamente, ha habido cierto desarrollo en las centrales eléctricas híbridas donde la turbina de vapor se utiliza junto con motores de gas. [ 40 ] A partir de agosto de 2017, la clase más reciente de buques de turbina de vapor son los buques metaneros de la clase Seri Camellia construidos por Hyundai Heavy Industries (HHI) a partir de 2016 y que constan de cinco unidades. [ 41 ]

La mayoría de los buques de vapor actuales funcionan con turbinas de vapor . Los buques de propulsión nuclear son básicamente buques con turbinas de vapor. La caldera se calienta, no por el calor de la combustión , sino por el calor generado por el reactor nuclear. La mayoría de los buques de propulsión atómica actuales son portaaviones o submarinos .

Véase también

Notas

  1. El énfasis aquí está en el término "buque" . Hubo varios buques exitosos con hélice propulsada antes del Arquímedes , incluyendo el propio Francis Smith de Smith y los Francis B. Ogden y Robert F. Stockton de Ericsson. Sin embargo, estos buques eran botes —diseñados para navegar en vías fluviales interiores— a diferencia de los buques , construidos para la navegación marítima.
  2. La distancia calculada con una calculadora moderna de rutas marítimas es de 13 373 millas náuticas (24 767 km; 15 389 mi) desde Londres hasta Fuzhou, pasando por el Cabo de Buena Esperanza. Con la misma calculadora, una ruta a través del Mediterráneo y el Canal de Suez tiene una distancia de 10 124 millas náuticas (18 750 km; 11 650 mi). La diferencia es de 3249 millas náuticas (6017 km; 3739 mi). Un velero tomaría una ruta más larga para obtener los mejores vientos, por lo que esta comparación es solo una aproximación. [ 26 ]
  3. Si este consumo de combustible se compara con el del SS Agamemnon (1865)   (sección anterior), se deben tener en cuenta los tamaños relativos y las velocidades de crucero de los dos buques: Aberdeen 3.616 TRB , 13 nudos (24 km/h; 15 mph), Agamemnon 2.270 TRB , 10 nudos (19 km/h; 12 mph).

Referencias

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Bibliografía

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Lecturas adicionales

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  • Quarstein, John V. (2006). Historia de los acorazados: El poder del hierro sobre la madera . The History Press. pág.  284. ISBN 9781596291188.Libro
  • Logotipo de Wikimedia CommonsContenido multimedia relacionado con los barcos de vapor en Wikimedia Commons.
  • Colección de fotografías de transporte - Biblioteca de la Universidad de Washington
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