Los motores a vapor y el famoso CASE OLD Nº 1
POR: José Luis Amado -Periodista Agropecuario e Investigador-
A modo de introducción del tema, vamos a explicar algunos elementos históricos. En principio hay que decir que no hay unanimidad respecto de quién fue el inventor del motor accionado por vapor de agua. De todas formas, sí se puede indicar que el poder de expansión del vapor y su aplicación para producir movimiento se conocen desde la antigüedad, Herón de Alejandría ya hablaba de una máquina accionada por vapor, la Eolipia.
De todas formas, en esta serie de entregas lo que nos interesa es el motor a vapor en función de su uso para la mecanización agrícola y en este sentido hay que decir que lo que se denomina “locomóvil” es un motor derivado de la locomotora de tren, pero destinada a moverse sin necesidad de rieles y circular libremente por carreteras y caminos.
El primero
El primer locomóvil del que se tiene noticia fue construido por el inglés Richard Trevithick en 1798. De ese primer modelo se tienen pocas certezas, salvo que presentaba muchos problemas técnicos y apenas si llegó a funcionar.
LOCOMOTIVE, 1804.
Richard Trevithick’s steam railway locomotive of 1804, an adaptation of his portable steam engine. It operated for a short time in southern Wales. Line engraving, 19th century.
En diciembre de 1801 se realizó la primera prueba pública, en la que el prototipo logró alcanzar una velocidad de 8 km/h en línea recta. ¡Toda una proeza!, sin embargo Trevithick intentó algo más difícil todavía, transportar a ocho personas subiendo una pendiente con un 5% de inclinación. Aquí fracasó, pues la velocidad obtenida fue menor que la de un carro tirado por animales y además, en mitad de la pendiente de 800 metros de largo, el locomóvil se paró porque la caldera se quedó sin agua.
En 1802 Trevithick perfeccionó su invento contemplado en su diseño un espacio, similar al existente en una calesa, para trasportar pasajeros. También y por primera vez en la historia, el vehículo disponía de una transmisión por engranajes.
El primer gran éxito vino en 1803 cuando el locomóvil de Trevithick consiguió realizar un viaje de 100 millas entre las localidades inglesas de Leather Lane a Islington, en trayecto de ida y vuelta.
Durante milenios, la agricultura se logró con el poder humano y animal. Algunos de los primeros motores comenzaron a aparecer en los campos a mediados de 1800. La madera, el carbón e incluso la paja se encendían para calentar el agua que genera el vapor para impulsar esos motores. Algunos avanzados agricultores compraron estas máquinas de vapor portátiles para operar equipos agrícolas (como trilladoras), maquinaria de molienda (como molinos y aserraderos), bombas y ventiladores (como en minas y pozos de petróleo) y en fábricas (para máquinas herramienta, martillos, prensas, etc.). Incluso, en Inglaterra, se utilizaron para generar electricidad en pequeños poblados. La mayoría de los motores portátiles son de un solo cilindro, pero también se construyeron motores de dos cilindros.
Esos motores a vapor hacían que el trabajo agrícola dependiera menos de la fuerza humana o la potencia animal. Las primeras versiones de los motores a vapor no eran autopropulsadas y aún necesitaban ser remolcados a los campos por animales de tiro como caballos y mulas. Además, el alto costo de los motores portátiles significaba que solo unos pocos podían pagarlos.
Alrededor de 1850, los primeros motores de tracción se desarrollaron a partir de ellos y fueron ampliamente adoptados para uso agrícola. Como todo desarrollo nuevo, en un principio fueron resistidos, pero luego estos motores agrícolas a vapor se mantuvieron en uso hasta bien entrado el siglo XX, momento en que se desarrollaron motores de combustión interno fiables.
El Locomóvil
El año 1824 puede pasar a la historia por muchos motivos, como puede ser por el estreno en el Teatro de la Corte Imperial de Viena de la 9na Sinfonía de Beethoven. Pero a efectos de nuestro relato, es el año en que el inglés W. H. James construyó un enorme motor de vapor de dos calderas y cuatro cilindros, destinado a mover un locomóvil de 4500 kg de peso.
En 1829 este vehículo disponía de tres avances tecnológicos revolucionarios para la época: empleaba amortiguadores de ruido, (lo que conocemos ahora como silenciador), cambio de velocidades con sistema de salto de cadena, (similar al cambio de una bicicleta) y una solución para suplir el diferencial, que aún no se había inventado, consistente en que cada rueda era accionada por un motor independiente. Esos mastodontes metálicos eran capaces de desarrollar una velocidad máxima de 30 km/h.
La evolución de los motores a vapor
Para los motores a vapor se podrían establecer dos momentos de desarrollo tecnológico. El primero fue cuando comenzaron a salir los “Traction Engines”, es decir los motores que solo ejercían movimiento sobre una polea que a su vez ponía en funcionamiento otras herramientas. Estos modelos eran estacionarios los cuales debían estar fijos en su lugar de trabajo y no poseían ruedas, a lo sumo unos patines de madera.
Luego estos fueron reemplazados por los “Portable Steam Engines”, es decir un motor portátil, en este caso un motor de vapor que se encuentra en un lugar mientras opera (proporciona potencia a la maquinaria), pero (a diferencia de un motor estacionario) es portátil y, por lo tanto, se puede mover fácilmente desde un sitio de trabajo a otro. Este, habitualmente estaba montado sobre ruedas y eran tirados por caballos o bueyes de tiro.
En general, estos motores portátiles eran arrastrados al área de trabajo y se les colocaban una correa de transmisión larga entre el volante del motor y la rueda motriz del equipo a ser alimentado. Se utilizaron para colaborar en los movimientos de maquinarias agrícolas (como trilladoras), maquinaria de molienda (como molinos), aserraderos, bombas y ventiladores (para minas y pozos de petróleo) y en fábricas (para máquinas herramienta, martillos, prensas, etc.). Incluso, como en Inglaterra, se utilizaron para generar electricidad en pequeños poblados.
La mayoría de los motores portátiles son de un solo cilindro, pero también se construyeron motores de dos cilindros y de variada potencia que podía ir de los 18 hasta los 110 HP. La válvula deslizante generalmente es accionada por un solo excéntrico y no se monta ningún engranaje de inversión. Por lo general, hay un regulador accionado por correa para mantener el motor en marcha a velocidad constante, incluso si la carga fluctúa.
El motor podía tener uno o dos volantes montados en el mismo cigüeñal. Cuando eran dos, estos se montan a ambos lados del motor y podían ser de diferentes diámetros. Un volante más pequeño proporcionaba una velocidad más lenta para el trabajo, utilizado -por ejemplo-, para picar alimentos. Mientras que una velocidad más rápida era la ideal para una máquina trilladora.
El CASE Old Nº 1
Hasta el año 1869, la empresa de Jerome Case, venía fabricando solamente herramientas agrícolas y trilladoras de distintos modelos. Pero en ese año decidió incorporar una tecnología que venía creciendo a pasos agigantados, el motor a vapor.
Así en 1869 la J.I. Case and Company presentó su primer motor a vapor de tipo portable o portátil para uso agrícola, su nombre fue Old Nº 1 (Viejo o Antiguo Nº 1). La idea era ofrecerlo como motor para accionar las trilladoras estacionarias y para cualquier otra actividad que requiriese de movimiento.
Este primer modelo de motor a vapor de la empresa de Racine, tenía la particularidad de ser un motor a vapor estacionario, aunque con ruedas para su traslado, que entregaba una potencia en la polea de 9 a 10 Hp.
El motor estaba montado sobre ruedas, pero aún era arrastrado por caballos, siendo usado como motor estacionario para alimentar de movimiento otras máquinas, por ejemplo las trilladoras.
Se dice que una unidad original de este modelo fue donada al museo Smithsonian Institution (Instituto Smithsoniano) de Washington DC.
En 1876 Case construye otro modelo del tipo portable y en 1878 desarrolla y presenta su primer tractor a vapor portable y autopropulsado a la vez.
Si bien este modelo fue un enorme salto a la modernidad, la tracción animal todavía se utilizaría por muchos años más. Aunque hay que destacar que la empresa CASE, en total y hasta 1924, en que dejó de fabricar este tipo de motores, había vendido unas 36000 unidades a vapor. Incluso llegó a ser el mayor fabricante de motores a vapor de todo el mundo.
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