El aparato de destilación patentado por Chaplin con bomba de vapor para hacer circular el agua fue uno de los primeros diseños de un evaporador , un dispositivo para producir agua dulce a bordo de un barco mediante la destilación de agua de mar. Se ha recuperado un ejemplo de este aparato del naufragio del SS Xantho (1872), [1] un barco de vapor auxiliar utilizado en Australia para transportar pasajeros y mercancías comerciales antes de hundirse finalmente en Port Gregory, Australia Occidental, en 1872. Se afirma [¿ por quién? ] que el destilador Alexander Chaplin del naufragio del Xantho es el único ejemplo conocido que sobrevive de un aparato de destilación Chaplin a bordo de un barco de este período.
Alexander Chaplin & Co. (también conocida como AC and Co., Alex. Chaplin & Co.) fue un sindicato de fabricación con sede en el Reino Unido desde mediados del siglo XIX hasta principios del siglo XX con sus instalaciones de fabricación e ingeniería ubicadas en Cranstonhill Engine Works, Glasgow . [2] De sus numerosos productos patentados y fabricados, uno de los dispositivos notables desarrollados fue el Aparato de destilación patentado de Chaplin con bomba de vapor para hacer circular agua adjunta .
Fundada en 1857, la oficina administrativa de Alexander Chaplin & Co. estaba ubicada en 63 Queen Victoria Street, Londres , Inglaterra, [3] antes de ser adquirida por Herbert Morris, LTD en 1932. [4] Fabricantes bien conocidos, [5] Alex. Chaplin & Co. se enorgullecía de que sus productos "siempre estaban en stock o en progreso". [6] Chaplins produjo una gama de productos industriales impulsados por vapor, incluyendo grúas de vapor, polipastos, locomotoras, motores de bombeo y bobinado, motores de cubierta de barco y aparatos de destilación de agua de mar, utilizados en todo el mundo durante los siglos XIX y XX. El aparato de destilación de agua de mar patentado por Chaplin con bomba de vapor adjunta para hacer circular el agua era un aparato muy compacto y conveniente, diseñado para uso marino pero capaz de adaptarse también para uso terrestre.
El aparato Chaplin fue adoptado por muchas compañías navieras británicas y continentales importantes, incluidas Peninsular and Oriental , Inman Line , North German Lloyd y Hamburg American Companies. La Armada británica utilizó dichos aparatos. [5] La Junta de Jefes de Oficina de la Armada de los Estados Unidos consideró suministrar a los cruceros USS Baltimore (C-3) y USS Philadelphia (C-4) aparatos de destilación para proporcionar agua dulce para las calderas a partir de la destilación de agua de mar, pero no se hizo ninguna referencia a la compañía Chaplin en sus discusiones reportadas. [7] Además de los buques mercantes y de pasajeros, las cañoneras estadounidenses también usaban dichos destiladores. [8] [9]
Los destiladores Chaplin también se utilizaron en entornos terrestres. Durante las campañas de Sudán (1881-1885 y 1896-1899), las fuerzas británicas utilizaron los destiladores para abastecer a sus soldados con agua potable fresca en Suakin y Sudán . Este suministro de agua potable fresca fue de suma importancia en la guerra anglo-egipcia de 1882. Destiladores similares, como el del Dr. Normandy, [ ¿quién? ] estaban en una escala mucho mayor, destilando unos 12.000 galones de agua por hora [ dudoso - discutir ] , [10] mientras que el aparato de destilación Chaplin utilizado a bordo de los buques produjo aproximadamente 23 galones de agua dulce por hora. [11] Esencialmente, el agua destilada producida para Egipto se hizo en un aparato especial con varias formas de condensador empleado. El principio de destilación es el mismo que el aparato de los barcos de vapor . En los barcos, el vapor se genera en una de las calderas del barco y luego se condensa, se filtra y se airea en el aparato. En tierra, los motores tendrían que estar en funcionamiento para bombear el agua destilada fuera del condensador.
Por orden del Consejo de Su Majestad del 5 de diciembre de 1865, los buques de emigración, de tropas y otros buques de pasajeros del Gobierno equipados con este aparato de destilación podían navegar con solo la mitad de la cantidad de agua requerida según la Sección 26 de la Ley de Pasajeros de 1855. Esta ley establece que "Cualquier buque de pasajeros propulsado únicamente por velas, o por máquinas de vapor de menor potencia que la suficiente, sin la ayuda de velas, para propulsar el buque a una velocidad de cinco millas terrestres por hora, puede ser desalojado y continuar su viaje, teniendo a bordo, en tanques o barriles, solo la mitad de la cantidad de agua pura requerida por dicha Ley para ser transportada para el uso de los pasajeros, siempre que... haya a bordo de dicho buque un aparato eficiente para destilar agua dulce a partir de agua salada". [12] Esto, combinado con la comodidad y el tamaño compacto del aparato, hizo que el modelo de Alexander Chaplin fuera muy popular.
En competencia directa con el de Alexander Chaplin, el aparato del Dr. Alphonse Normandy (1809-1864) [13] es otro destilador de éxito. Consta de tres partes esenciales: el evaporador, el condensador y el refrigerador. El aparato pasa una mezcla de vapor y gases desde el evaporador a los tubos del condensador. El destilador de Normandy tenía una estructura muy compleja, compuesta por numerosas piezas en funcionamiento. Con un diseño elaborado y un coste elevado, el destilador no era económicamente viable para buques más pequeños. En Francia, los aparatos de Rocher y Nantes y los de Galle y Mazeline de Havre han sido "muy apreciados por las autoridades francesas y los marineros franceses". [5]
Para preparar con éxito agua potable a partir de agua de mar, se consideraron esenciales las siguientes condiciones de un aparato de destilación. En primer lugar, el producto destilado debe estar aireado para que pueda estar inmediatamente disponible para beber y almacenar. En segundo lugar, la cantidad de carbón utilizada para obtener el máximo volumen de agua potable debe ser de un nivel de gasto mínimo y, en tercer lugar, las piezas de trabajo del aparato deben ser lo suficientemente simples para evitar que se rompan y permitir que los operarios no cualificados las operen con seguridad. "El aparato de destilación Alexander Chaplin es uno de los tipos de aparato que han satisfecho más plenamente estas condiciones". [5]
El aparato de destilación de Alexander Chaplin & Co. fue diseñado inicialmente para su uso a bordo de buques de vapor, donde podía ser suministrado con vapor desde la caldera principal o una caldera auxiliar con circulación de agua de refrigeración desde una bomba impulsada desde el motor principal o un auxiliar. La posterior adición de una bomba de circulación impulsada por vapor integrada con el aparato significó que también podría ser utilizado como un aparato independiente en cualquier buque equipado con una caldera auxiliar existente, como un barco de vela equipado con cabrestantes de vapor. El aparato consistía en un tubo de condensación en espiral de aproximadamente 60 pies (18 m) de longitud colocado dentro de una carcasa cilíndrica llena de agua de refrigeración que se cambiaba constantemente. La carcasa era de hierro fundido y las bobinas estaban hechas de cobre. Las bobinas se alimentaban con vapor desde el escape del motor o desde una alimentación directa desde la caldera. Una bomba de circulación, ya sea impulsada desde el motor principal en un barco de vapor, o integrada con el aparato en un barco de vela, suministraba un flujo constante de agua de refrigeración que fluía a través del condensador. En el extremo superior del serpentín de vapor se colocó una copa de latón cubierta con pequeños orificios ajustables alrededor de la circunferencia. En funcionamiento, un chorro de vapor aspiraba aire de las aberturas circunferenciales del vaso y llenaba los serpentines con una mezcla de aire y vapor, enfriando el vapor y reduciendo su presión. A medida que pasaba por el serpentín, la mezcla de aire y vapor se enfriaba aún más por el agua circundante y se condensaba en forma de gotitas de agua en las paredes del serpentín. El agua aireada se acumulaba como un líquido transparente, brillante e inodoro a una temperatura de aproximadamente 13 °C (55 °F) en el fondo del serpentín, para luego extraerla para su uso. La máquina podía suministrar aproximadamente 23 galones estadounidenses (87 L; 19 galones imperiales) de agua por hora. "Las muestras de agua sometidas a análisis se recogieron en diferentes momentos directamente del aparato patentado a bordo del barco... y los resultados de mis experimentos con el agua destilada en Alexander Chaplin & Co. son concluyentes al demostrar que es de excelente calidad en todos los aspectos". [14]
La bomba de circulación integrada de la última versión también podría utilizarse como camión de bomberos en caso de emergencia. El tubo de salida de la cámara de agua de refrigeración podría estar equipado con un grifo, por el que el agua podría dirigirse a una conexión adecuada a la que podría conectarse una manguera de bomberos.
La disposición óptima sería colocar el aparato en la cámara de calado o en cualquier lugar debajo de la cubierta donde se pudiera proporcionar un suministro fiable de vapor y agua de refrigeración de manera eficiente. También podría colocarse en la cubierta principal o en cualquier otra parte conveniente del buque, siempre que se mantuvieran los suministros adecuados de agua y vapor. Mientras hubiera combustible disponible para producir vapor, el destilador Chaplin ofrecía un beneficio económico potencial, ya que el espacio y el peso que antes se reservaban para tanques de agua más grandes podrían usarse de manera más productiva para transportar carga adicional.
Según las especificaciones del fabricante y un informe elaborado por el Dr. Frederick Penny, PhD, profesor de química de la Universidad Andersonian, [15] Glasgow, [14] el destilador filtraba sustancias químicas nocivas como plomo, cobre, estaño y hierro mediante el uso de una serie de placas de hierro con orificios perforados y esteras. Estas placas estaban ubicadas en una gran estructura en forma de caja en la parte inferior del aparato.
El momento exacto en que se instaló el destilador Chaplin en el Xantho es motivo de conjeturas. Se sabe que entre 1864 y 1870, el Xantho operó desde Wick, West Sussex , y se le permitió realizar excursiones al mar. Es posible que este aparato se instalara durante este período de tiempo. [16] Sin embargo, es más factible que este dispositivo se instalara en una fecha posterior como parte del importante programa de remodelación implementado por el comerciante de metales Robert Stewart, quien, en 1871, rediseñó completa y radicalmente el barco, reemplazando la propulsión de vapor de rueda de paletas lateral original por una nueva caldera de tubos de humos marinos y propulsión de tornillo, utilizando un motor de tronco horizontal de segunda mano diseñado por John Penn and Son. [17]
El destilador Chaplin fue excavado en el lugar del naufragio del barco de vapor Xantho en 1994. [18] Fue encontrado fuera del casco, en el costado de babor del buque. Es probable que este aparato estuviera instalado en el espacio del motor del barco y, como resultado de la transformación natural del lugar del naufragio, se hubiera desplazado por la fuerte corriente transversal cuando el armazón y las placas del casco circundante cedieron y cayeron al fondo del mar.
La especulación inicial fue que podría tratarse de un condensador o un intercambiador de calor [19] o quizás de un condensador circular [?] pero el descubrimiento de una placa de identificación de un fabricante de latón encontrada mientras se deshormigonaba el objeto y la posterior documentación de archivo han confirmado su identidad como un aparato de destilación Chaplin. [11]
Al recuperar el artefacto, se descubrió que estaba en muy frágiles condiciones, con la carcasa de hierro fundido muy corroída e incompleta. Además, hay evidencia que sugiere que al artefacto le faltan muchos de sus montajes, como el aireador, las tuberías de conexión y el motor auxiliar. No se ha podido determinar con certeza si estos materiales fueron retirados por agentes que operaban bajo la dirección del propietario Charles Edward Broadhurst (1826 – 26 de abril de 1905) [20] en el rescate inicial del naufragio en 1872 o por cazadores de tesoros en tiempos más recientes. [21]
El Departamento de Arqueología Marítima del Museo de Australia Occidental está reconstruyendo actualmente esta destilería Chaplin, que resultó dañada durante los procesos de excavación y tratamiento . Se prevé que este proceso de reconstrucción concluya en 2014 y que esté disponible para su exhibición pública en la galería "Steamships to Suffragettes" poco después.
Debido a su estado fragmentado y a los daños en la bobina, no es posible en esta etapa confirmar las dimensiones exactas de este aparato. Una estimación aproximada sugeriría algo del orden de 5 pies 3 pulgadas (1,60 m) [11], pero se podrá determinar una respuesta definitiva una vez que se vuelva a ensamblar y la bobina se haya alineado e integrado correctamente.
Se cree [ ¿quién lo cree? ] que el aparato de destilación Chaplin excavado en Xantho es el único ejemplo conocido que existe y, por lo tanto, puede considerarse una pieza única de historia marítima que ayuda a explicar cómo los barcos de vapor y los veleros equipados con estos dispositivos pudieron emprender viajes prolongados en el mar con un suministro mínimo de agua dulce.