Old Bess es una de las primeras máquinas de vapor construidas por la sociedad Boulton y Watt . La máquina se construyó en 1777 y funcionó hasta 1848. [1]
El motor es más conocido por ser uno de los primeros ejemplos de un motor construido por Boulton y Watt. Sin embargo, también jugó un papel mucho más importante en el desarrollo de los motores de vapor por ser el primer motor diseñado para funcionar con un corte temprano y, por lo tanto, para utilizar la expansión del vapor para lograr una mayor eficiencia.
Actualmente se conserva en la Galería de Energía del Museo de Ciencias de Londres . [2] [3] [4] Es el motor de Watt más antiguo que se conserva y el tercer motor de viga más antiguo que se conserva. [i]
El primer motor de Watt en Kinneil , Escocia [5] [6] no tuvo éxito, [7] y las piezas se desmontaron y se reutilizaron en la fábrica Soho de Boulton en Birmingham . [1] El motor rediseñado tuvo más éxito allí y animó a Boulton a invertir más en esta tecnología de vapor en desarrollo y en las invenciones de Watt.
La fábrica se había construido para utilizar una rueda hidráulica para impulsar su maquinaria, y el sitio había sido elegido sobre esa base, pero existían preocupaciones por la falta estacional de agua para hacer funcionar la rueda. [8] Problemas similares en la industria del hierro habían inspirado el desarrollo de la máquina de retorno de agua : una bomba de vapor que podía elevar el agua para impulsar la rueda, en épocas de aguas bajas en el río. La máquina Kinneil se había construido como bomba, para su uso en una mina de carbón, y por lo tanto era adecuada para esta nueva tarea. La máquina de viga rotativa de Watt aún no se había considerado y, por lo tanto, la única forma de producir trabajo rotatorio para impulsar la maquinaria en la fábrica era mediante energía hidráulica.
En 1777, Boulton y Watt decidieron construir un segundo motor para su uso en Soho, ya sea para complementar el motor Kinneil [8] o principalmente para experimentar con la nueva idea de Watt de funcionamiento expansivo del vapor. [1] El nuevo motor también iba a ser un motor de retorno de agua [2] Al igual que los motores Newcomen anteriores , solo era capaz de bombear agua en lugar de impulsar maquinaria directamente.
Ya en 1769, Watt estaba considerando la posibilidad de trabajar el vapor de manera expansiva, como se registró en una carta del 28 de mayo al Dr. Small . [9] Los primeros motores no eran capaces de esto, ya que utilizaban una sola válvula tanto para la admisión como para el escape. Como Watt ya había comenzado a utilizar válvulas separadas para cada función, [1] ahora sería posible controlar su sincronización de forma independiente, es decir, aplicar plomo a la sincronización de la válvula de admisión. Watt decidió construir un nuevo motor para demostrar este principio y confiaba en los ahorros sustanciales en el consumo de carbón que ofrecería. [10]
La construcción comenzó en 1777 con el pedido de un cilindro de 33 pulgadas [ii] (84 cm). [1] El motor se instaló y funcionó en Soho en agosto, aunque todavía estaba incompleto.
El motor siempre funcionó como una bomba de agua y estaba equipado con dos cilindros de hierro fundido en los extremos opuestos de la viga, uno para el cilindro de trabajo y otro para la bomba. El cilindro de la bomba era más alto y delgado, de 24 pulgadas (61 cm) de diámetro y 8 pies 3 pulgadas (2,5 m) de alto, diseñado para una carrera de trabajo de 7 pies (2,1 m) dentro de este, aunque solo se utilizó 6 pies 1 pulgada (1,9 m) en la práctica. El agua bombeada se entregaba a una altura de 24 pies (7,3 m). [1] El motor fue descrito más tarde como de 30 hp de potencia. [11]
La viga era típica de los primeros motores de viga de simple efecto , que tiraban de cadenas de hierro forjado que pasaban por un arco curvado en cada extremo de la viga. En algún momento posterior, posiblemente cuando se reconstruyó después del incendio, esta viga se reforzó con puntales y bridas con las cerchas triangulares adicionales de madera y hierro que se ven sobre la viga hoy en día. [7]
El funcionamiento inicial del motor no fue satisfactorio. Watt se encontraba en Cornualles y Boulton le escribió describiendo el funcionamiento del motor como "muy feroz". [12] Su opinión era que el cilindro del motor era demasiado grande para el trabajo que se esperaba de él. Esto llevó a que funcionara a una presión de alrededor de 5,7 psi, mientras que si estuviera funcionando a 8 psi, sería menos brusco y violento. Esta acción fue tan notable que le dio al motor su apodo inicial de Belcebú . [1]
Ni Watt ni Boulton tenían una solución para el comportamiento del motor. La experiencia de Watt con el motor Chacewater, un motor Smeaton reconstruido, en Wheal Busy , sugirió que el corte conducía a una acción violenta. En septiembre recomendó estrangular el suministro de vapor al motor. [13] Boulton favoreció una mayor experimentación con el corte (es decir, la sincronización de válvulas) y en 1779 sugirió que se intentara una serie de mediciones más científicas. En retrospectiva, el enfoque de Boulton fue el más eficiente termodinámicamente, aunque esta lección no fue totalmente apreciada por los conductores de locomotoras hasta el final de la energía de vapor.
Una mañana de julio de 1778, se descubrió que la sala de máquinas estaba en llamas. El fuego se propagó rápidamente y en media hora el techo había ardido hasta los cimientos. La estructura de madera y las tuberías de cobre soldadas de la máquina también quedaron destruidas o dañadas. Incluso la propia viga, una sólida construcción de madera, quedó "inutilizada" por el fuego. Afortunadamente, la parte más importante de la máquina, su cilindro, sobrevivió al incendio relativamente intacta. En tres semanas, la máquina había sido reconstruida y se esperaba que volviera a funcionar en breve. [1]
Aunque el motor estaba dañado, Watt, que estaba de nuevo en Cornualles, había aconsejado que "no se hicieran más reparaciones que las del techo por el momento", siendo su intención reconstruir el motor de alguna manera mejorada. [1] La naturaleza de estas reconstrucciones y su eficacia siguen sin estar claras.
En 1781, la máquina ya llevaba algunos años funcionando en su forma reconstruida. Cualesquiera que hayan sido las mejoras, Watt y Boulton siguen coincidiendo en que se trata de "una de las peores máquinas que han tenido". [1] [14]
La máquina funcionó en la Casa de la Moneda de Soho en Handsworth, West Midlands , hasta el cierre de la Casa de la Moneda en 1848. Se vendió por 48 libras, luego se revendió por 58 libras y se exhibió en una isla en Derrington Pool, afuera de la fábrica de laminación de metales de su nuevo propietario, un tal Sr. Walker. [1] Aunque gran parte de la maquinaria de acuñación de monedas de la Casa de la Moneda había sido revendida para su uso posterior en la nueva Casa de la Moneda de Birmingham , esta máquina vieja y completamente obsoleta parece haber sido uno de los primeros artefactos de arqueología industrial en ser preservados deliberadamente.
El motor fue posteriormente revendido y presentado a los Comisionados de Patentes para su Museo de la Oficina de Patentes, que a su vez se convertiría en el Museo de la Ciencia de Londres. [1] Por lo tanto, el motor no solo es una de las piezas más antiguas del museo, sino también una de las primeras en ingresar a su colección. Cuando se exhibió por primera vez, el motor se erigió en una representación de frente abierto de una sala de máquinas construida con ladrillos. [15] Ahora se exhibe sobre una estructura de madera independiente, lo que permite una inspección más cercana de los cilindros.
Para una máquina que había sido descrita como "una de las peores máquinas que tenían" cuando era casi nueva, tuvo una vida útil relativamente larga de más de 70 años. Su nombre también había cambiado del violento Beelzebub al más amigable Old Bess , lo que indicaba un rendimiento más satisfactorio. [16] Los informes de Joseph Harrison, artífice de la Casa de la Moneda de Soho [11] y William Buckle respaldan esto. [1]
En 2009 recibió el premio Engineering Heritage Award del IMechE . [17]
Existen varias confusiones sobre este motor y han sido ampliamente repetidas.
La primera de estas confusiones es que se trataba de la segunda máquina de Watt (después de la máquina Kinneil) y la primera de la sociedad Boulton y Watt. [7] De hecho, se construyeron varias máquinas entre 1773 (el regreso de la máquina Kinneil a Birmingham) y la construcción de Beelzebub en 1777. [18] Entre ellas se incluyen máquinas tan conocidas como la máquina sopladora de 38 pulgadas de 1775 para los altos hornos de John Wilkinson en New Willey , cerca de Broseley en Shropshire , y la máquina de bombeo de 50 pulgadas para la mina de carbón Bloomfield cerca de Tipton en las Midlands del Oeste . [8] [18]
La identidad de Beelzebub también es confusa. Algunas fuentes describen esto como una referencia al motor Kinneil reconstruido en Birmingham. [7] Hay dos pruebas que respaldan la opinión de que Old Bess y Beelzebub son el mismo motor. [8] En primer lugar, el nombre Beelzebub deriva de su acción violenta cuando se usa experimentalmente para el trabajo expansivo, un experimento aplicado al motor construido nuevo en 1777. [1] En segundo lugar, se describe a Beelzebub como un motor de 33 pulgadas, como Old Bess que se exhibe hoy. No hay registro de que Boulton & Watt haya construido otro motor de esta dimensión. [1]
Inmediatamente al suroeste de Kinneil House... James Watt (1736–1819) ideó su máquina de vapor mejorada en 1765.
Los terrenos contienen las ruinas de la cabaña de James Watt.
Si se permite el paso de vapor hasta que una cuarta parte de la distancia entre la válvula y la siguiente se llene de vapor, se cierra la válvula y el vapor continuará expandiéndose y presionando alrededor de la rueda con una potencia cada vez menor.