Breve historia del vehículo a vapor.

Siempre he encontrado apasionante, la historia relacionada con el vehículo. Recuerdo que de muy jovencito, cayeron en mis manos unas publicaciones de técnica y mecánica, de los años 50, llamada “Mecánica Popular”. Disfrutaba leyendo cómo se realizaban las pruebas de aceleración y el nombre con que se denominaban las diferentes partes de un vehículo, puesto que eran unidades traducidas en Latinoamérica (el par motor, como torque, el volante timón, cofre al maletero…). Y lo que me dejó estupefacto, fue al ver las fotografías y esquemas de vehículos, con la típica estética de los coches americanos de los años 30 y 40′, ¡a vapor! Me sorprendió tanto, que quise indagar sobre el tema y me gustaría dejar unos pequeños apuntes, con algún dato cronológico, por si a alguien le puede interesar, como a mi.

1. Los orígenes.

Steam road locomotive EnglandA pesar de que las primeras investigaciones sobre la máquina de vapor, anteriores al 1700, estuvieron dedicadas exclusivamente al desarrollo de barcos y vehículos autopropulsados, las primeras aplicaciones prácticas, aparecidas a partir de 1712, fueron plantas estacionarias, que trabajan a muy baja presión y que utilizaban motores de muy grandes dimensiones. Para el uso de la máquina de vapor en vehículos de transporte terrestre, requería una reducción considerable de tamaño (y de peso). Esto hizo que se desarrollasen máquinas, capaces de trabajar con vapor a más alta presión, con todos los peligros que eso conllevaba, debido a la frágil tecnología utilizada en las calderas. Un fuerte opositor al vapor de alta presión fue James Watt quien, junto con Matthew Boulton, hizo todo lo posible para disuadir a William Murdoch en el desarrollo y posterior patente de su vehículo a vapor, construido formalmente en 1784.

Se le atribuye a Ferdinand Verbiest, la fabricación de lo que pudo haber sido el primer automóvil impulsado por vapor en 1672, aunque existe muy poca información concreta sobre ello.

Durante el último cuarto del Siglo XVIII, hubo numerosos intentos de producir vehículos dirigibles autopropulsados. Muchos de ellos, se quedaron en tan solo proyectos y nunca se llegaron a producir. El desarrollo se vio afectado por muchos problemas inherentes a los vehículos de carretera en general, como por ejemplo: contar con un sistema de impulsión adecuado -que proporcionase un movimiento rotativo constante-, la suspensión, los equipos de frenado, el mecanismo de dirección, tener unas superficies de carretera adecuadas, así como unos neumáticos y una carrocería resistente a las vibraciones, entre otros problemas. Se puede decir que la extrema complejidad de estos problemas ha obstaculizado el progreso durante más de cien años, al igual que una legislación poco favorecedora.

Fardier de CugnotLa máquina para el transporte de vagones y la artillería de Nicolas-Joseph Cugnot fue construida a partir de 1769 en dos versiones, para uso del ejército francés. Este fue el primer tren de vapor que no era de juguete, del que se conozca su existencia. El Fardier de Cugnot, (término generalmente aplicado a un enorme carro de dos ruedas para cargas excepcionalmente pesadas), estaba destinado a ser capaz de transportar 4 toneladas (3,9, exactamente) y a viajar a velocidades de hasta 4 km/h (2,5 mph). El vehículo constaba de tres ruedas, dos traseras y una delantera, ésta, orientable mediante un timón. Existe constancia fehaciente de que este vehículo en realidad funcionó, por lo que es probablemente el primero en hacerlo; sin embargo, siguió siendo un experimento efímero debido a la inestabilidad que presentaba y al incumplimiento del vehículo del nivel de especificaciones indicadas por el Ejército.

Trevithicks DampfwagenEn 1801, Richard Trevithick construyó un vehículo experimental impulsado por vapor (Puffing Devil), equipado con una cámara de combustión, dentro de la propia caldera y un cilindro vertical. El movimiento del pistón individual se transmitía directamente a las ruedas motrices mediante bielas. Su peso era de 1520 kg, con carga completa, y podía desarrollar una velocidad de 14,5 km/h (9 mph), en llano. Durante su primer viaje, fue desatendido y “autodestruido”. Trevithick pronto construyó el London Steam Carriage, que funcionó con éxito en Londres, en 1803, pero la empresa no logró atraer el interés y pronto se retiró.

Sobre el vehículo de Trevithick, un escritor inglés, de nombre “Mickleham”, en 1822 acuñó el término “Steam Engine”:

“Exhibe en la construcción la más bella simplicidad de las piezas, la selección más sagaz de formas apropiadas, la disposición y conexión más conveniente y efectiva, uniendo la fuerza con la elegancia, la solidez necesaria con la mayor portabilidad, la posesión de energía ilimitada con una maravillosa flexibilidad, para adaptarlo a una resistencia variable: de hecho, se puede llamar Steam-Engine”.

En 1805, Oliver Evans construyó el “Oruktor Amphibolos” (literalmente significa “excavador anfibio”), una draga de fondo plano impulsada por vapor, que fue modificada para ser autopropulsada por tierra y agua. Se cree ampliamente que es el primer vehículo anfibio, y el primer vehículo de carretera impulsado por vapor, que se construyó en los Estados Unidos. Sin embargo, no sobrevivió ningún ejemplar y las únicas referencias de sus logros, provienen del mismo Evans. Un análisis posterior de las descripciones de Evans asegura que, era improbable que el motor de 5 CV hubiera sido lo suficientemente potente como para mover el vehículo en tierra o agua, y que la ruta elegida para su demostración hubiera tenido el beneficio de la gravedad, las corrientes de los ríos y las mareas el progreso de los vehículos. La draga no fue un éxito, y después de unos años inactiva, fue desmantelada a piezas.

2. Primeros vehículos a vapor.

Russell steam carriageMás exitosos, comercialmente hablando, que el transporte de Trevithick, fueron los servicios de transporte de vapor operados en Inglaterra en la década de 1830, principalmente por Walter Hancock y Sir Goldsworthy Gurney, entre otros, así como en Escocia, por John Scott Russell. Sin embargo, los elevados peajes ​impuestos por Turnpike Acts, desalentaron a los vehículos de carretera de vapor y durante un corto tiempo, permitieron el monopolio continuo de la tracción del caballo, hasta las rutas troncales ferroviarias, que se establecieron en la década de los 40 y 50, del SXIX.

Aunque los ingenieros desarrollaron excelentes proyectos de vehículos de carretera a vapor, no disfrutaron del mismo nivel de aceptación y expansión que sí tuvo lo que englobaba la energía del vapor, en el mar y en los ferrocarriles a mediados y finales del siglo XIX (“Age of Steam”). La dura legislación prácticamente eliminó los vehículos propulsados ​​mecánicamente de las carreteras de Gran Bretaña durante 30 años. La Ley de Locomotoras de 1861 imponía límites de velocidad restrictivos en “carretera”, locomotoras a 5 mph (8 km/h) en pueblos y ciudades y 10 mph (16 km/h) en el resto del país. En 1865, la Ley de Locomotoras de ese año (la famosa Ley de Bandera Roja) redujo aún más los límites de velocidad, a 4 mph (6.4 km/h) en el país y solo 2 mph (3.2 km/h) en pueblos y ciudades, requiriendo además un hombre que llevase una bandera roja (linterna roja durante las horas de oscuridad), precediendo a cada vehículo. Al mismo tiempo, la ley dio a las autoridades locales el poder de especificar las horas durante las cuales un vehículo de este tipo podría usar las carreteras. Las únicas excepciones fueron los tranvías que desde 1879 en adelante fueron autorizados bajo licencia de la Junta de Comercio.

En Francia, la situación era radicalmente diferente de la regla ministerial de 1861 que autoriza formalmente la circulación de vehículos de vapor en las carreteras ordinarias. Si bien esto condujo a considerables avances tecnológicos, a lo largo de la década de 1870 y 80, los vehículos de vapor, sin embargo, siguieron siendo una rareza.

Hasta cierto punto, la competencia de la exitosa red ferroviaria redujo la necesidad de vehículos a vapor. Desde la década de 1860 en adelante, la atención se centró más en el desarrollo de varias formas de motor de tracción que podrían utilizarse para trabajos estacionarios, como serrar madera y trillar, o para transportar cargas de gran tamaño, demasiado voluminosas para trasportarse en ferrocarril. También se desarrollaron camiones de vapor, pero su uso generalmente se limitaba a la distribución local de materiales pesados ​​como carbón y materiales de construcción de estaciones de ferrocarril y puertos.

En 1858, Thomas Rickett de Buckingham construyó el primero de numerosos carruajes de vapor, aunque en lugar de parecer un carruaje, parecía una pequeña locomotora. Consistía en una máquina de vapor, montada sobre tres ruedas: dos grandes ruedas traseras que impulsaban y una rueda delantera más pequeña, con la que se dirigía el vehículo. La transmisión era de cadena y así se alcanzó una velocidad máxima de 12mph. El peso de la máquina era de 1,5 toneladas (algo más ligero que el vagón de vapor de Rickett).

Dos años más tarde, en 1860, Rickett construyó un vehículo similar pero más pesado. Este modelo incorporó la transmisión de engranaje recto, en lugar de la cadena. En su diseño final, que se asemeja a una locomotora ferroviaria, los cilindros se acoplaron directamente fuera de las bielas del eje motriz.

En 1864, el inventor italiano Innocenzo Manzetti construyó un vehículo de carretera a vapor. Tenía la caldera en la parte delantera y un motor de un solo cilindro. El vehículo tipo “silla de paseo”, que comenzó a construir en 1865, era un carruaje de ruedas altas arriostradas para sostener una máquina de vapor de dos cilindros montada en el piso.

En 1867, el joyero canadiense Henry Seth Taylor presentó su vehículo a vapor, de cuatro ruedas. La base de la “silla de paseo”, que comenzó a construir en 1865, era un carruaje de ruedas altas con refuerzos para soportar una máquina de vapor de dos cilindros montada en el piso.

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Alrededor de 1867-1869 en Francia, un motor de vapor comercial Louis-Guillaume Perreaux, se montó a un velocípedo de metal Pierre Michaux, creando el velocípedo de vapor Michaux-Perreaux. Junto con el velocípedo de vapor Roper, podría haber sido la primera motocicleta.

Sylvester_Roper_steam_carriage_of_1870Sylvester H. Roper condujo por Boston, en un vagón de vapor que inventó en 1863. Alrededor de 1867-1869, construyó un velocípedo de vapor, que como se comentó antes, puede haber sido la primera motocicleta. Roper murió en 1896 de insuficiencia cardíaca mientras probaba una versión posterior de su motocicleta de vapor.

En 1866, H.P. Holt construyó un pequeño vehículo a vapor de carretera, capaz de alcanzar una velocidad de 20mph en llano. Tenía una caldera vertical en la parte trasera y dos motores separados de dos cilindros, cada uno de los cuales conducía una rueda trasera por medio de un cadenas y ruedas dentadas.

En 1869, Catley y Ayres of York, construyó un pequeño vehículo de tres ruedas, propulsado por un motor horizontal de dos cilindros que impulsaba el eje trasero por engranajes rectos; solo se accionaba una rueda trasera y la otra giraba libremente sobre el eje. Montaba una caldera vertical en la parte trasera, con una carcasa de cobre pulido sobre la carbonera y la chimenea; la caldera estaba encerrada en una carcasa de caoba. La rueda delantera se usó para la dirección y el peso fue solo de 19 quintales métricos.

Entre 1868 y 1870, John Henry Knight de Farnham construyó un vehículo de vapor de cuatro ruedas, que originalmente solo tenía un motor mono cilíndrico.

1869, el vehículo de vapor construido por Robert William Thomson de Edimburgo se hizo famoso, porque sus ruedas estaban cubiertas con pesados ​​neumáticos de goma sólida.

1872, se presentó el vehículo de vapor de Charles Randolph de Glasgow. El vehículo tenía 15 pies (5 m) de longitud, pesaba cuatro toneladas y media, y una velocidad máxima de solo 6 millas por hora. Dos motores verticales bicilíndricos, independientes el uno del otro, que impulsaban cada uno de ellos, una de las ruedas traseras mediante engranajes rectos. El vehículo estaba cerrado totalmente y equipado con ventanas a todo su alrededor; transportaba a seis personas e incluso tenía dos retrovisores, para observar el tráfico que se acerca desde atrás. Es la referencia más antigua registrada de dicho dispositivo.

En 1875, R. Neville Grenville de Glastonbury, construyó un vehículo de vapor de tres ruedas, que recorrió un máximo de 15 millas por hora. Este vehículo todavía existe, conservado durante muchos años en el Museo de la Ciudad de Bristol, pero desde 2012 en el Museo Nacional del Motor, Beaulieu.

ObeissanteDe 1873 a 1883 Amédée Bollée, de Le Mans, construyó una serie de vehículos de pasajeros a vapor, capaces de transportar de 6 a 12 personas, a velocidades de hasta 60 km/h (38 mph), con nombres como Rapide y L’Obeissante. En sus vehículos, la caldera se montó detrás del compartimiento de pasajeros, con el motor en la parte delantera del vehículo, conduciendo el diferencial a través de un eje con transmisión de cadena, a las ruedas traseras. El conductor estaba sentado detrás del motor y se conducía por medio de una rueda montada en un eje vertical. El diseño se parecía más al concepto de automóvil que tenemos ahora, que el resto vehículos a vapor. L’Obeissante, además, en 1873 tuvo una suspensión independiente en las cuatro ruedas.

En 1892, el pintor Joens Cederholm y su hermano, André, un herrero, diseñaron su primer automóvil, un biplaza, incorporando un condensador, en 1894, pero no tuvo éxito.

A principios de 1894, David Shearer diseñó y construyó el primer automóvil en Australia. Era capaz de alcanzar 15 millas por hora por las calles de Adelaide, en el sur de Australia. La caldera era su propia base, de configuración horizontal del tipo ‘semi-flash’. La dirección era por un diseño de timón y podía transportar hasta a ocho pasajeros. La primera prueba oficial en carretera del automóvil fue en 1899.

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De Dion en su triciclo

El tipo de caldera “vapor-flash”, desarrollado Serpollet, provocó la aparición de varios diminutos triciclos y cuadriciclos a vapor, a finales de los años 80 y principios de los 90, principalmente por De Dion-Bouton. Éstos compitieron con éxito en carreras de larga distancia, pero pronto se encontraron con una dura competencia, debido a las ayudas, que por parte de las administraciones, beneficiaban a los coches de motor de combustión interna, que se estaban desarrollando por entonces, principalmente por Peugeot, que rápidamente arrinconaron la mayor parte del mercado popular. Ante la avalancha de los vehículos con este “nuevo” sistema de propulsión, los partidarios del automóvil a vapor tuvieron que pelear una larga batalla de retaguardia que duraría hasta los tiempos modernos.

3. El coche de vapor, en el SXX.

 

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Coche a vapor “Toledo” de 1902

SteamLocomobile1901En enero de 1901, una empresa estadounidense, la Locomobile Company of America, compró las patentes de los Stanley Brothers y comenzaron a construir sus coches a vapor desde 1898 hasta 1905. Locomobile Company of America comenzó a construir autos a gasolina, cuya producción duró hasta la Depresión.

En 1902, Francis E. Stanley (1849-1918) y Freelan O. Stanley formaron Stanley Motor Carriage Company. Hicieron modelos famosos como Stanley Rocket de 1906, Stanley K Raceabout de 1908 y Stanley Steam Car de 1923.

Durante la guerra de Crimea, se utilizó un motor de tracción para tirar de múltiples camiones abiertos. En la década de 1870 muchos ejércitos experimentaron con tractores de vapor que tiraban de trenes de vagones de suministros. Ya en 1898 se emplearon trenes de tracción a vapor con hasta cuatro vagones en maniobras militares en Inglaterra. En 1900, John Fowler & Co. proporcionó trenes de carretera blindados para uso de las fuerzas británicas en la Segunda Guerra Bóer.

En 1906, el Stanley Steam Car, pilotado por Fred Marriott, alcanzó 127 mph (203 km/h) en Ormond Beach, Florida. La competición anual “Speed ​​Week”, fue la precursora de las Daytona 500 de hoy. Este récord no fue excedido por ningún vehículo terrestre hasta 1910, y se mantuvo como el récord de velocidad mundial impulsado por vapor hasta el 25 de agosto de 2009.

En 1924, se realizaron numerosos intentos para traer autos de vapor más avanzados en el mercado, el más notable es el Doble Steam Car, que acortó el tiempo de arranque muy notablemente al incorporar un generador de vapor monotubo muy eficiente, para calentar una cantidad mucho más pequeña de agua, junto con la automatización del control de la alimentación del quemador y el agua. En 1923, los Doble Steam Car podían arrancar en frío con solo girar una llave y salir en 40 segundos o menos.

Abner Doble desarrolló el motor Doble Ultimax para la cabina de vapor Paxton Phoenix, construida por Paxton Engineering Division of McCulloch Motors Corporation, Los Angeles. Su potencia máxima sostenida era de 120 bhp (89 kW). El proyecto finalmente se abandonó en 1954.

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Paxton Phoenix de 1953

Los coches de vapor se hicieron menos populares después de la adopción del arrancador eléctrico, en los coches con motor de gasolina, lo que eliminó la necesidad de utilizar el sistema de manivela. La introducción de la producción en serie de la línea de ensamblaje de Henry Ford, que redujo enormemente el costo de poseer un automóvil convencional, también fue un factor importante en la desaparición del coche de vapor ya que el Ford Modelo T era barato y confiable.

En 1968, se mostró un renovado interés, a veces impulsado por las últimas técnicas disponibles. Una idea más antigua que se resucitó, era usar un generador de vapor, mediante un tubo calentado alrededor, en lugar de utilizar el serpentín de tubos dentro de la caldera. Uno de los prototipos fue construido por Charles J. y Calvin E. Williams de Ambler (Pensilvania). Otros autos de vapor de alto rendimiento fueron construidos por Richard J. Smith de Midway City (California), y A.M. y E. Pritchard de Caulfeld (Australia). Empresas y organizaciones como Controlled Steam Dynamics de Mesa (Arizona), General Motors, Thermo-Electron Corp. de Waltham (Massachusetts), y Kinetics Inc, de Sarasota (Florida), construyeron motores de vapor de alto rendimiento en el mismo período. Bill Lear también comenzó a trabajar en una turbina de vapor de circuito cerrado para impulsar automóviles y autobuses. Construyó un autobús de tránsito y convirtió un sedán Chevrolet Monte Carlo para usar este sistema de turbina. Usó un fluido de trabajo patentado apodado Learium, posiblemente un clorofluorocarbono similar a DuPont Freon.

En 1970, Wallace L.Minto fabricó una variante del coche a vapor, que funciona con fluorocarbono Ucon U-113 como fluido de trabajo (en lugar de vapor) y queroseno, gasolina o similares como combustible. El auto se llamaba The Minto Car.

El 25 de agosto de 2009, un equipo de ingenieros británicos de Hampshire, utilizó su automóvil a vapor, llamado “Inspiration”, en la Base Aérea Edwards, en el desierto de Mojave, y alcanzó los 139.84 mph (225.05 km/h) en dos carreras, conducido por Charles Burnett III. El automóvil tenía 7.62m de largo y pesaba 3.000 kg. Estaba construido con fibra de carbono y aluminio y contenía 12 calderas con más de 3.2 km de tubos de vapor.

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