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Un motor portátil es un motor , ya sea de vapor o de combustión interna , [1] que permanece en un lugar mientras está en funcionamiento (proporcionando energía a la maquinaria), pero (a diferencia de un motor estacionario ) es portátil y, por lo tanto, se puede mover fácilmente de un lugar de trabajo a otro. Montado sobre ruedas o patines, se remolca hasta el lugar de trabajo o se mueve allí mediante autopropulsión.
Los motores portátiles fueron de uso común en los países industrializados desde principios del siglo XIX hasta principios del XX, durante una era en la que la transmisión de energía mecánica estaba muy extendida. Antes de eso, la mayor parte de la generación y transmisión de energía se realizaba mediante animales , agua , viento o humanos ; después de eso, una combinación de electrificación (incluida la electrificación rural ) y vehículos y equipos modernos (como tractores , camiones , automóviles , generadores de motor y máquinas con sus motores incorporados) desplazaron la mayor parte del uso de los motores portátiles. En los países en desarrollo hoy en día, los motores portátiles todavía tienen algún uso (generalmente en forma de pequeños motores modernos montados en tableros), aunque las tecnologías mencionadas anteriormente limitan cada vez más su demanda también allí. En los países industrializados ya no se utilizan con fines comerciales, pero a menudo se pueden ver ejemplos preservados en ferias de vapor impulsando equipos apropiados para fines de demostración.
Los motores portátiles durante su apogeo eran típicamente remolcados a sus lugares de trabajo por caballos de tiro o bueyes , o, en la última parte de esa era, por fuerza motriz, incluyendo autopropulsión o remolque por motores de tracción , tractores de vapor , otros tractores o camiones. Se usaban para impulsar maquinaria agrícola (como trilladoras ), maquinaria de molienda (como molinos harineros , aserraderos y molinos de mineral), bombas y ventiladores (como en minas y pozos petrolíferos ) y ejes de líneas de fábrica (para máquinas herramienta , martillos mecánicos , prensas y otras máquinas).
Al igual que en muchas otras áreas de la tecnología de vapor, el diseño y desarrollo inicial de los motores portátiles tuvo lugar en Inglaterra , y muchos otros países inicialmente importaron equipos fabricados en Gran Bretaña en lugar de desarrollar los suyos propios.
Las primeras máquinas de vapor eran demasiado grandes y caras para su uso en una granja promedio; sin embargo, la primera evidencia positiva del uso de la energía de vapor para impulsar una trilladora fue en 1799 en el norte de Yorkshire . [2] La siguiente aplicación registrada fue en 1812, cuando Richard Trevithick diseñó la primera máquina de vapor estacionaria "semiportátil" para uso agrícola, conocida como "máquina de granero". [2] Se trataba de una máquina rotativa de alta presión con una caldera de Cornualles , para Sir Christopher Hawkins de Probus, Cornualles . Se utilizaba para impulsar una trilladora de maíz y era mucho más barata de operar que los caballos a los que reemplazaba. De hecho, tuvo tanto éxito que permaneció en uso durante casi 70 años y ha sido preservada por el Museo de Ciencias de Londres. [3] Aunque se denominaban "semiportátiles", ya que podían transportarse e instalarse sin desmontarse, estas máquinas eran esencialmente estacionarias. Se utilizaban para accionar maquinaria agrícola como bombas y molinos de martillos, trituradoras de huesos, cortadoras de paja y de nabos y tambores trilladores fijos y móviles.
No fue hasta alrededor de 1839 cuando apareció el motor verdaderamente portátil, lo que permitió la aplicación de la energía del vapor más allá de los confines de la granja. William Tuxford de Boston, Lincolnshire, comenzó la fabricación de un motor construido alrededor de una caldera de estilo locomotora con tubos de humo horizontales. Un solo cilindro y el cigüeñal se montaron en la parte superior de la caldera, y todo el conjunto estaba montado sobre cuatro ruedas: el par delantero era orientable y estaba equipado con ejes para el arrastre de caballos entre trabajos. Un gran volante estaba montado en el cigüeñal, y se utilizaba una correa de cuero resistente para transferir la transmisión al equipo que se estaba impulsando. [2]
Ransomes construyó una de las primeras máquinas portátiles en 1841 y la exhibió en la exposición de la Royal Agricultural Society de ese año. Al año siguiente, Ransomes convirtió la máquina de vapor en una máquina autónoma, dando así un paso intermedio hacia la máquina de tracción .
En 1842 se exhibieron varios motores Tuxford en la Exposición de la Royal Agricultural Society en Bristol y pronto se sumaron otros fabricantes, utilizando el diseño básico del motor Tuxford como patrón para la mayoría de los motores portátiles producidos posteriormente.
Los primeros fabricantes en el Reino Unido incluyeron:
Este último fabricante es particularmente digno de mención aquí. El primer motor portátil Clayton & Shuttleworth se construyó en 1845, un motor de dos cilindros. En 1852, la compañía ganó una medalla de oro por un motor portátil en la exposición de Gloucester de la Royal Agricultural Society, y a partir de entonces el negocio se expandió rápidamente: establecieron una segunda fábrica, en Viena en 1857, para apuntar al mercado europeo, y en 1890 la compañía había fabricado más de 26.000 motores portátiles, muchos de los cuales se exportaron a todo el mundo. [2]
En la década de 1850, John Fowler utilizó un motor portátil Clayton & Shuttleworth para impulsar aparatos en las primeras demostraciones públicas de la aplicación del transporte por cable al cultivo.
Paralelamente al desarrollo de los primeros motores portátiles, muchos ingenieros intentaron fabricarlos con propulsión propia, precursores del motor de tracción . En la mayoría de los casos, esto se logró colocando una rueda dentada en el extremo del cigüeñal y haciendo pasar una cadena desde esta hasta una rueda dentada más grande en el eje trasero. Estos experimentos tuvieron un éxito desigual.
Como señaló desde el principio Thomas Aveling (más tarde conocido por Aveling & Porter ), era absurdo utilizar cuatro caballos para tirar de una máquina de vapor de un trabajo a otro, cuando la máquina poseía diez veces la fuerza de los caballos. [4] Por lo tanto, era inevitable que, una vez que las máquinas de tracción autopropulsadas se volvieran lo suficientemente confiables, asumieran el papel de muchas máquinas portátiles, y esto de hecho comenzó a suceder a fines de la década de 1860. En el Reino Unido, este desarrollo quizás se vio algo retrasado por varias leyes del parlamento que limitaban el uso de vehículos a vapor en las carreteras. [5] Las máquinas portátiles, al ser tiradas por caballos, enfrentaban muchas menos restricciones. [5]
Otros fabricantes fabricaron motores en todo el mundo. Pequeños talleres mecánicos podían ensamblar unidades con un motor pequeño y una caldera vertical y colocarlas sobre ruedas. En América del Norte, docenas de fabricantes entraron en el mercado: Case, Sawyer Massey y Gaar Scott, por ejemplo. Los constructores nativos erigieron motores en Francia, Italia, Suecia y Alemania.
Sin embargo, la máquina portátil nunca fue reemplazada completamente por la máquina de tracción. En primer lugar, la máquina portátil, al no tener engranajes , era notablemente más barata y, en segundo lugar, numerosas aplicaciones se beneficiaban de una máquina de vapor simple que se podía mover, pero que no requería la complejidad adicional de una que pudiera moverse por sí sola.
Incluso después de que cesara la producción de motores de tracción, se siguió fabricando una pequeña cantidad de máquinas portátiles. Robey and Company de Lincoln siguió ofreciendo máquinas portátiles a la venta hasta la década de 1960. Los fabricantes ingleses produjeron alrededor de 100.000 máquinas de vapor portátiles en ese período de cien años, tanto para uso doméstico como para exportación.
A partir de aproximadamente 1900, la necesidad de una fuente de energía pequeña y barata en las granjas fue sustituida cada vez más por motores de combustión interna, como los motores de impacto y falla y, más tarde, versiones industriales estacionarias y portátiles de motores de automóviles y camiones, ya sea para uso con correas o integrados en motores-generadores .
Además de para el trabajo de trilla, se utilizaban motores portátiles para accionar molinos de maíz, bombas centrífugas , trituradoras de piedras, dinamos , cortadoras de paja , empacadoras de heno y sierras de banco . Incluso se utilizaban para generar electricidad para la iluminación de los partidos de fútbol , el primer ejemplo fue en Bramall Lane , Sheffield, en 1878. [6]
En general, el motor portátil se transporta al área de trabajo, a menudo un patio o campo, y se coloca una correa de transmisión larga entre el volante del motor y la rueda motriz del equipo que se va a impulsar.
En algunos casos, en lugar de remolcarlas de un lugar a otro, las máquinas portátiles se instalaban de forma semipermanente en un edificio como máquinas de vapor estacionarias , aunque no necesariamente se les quitaban las ruedas. En esta configuración, generalmente se las denomina máquinas semiportátiles .
Un uso más extremo se da cuando el motor se retira de la caldera y se reutiliza como motor estacionario. A menudo, también se reutiliza la caldera (sin sus ruedas) para proporcionar vapor. En 2007, todavía había ejemplos de motores portátiles desmantelados que funcionaban comercialmente en pequeños molinos de arroz en Birmania [7] (y, sin duda, también en otros lugares). Estos ejemplos son fáciles de identificar debido al asiento curvado, debajo del bloque de cilindros, que se utilizó para montar el motor en la caldera.
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La disposición más común sigue el diseño original de Tuxford. Aunque se parece mucho al diseño común de una locomotora de tracción, el motor de una locomotora portátil suele estar invertido, con los cilindros en el extremo de la cámara de combustión y el cigüeñal en el extremo de la cámara de humo . Esta disposición se diseñó para colocar el regulador cerca de la cámara de combustión, lo que facilita al maquinista mantener el fuego y controlar la velocidad del motor desde una única ubicación. Una ventaja adicional es que el volante está separado de las ruedas traseras de la carretera, por lo que estas últimas se pueden colocar en una pista más estrecha, lo que hace que sea más fácil maniobrar la locomotora a través de las puertas del campo.
Algunos fabricantes (por ejemplo, Fowler ) fabricaron sus motores portátiles con el mismo estilo que los motores de tracción, con el cilindro en el extremo de la caja de humos. Probablemente, esto se hizo para reducir los costes de fabricación, ya que no hay ningún otro beneficio evidente en hacerlo. (Thomas Aveling se dio cuenta de que, en el caso de un motor de tracción, sería mejor colocar el volante al alcance del conductor en caso de que dejara por descuido que el cigüeñal se detuviera en el punto muerto superior [8] (donde no podía arrancar por sí solo) y la mayoría de los demás fabricantes de motores de tracción siguieron esta misma idea).
Por lo general, se trata de una caldera pirotubular con una caja de fuego de tipo locomotora . Sin embargo, algunos diseños (por ejemplo, la Marshall "Britannia" (en la imagen) [9] ) tienen cajas de fuego circulares, de tipo marino . Este último tipo también era conocido por los fabricantes británicos como calderas "coloniales", ya que estaban destinadas principalmente a la exportación a "las colonias" y tenían una gran distancia al suelo para circular por vías irregulares. [9]
El combustible suele ser carbón , pero el motor puede estar diseñado para utilizar leña , paja o bagazo (residuo de caña de azúcar) en su lugar. Una caja de fuego más larga y circular es particularmente adecuada para quemar troncos en lugar de trozos de madera más cortos. [9] Las máquinas diseñadas para quemar leña pueden estar equipadas con parachispas .
La mayoría de los motores portátiles son monocilíndricos, pero también se construyeron motores de dos cilindros. La válvula de corredera suele estar accionada por una única excéntrica y no se instala ningún engranaje inversor . Suele haber un regulador accionado por correa para mantener el motor funcionando a una velocidad constante, incluso si la carga fluctúa.
El motor puede tener uno o dos volantes montados en el mismo cigüeñal. Cuando se proporcionan dos, se montan a ambos lados del motor y pueden ser de diferentes diámetros. Un volante más pequeño proporciona una velocidad más lenta para el trabajo en el corral (por ejemplo, picar alimentos) que la necesaria para accionar una máquina trilladora (por ejemplo).
El cigüeñal acciona una bomba de agua de alimentación de la caldera que extrae agua de un barril colocado junto al motor. Muchos motores tienen un calentador de agua de alimentación simple, pero efectivo, que funciona soplando una pequeña porción del vapor de escape en el barril de agua. El barril también actúa como un separador de aceite. El aceite en el vapor de escape sube a la parte superior del barril y se puede quitar.
Se proporciona una chimenea alta para garantizar un buen tiro del fuego. Para poder sortear obstáculos elevados, la chimenea tiene bisagras en su base y se pliega hacia abajo para su transporte y almacenamiento. Normalmente se proporciona un soporte con la forma adecuada hacia el extremo de la cámara de combustión para sostener la chimenea cuando está plegada.
La mayoría de los diseños están equipados con cuatro ruedas y no tienen suspensión de ningún tipo. Los primeros portátiles tenían ruedas de madera , pero a medida que los motores se volvieron más potentes (y más pesados), se instalaron ruedas de acero fabricadas en su lugar.
Las ruedas "delanteras" suelen ser más pequeñas que las traseras, ya que están montadas en el tren delantero giratorio , debajo de la caja de humos, y las ruedas grandes podrían golpear la caldera cuando el motor girara en una esquina. Una ventaja adicional es que se puede instalar un volante de mayor diámetro , lo que proporciona una potencia de salida más constante.
Aún sobreviven muchos motores portátiles, ya que se construyeron en grandes cantidades y se enviaron a muchos rincones remotos de la Tierra. Se ha conservado una cantidad considerable de ellos, y muchos se han restaurado y han recuperado su estado de funcionamiento: su tamaño relativamente pequeño y su construcción más sencilla, en comparación con un motor de tracción , los convierte en una propuesta mucho más viable para la restauración por parte del aficionado medio (es decir, siempre que la caldera esté en condiciones razonables: las reparaciones de calderas pueden ser muy caras; las calderas de repuesto, aún más).
En los mítines de máquinas de tracción y en los festivales de vapor es habitual ver locomotoras portátiles en funcionamiento. En la Gran Feria del Vapor de Dorset , por ejemplo, se pueden ver locomotoras portátiles en las zonas de demostración correspondientes accionando bancos de sierra, trilladoras, trituradoras de rocas y otros equipos modernos.
Numerosos museos agrícolas e industriales incluyen motores portátiles dentro de sus colecciones.
Lo que se considera el producto Marshall más antiguo que se conserva , el número de serie 415, un motor portátil de 2,5 NHP de 1866, se puede ver en el Museo de Tecnología de Turon (Museo de la Energía), en Nueva Gales del Sur . Este motor es también el motor portátil más antiguo documentado en Australia. [10]
