Biografía de James Watt, inventor del motor de vapor moderno

James Watt (30 de enero de 1736 y # x2014; 25 de agosto de 1819) fue un inventor, ingeniero mecánico y químico escocés cuya máquina de vapor patentada en 1769 aumentó en gran medida la eficiencia y el rango de uso de la máquina de vapor atmosférica temprana introducida por Thomas Newcomen en 1712. Si bien Watt no inventó la máquina de vapor, sus mejoras en el diseño anterior de Newcomen & amp; # x2019; son ampliamente consideradas como si hubieran convertido la moderna máquina de vapor en la fuerza impulsora detrás de la Revolución Industrial.

Datos rápidos: James Watt

• Conocido por: Invención de la máquina de vapor mejorada
• Nacido: 19 de enero de 1736 en Greenock, Renfrewshire, Escocia, Reino Unido
• Padres: Thomas Watt, Agnes Muirhead
• Murió: 25 de agosto de 1819 en Handsworth, Birmingham, Inglaterra, Reino Unido
• Educación: Educado en el hogar
• Patentes: GB176900913A & amp; # x201C; Un nuevo método inventado para disminuir el consumo de vapor y combustible en motores de fuego & amp; # x201D;
• Cónyuges: Margaret (Peggy) Miller, Ann MacGregor
• Niños: James Jr.Margaret, Gregory, Janet
• Cita notable: & amp; # x201C; no puedo pensar en nada más que esta máquina.&erio; # x201D;

Vida temprana y entrenamiento

James Watt nació el 19 de enero de 1736 en Greenock, Escocia, como el mayor de los cinco hijos sobrevivientes de James Watt y Agnes Muirhead. Greenock era un pueblo de pescadores que se convirtió en una ciudad ocupada con una flota de barcos de vapor durante la vida de Watt & amp; apos; s. James Jr.El abuelo de & amp; apos;, Thomas Watt, era un conocido matemático y maestro de escuela local. James Sr. era un ciudadano prominente de Greenock y un exitoso carpintero y carpintero que equipaba barcos y reparaba sus brújulas y otros dispositivos de navegación. También se desempeñó periódicamente como magistrado y tesorero jefe de Greenock & amp; # x2019; s.

Video destacado


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& amp; apos; Watt & amp; apos; s First Experiment & amp; apos ;, siglo XVIII, (c1870). James Watt (1736-1819) Ingeniero escocés, cuando era niño experimentando con la tetera en la mesa del comedor de su casa de la infancia en Greenock. En el fondo izquierdo está su padre y asistente de Apos con un cliente en la tienda de carpintería y Apos; s. Print Collector / Getty Images

A pesar de mostrar una aptitud para las matemáticas, el joven James & amp; apos; la mala salud le impidió asistir regularmente a la Escuela de Gramática Greenock. En cambio, adquirió las habilidades que luego necesitaría en ingeniería mecánica y el uso de herramientas ayudando a su padre en proyectos de carpintería. El joven Watt era un ávido lector y encontró algo que le interesaba en cada libro que le llegaba a las manos. A los 6 años, estaba resolviendo problemas geométricos y usando la tetera de su madre y amp; apos; s para investigar el vapor. En su adolescencia, comenzó a exhibir sus habilidades, particularmente en matemáticas. En su tiempo libre, dibujó con su lápiz, talló y trabajó en el banco de herramientas con madera y metal. Hizo muchos trabajos y modelos mecánicos ingeniosos y disfrutó ayudando a su padre a reparar instrumentos de navegación.

Después de que su madre murió en 1754, Watt, de 18 años, viajó a Londres, donde recibió capacitación como fabricante de instrumentos. Aunque los problemas de salud le impidieron completar un aprendizaje adecuado, en 1756 sintió que había aprendido lo suficiente & amp; # x201C; para trabajar tan bien como para la mayoría de los jornaleros.& amp; # x201D; En 1757, Watt regresó a Escocia. Al establecerse en la principal ciudad comercial de Glasgow, abrió una tienda en el campus de la Universidad de Glasgow, donde fabricó y reparó instrumentos matemáticos como sextantes, brújulas, barómetros y básculas de laboratorio. Mientras estaba en la universidad, se hizo amigo de varios académicos que demostrarían ser influyentes y apoyarían su futura carrera, incluido el famoso economista Adam Smith y el físico británico Joseph Black, cuyos experimentos resultarían vitales para los futuros diseños de máquinas de vapor de Watt & amp; # x2019; s.& amp; amp; nbsp;

/ 34/07/201 / 4/2/20 / 4/38.jpg 1250w «alt =» Retrato de James Scott de un joven James Watt trabajando en el diseño de su máquina de vapor, c1769 «altura =» 2963 «/ & gt ;
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James Watt de joven, c1769. Artista: James Scott. Print Collector / Getty Images

En 1759, Watt formó una sociedad con el arquitecto y empresario escocés John Craig para fabricar y vender instrumentos musicales y juguetes. La asociación duró hasta 1765, a veces empleando hasta 16 trabajadores.

En 1764, Watt se casó con su prima, Margaret Millar, conocida como Peggy, a quien conocía desde que eran niños. Tuvieron cinco hijos, solo dos de los cuales vivieron hasta la edad adulta: Margaret, nacida en 1767, y James III, nacido en 1769, quien como adulto se convertiría en su padre y principal socio comercial y socio comercial de Apos. Peggy murió durante el parto en 1772, y en 1777, Watt se casó con Ann MacGregor, hija de un fabricante de tintes de Glasgow. La pareja tuvo dos hijos: Gregory, nacido en 1777, y Janet, nacida en 1779.

El camino hacia un mejor motor de vapor

En 1759, un estudiante de la Universidad de Glasgow le mostró a Watt un modelo de una máquina de vapor Newcomen y sugirió que podría usarse & amp; # x2014; en lugar de caballos y amp; # x2014; para propulsar carruajes. Patentado en 1703 por el inventor inglés Thomas Newcomen, el motor funcionó atrayendo vapor en un cilindro, creando así un vacío parcial que permitió que el aumento de la presión atmosférica empujara un pistón hacia el cilindro. Durante el siglo XVIII, los motores Newcomen se utilizaron en Gran Bretaña y Europa, principalmente para bombear agua de las minas.

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Nueva máquina de vapor atmosférica. Newton Henry Black / Wikimedia Commons / Public Domain

Fascinado por el motor Newcomen, Watt comenzó a construir modelos en miniatura utilizando cilindros de vapor de estaño y pistones unidos a las ruedas motrices mediante un sistema de engranajes. Durante el invierno de 1763 & amp; # x2013; 1764, John Anderson en Glasgow le pidió a Watt que reparara un modelo de motor Newcomen. Pudo ponerlo en funcionamiento, pero perplejo por su desperdicio de vapor, Watt comenzó a estudiar la historia de la máquina de vapor y realizó experimentos en las propiedades del vapor.

Watt demostró de forma independiente la existencia de calor latente (el calor requerido para convertir el agua en vapor), que había sido teorizado por su mentor y partidario Joseph Black. Watt fue a Black con su investigación, quien con gusto compartió su conocimiento. Watt salió de la colaboración con la idea que lo puso en el camino hacia una máquina de vapor mejorada basada en su invento más conocido & amp; # x2014; el condensador separado.& amp; amp; nbsp;

El motor de vapor Watt

Watt se dio cuenta de que la mayor falla en la máquina de vapor Newcomen era la falta de economía de combustible debido a su rápida pérdida de calor latente. Si bien los motores Newcomen ofrecieron mejoras sobre las máquinas de vapor anteriores, fueron ineficientes en términos de cantidad de carbón quemado para producir vapor frente a. potencia producida por ese vapor. En el motor Newcomen, se inyectaron chorros alternos de vapor y agua fría en el mismo cilindro, lo que significa que con cada carrera hacia arriba y hacia abajo del pistón, las paredes del cilindro y el amplificador # x2019; se calentaron alternativamente y luego se enfriaron. Cada vez que el vapor entraba en el cilindro, continuaba condensándose hasta que el cilindro se enfriaba a su temperatura de trabajo por el chorro de agua fría. Como resultado, parte de la potencia potencial del calor de vapor y amp; # x2019; s se perdió con cada ciclo del pistón.

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James Watts motor de vapor en el trabajo. Coleccionista de impresión / Colaborador / Getty Images

Desarrollado en mayo de 1765, la solución de Watt & amp; # x2019 fue equipar su motor con una cámara separada que llamó & amp; # x201C; condensador & amp; # x201D; en el que ocurre la condensación del vapor. Debido a que la cámara de condensación está separada del cilindro de trabajo que contiene el pistón, la condensación se produce con muy poca pérdida de calor del cilindro. La cámara del condensador permanece fría y por debajo de la presión atmosférica en todo momento, mientras que el cilindro permanece caliente en todo momento.

En una máquina de vapor Watt, el vapor se introduce en el cilindro de alimentación debajo del pistón desde la caldera. Cuando el pistón alcanza la parte superior del cilindro, una válvula de entrada que permite que el vapor ingrese al cilindro se cierra al mismo tiempo que se abre una válvula que permite que el vapor escape al condensador. La presión atmosférica más baja en el condensador atrae el vapor, donde se enfría y se condensa del vapor de agua al agua líquida. Este proceso de condensación mantiene un vacío parcial constante en el condensador, que se pasa al cilindro mediante un tubo de conexión. La alta presión atmosférica externa empuja el pistón hacia abajo por el cilindro para completar la carrera de potencia.

La separación del cilindro y el condensador eliminó la pérdida de calor que plagó el motor Newcomen, permitiendo que la máquina de vapor Watt & amp; # x2019; s produzca el mismo & amp; # x201C; potencia de caballo & amp; # x201D; mientras quema 60% menos carbón. Los ahorros hicieron posible que los motores Watt se usaran no solo en las minas sino donde fuera necesario.

Sin embargo, el éxito futuro de Watt & amp; # x2019; de ninguna manera fue asegurado ni vendría sin dificultades. Cuando se le ocurrió su idea innovadora para el condensador separado en 1765, los gastos de su investigación lo habían dejado cerca de la pobreza. Después de pedir prestadas sumas considerables a sus amigos, finalmente tuvo que buscar empleo para mantener a su familia. Durante un lapso de aproximadamente dos años, se mantuvo como ingeniero civil, inspeccionando y administrando la construcción de varios canales en Escocia y explorando campos de carbón en el vecindario de Glasgow para los magistrados de la ciudad, todo mientras continuaba trabajando en su invento. .En un momento, un abatido Watt le escribió a su viejo amigo y mentor Joseph Black, & amp; # x201C; De todas las cosas en la vida, no hay nada más tonto que inventar, y probablemente la mayoría de los inventores han sido llevados a la misma opinión. por sus propias experiencias.&erio; # x201D;

En 1768, después de producir modelos de trabajo a pequeña escala, Watt se asoció con el inventor y comerciante británico John Roebuck para construir y comercializar máquinas de vapor de tamaño completo. En 1769, Watt recibió una patente para su condensador separado. Watt & amp; # x2019; la famosa patente titulada & amp; # x201C; Un nuevo método inventado para disminuir el consumo de vapor y combustible en motores de fuego & amp; # x201D; hasta el día de hoy se considera una de las patentes más importantes jamás otorgadas en el Reino Unido.

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Estatua de bronce de Boulton, Watt y Murdoch, y amp; apos; los Golden Boys & amp; apos;, dorados en oro, para conmemorar su desarrollo de la máquina de vapor, Broad Street, Birmingham central, West Midlands, Inglaterra. Artista Ethel Davies. Imágenes patrimoniales / Getty Images

Asociación con Matthew Boulton

Mientras viajaba a Londres para solicitar su patente en 1768, Watt conoció a Matthew Boulton, propietario de una empresa manufacturera de Birmingham conocida como Soho Manufactory, que fabricaba pequeños productos metálicos. Bolton y su compañía eran muy conocidos y respetados a mediados del siglo XVIII en el movimiento de iluminación inglesa.

Boulton fue un buen erudito, con un considerable conocimiento de idiomas y ciencias & amp; # x2014; particularmente matemáticas y amp; # x2014; a pesar de haber dejado la escuela cuando era niño para ir a trabajar a su padre y a su tienda. En la tienda, pronto introdujo una serie de mejoras valiosas y siempre estaba buscando otras ideas que pudieran introducirse en su negocio.

También fue miembro de la famosa Sociedad Lunar de Birmingham, un grupo de hombres que se reunieron para discutir juntos la filosofía natural, la ingeniería y el desarrollo industrial: otros miembros incluyeron al descubridor del oxígeno Joseph Priestley, Erasmus Darwin (abuelo de Charles Darwin), y el alfarero experimental Josiah Wedgwood. Watt se unió al grupo después de convertirse en el socio de Boulton & amp; apos; s.

Un erudito extravagante y enérgico, Boulton conoció a Benjamin Franklin en 1758. Para 1766, estos distinguidos hombres eran correspondientes, discutiendo, entre otras cosas, la aplicabilidad de la energía de vapor a varios propósitos útiles. Diseñaron una nueva máquina de vapor y Boulton construyó un modelo, que fue enviado a Franklin y exhibido por él en Londres. Todavía tenían que darse cuenta de Watt o su máquina de vapor.

Cuando Boulton conoció a Watt en 1768, le gustó su motor y decidió comprar una participación en la patente. Con el consentimiento de Roebuck & amp; apos; Watt le ofreció a Boulton un tercio de interés.Aunque hubo varias complicaciones, finalmente Roebuck propuso transferir a Matthew Boulton la mitad de su propiedad en Watt & amp; apos; s inventos por la suma de 1,000 libras. Esta propuesta fue aceptada en noviembre de 1769.

Motores de vapor de trabajo Boulton y Watt

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Boulton & amp; amp; Motor de vapor Watt, 1784.
Robert Henry Thurston / Wikimedia Commons / Public Domain

En noviembre de 1774, Watt finalmente anunció a su antiguo compañero Roebuck que su máquina de vapor había completado con éxito las pruebas de campo. Por escrito a Roebuck,&erio;amperio;nbsp;Watt no escribió con su entusiasmo y extravagancia habituales; en su lugar, él simplemente escribió: & amp;quot;El camión de bomberos que he inventado ahora está funcionando, y respuestas mucho mejores que cualquier otra que se haya hecho todavía, y espero que el invento sea muy beneficioso para mí.& amp; quot;

A partir de ese momento, la firma de Boulton y Watt pudo producir una gama de motores de trabajo con aplicaciones del mundo real. Se sacaron nuevas innovaciones y patentes para máquinas que podrían usarse para rectificar, tejer y fresar. Los motores de vapor se pusieron en uso para el transporte tanto en tierra como en agua. Casi todos los inventos exitosos e importantes que marcaron la historia de la energía del vapor durante muchos años se originaron en los talleres de Boulton y Watt.

Jubilación y muerte

El trabajo de Watt & amp; apos; con Boulton lo transformó en una figura de aclamación internacional. Su patente de 25 años le trajo riqueza, y él y Boulton se convirtieron en líderes en la Ilustración tecnológica en Inglaterra, con una sólida reputación de ingeniería innovadora.

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El taller del ingeniero e inventor escocés James Watt (1736-1819) en Heathfield, donde vivió desde 1790 hasta su muerte.
Hulton Archive / Getty Images

Watt construyó una elegante mansión conocida como & amp; quot; Heathfield Hall & amp; quot; en Handsworth, Staffordshire. Se retiró en 1800 y pasó el resto de su vida en el tiempo libre y viajando para visitar amigos y familiares.

James Watt murió el 25 de agosto de 1819 en Heathfield Hall a la edad de 83 años. Fue enterrado el 2 de septiembre de 1819. en el cementerio de St. Mary & amp; apos; s Iglesia en Handsworth. Su tumba ahora se encuentra dentro de la iglesia expandida.& amp; amp; nbsp;

Legado

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1878: una máquina de vapor portátil James Watt.
Hulton Archive / Getty Images

De una manera muy significativa, los inventos de Watt & amp; apos; impulsaron la Revolución Industrial y las innovaciones de la era moderna, desde automóviles, trenes y barcos de vapor hasta fábricas, sin mencionar los problemas sociales que evolucionaron como resultado. Hoy, el nombre de Watt & amp; apos; está adjunto a calles, museos y escuelas. Su historia ha inspirado libros, películas y obras de arte, incluidas estatuas en Piccadilly Gardens y St. Paul & amp; apos; s Catedral.

En la estatua en St. Paul & amp; apos; s están grabadas las palabras: & amp; quot; James Watt & amp; # x2026; amplió los recursos de su país, aumentó el poder del hombre y se elevó a un lugar eminente entre los seguidores más ilustres de la ciencia y los verdaderos benefactores del mundo.& amp; quot;

Fuentes y referencia adicional

• Jones, Peter M. & amp; quot; Viviendo la Ilustración y la Revolución Francesa: James Watt, Matthew Boulton y Sus Hijos .& amp; quot; The Historical Journal 42.1 (1999): 157 & amp; # x2013; 82. Impresión.
• Hills, Richard L. & amp; quot; Potencia de Steam: una historia del motor de vapor estacionario .& amp; quot; Cambridge: Cambridge University Press, 1993.
• Miller, David Philip. & amp; quot; & amp; apos; Puffing Jamie & amp; apos ;: La importancia comercial e ideológica de ser un & amp; # x2018; Philosopher & amp; # x2019; en el caso de la reputación de James Watt (1736 & amp; # x2013; 1819).& amp; quot; Historia de la ciencia , 2000, https://journals.sagepub.com/doi/abs/10.1177/007327530003800101.
• & amp; quot; La vida y la leyenda de James Watt: colaboración, filosofía natural y mejora del motor de vapor .& amp; quot; Pittsburgh: University of Pittsburgh Press, 2019.
• Pugh, Jennifer S. y John Hudson. & amp; quot; El trabajo químico de James Watt, F.R.S. & amp; quot; Notas y registros de la Royal Society of London, 1985.
• Russell, Ben. & amp; quot; James Watt: Hacer el mundo de nuevo .& amp; quot; Londres: Science Museum, 2014.
• Wright, Michael. & amp; quot; James Watt: Musical Instrument Maker .& amp; quot; The Galpin Society Journal 55, 2002.

Actualizado por Robert Longley

&erio; # x203A; Historia y amp; amp; Cultura