James Watt, padre de la máquina de vapor moderna

James Watt fue un inventor, ingeniero mecánico y químico escocés famoso por su trabajo en la primera máquina de vapor moderna del mundo. Modificaría la máquina de vapor Newcomen para mejorar su eficiencia a través de su pensamiento creativo y conocimiento científico del diseño de instrumentos. El trabajo de James en la máquina de vapor demostraría ser una contribución sustancial al mundo y una que, en no pequeña parte, ayudaría a impulsar la Revolución Industrial en casa en Gran Bretaña y en el resto del mundo.,

James inicialmente tomaría work building instruments en la Universidad de Glasgow. Mientras estaba allí se interesaría por las máquinas de vapor. Rápidamente se daría cuenta de que las máquinas de vapor existentes desperdiciaban energía al enfriar y recalentar repetidamente el cilindro. Para resolver esto, introdujo una mejora simple pero significativa en el diseño. Un condensador separado. Esto evitó la necesidad de desperdiciar energía y mejoró radicalmente la potencia, la eficiencia y la rentabilidad de las máquinas de vapor.

James Watt mejoraría gradualmente el diseño del motor a lo largo de los años., Agregó movimiento rotativo y amplió las aplicaciones de los motores a usos más allá del bombeo de agua. Watt intentó comercializar su invento, pero experimentó muchos reveses financieros. Eso fue hasta que entró en una sociedad con Matthew Boulton en 1775. La pareja formaría una nueva compañía, Boulton y Watt, que finalmente tendría mucho éxito. Watt eventualmente se convertiría en un hombre muy rico.

durante su retiro, Watt continuaría jugando. Desarrolló varios inventos nuevos, pero ninguno de ellos era tan significativo como la máquina de vapor., Más tarde moriría a la madura edad de 83 años.

primeros años

James Watt nació el 19 de enero de 1736 en Greenock, Renfrewshire, Escocia. Su padre era el tesorero y magistrado de Greenock. También dirigió un exitoso negocio de construcción de barcos y casas.

Su madre, Agnes Muirhead, provenía de una familia distinguida y estaba bien educada. Sus padres eran presbiterianos y fuertes Covenanters., El abuelo de Watt, Thomas Watt, era en realidad un profesor de matemáticas y asesor del Barón de Cartsburn. Curiosamente, dado el hecho de que fue criado por padres religiosos, más tarde se convertiría en deísta.

la infancia de James estaría plagada de dolores de muelas y migrañas. Because of this medical condition, he was unable to attend school regularly. Debido a esto, James fue enseñado en casa por sus padres inicialmente. Su madre enseñó a James a leer, mientras que su padre le enseñó aritmética y escritura. Más tarde asistiría a una escuela de gramática donde aprendió latín, griego y matemáticas.,

James Watt mostraría un gran nivel de destreza manual, habilidades de ingeniería y una aptitud para las matemáticas. Otros temas como el latín y el griego no le interesaban mucho.

una parte importante de la educación de James fueron los talleres de su padre. Aquí James trabajó con sus propias herramientas, banco e incluso una fragua. Pasaba su tiempo en los talleres haciendo modelos como grúas y órganos de barril. Rápidamente se familiarizó con los instrumentos de la nave también.,

su tiempo en los talleres de su padre le ayudó a decidir rápidamente lo que quería hacer con su vida, al menos al principio. Durante la adolescencia de James, su padre perdería su herencia debido a desastres comerciales y la muerte de su madre.

James elige su destino

a los 17 años James decidió convertirse en un fabricante de instrumentos matemáticos. James Watt primero se trasladó a Glasgow, donde uno de los parientes de su madre dio conferencias en la Universidad. James también conocería a Robert Dick mientras estaba en Glasgow., Dick animó a Watt a dominar la habilidad de hacer instrumentos mudándose y trabajando como aprendiz en Londres. James actuó en este consejo y en 1755 se trasladó a Londres después de encontrar un maestro dispuesto a enseñarle.

ese maestro dispuesto era un tal John Morgan. Era un fabricante de instrumentos que accedió a contratarlo, pero con poca paga. James terminaría trabajando largas horas continuamente en un taller frío. Debido a esto, su salud declinó.,

sus habilidades superaron a los otros aprendices de John y pudo completar su mandato en un año, que normalmente se extendía hasta siete años. La salud de James se rompió en un año, pero había aprendido lo suficiente para » trabajar tan bien como la mayoría de los oficiales.»Después de este tiempo James regresó a Glasgow una vez más.,

como James no había completado un aprendizaje oficial de siete años, el Glasgow Guild of Hammerman (la organización que tenía jurisdicción sobre un artesano que usaba un martillo) bloqueó su solicitud a pesar de que no había ningún fabricante de instrumentos matemáticos en Escocia en ese momento.

la situación de Watt se vio favorecida por la llegada Desde Jamaica de instrumentos astronómicos que fueron legados a la Universidad de Glasgow. Estos instrumentos requerían la atención de expertos. Watt logró restaurarlos a su estado de funcionamiento y fue renumerado en consecuencia. Estos instrumentos fueron finalmente instalados en el Observatorio Macfarlane. Debido a su excelente trabajo en los instrumentos, tres profesores le ofrecieron la oportunidad de establecer un pequeño taller dentro de la Universidad.,

creación de tienda

esto se inició en 1757. Aquí hizo y vendió instrumentos matemáticos como cuadrantes, brújulas y escalas. También ayudaría con las manifestaciones. Mientras que en el campus de la Universidad James conoció a muchos científicos y en particular se hizo amigo cercano con el químico y físico británico Joseph Black.

Joseph más tarde desarrollaría el concepto de calor latente. James también se haría amigo del famoso Adam Smith.

en 1758 James conoció a John Craig, un empresario local y arquitecto., Los dos formaron una asociación que permitió a James abrir otra tienda en Glasgow para vender instrumentos musicales y juguetes. Esta asociación duró seis años y la pareja finalmente empleó hasta dieciséis trabajadores. Craig tristemente murió en 1765. Uno de sus empleados, Alex Gardner, finalmente se hizo cargo del negocio que en realidad duró hasta bien entrado el siglo 20.

en 1764 se casó con su prima Margaret Miller, quien, antes de morir nueve años más tarde en el parto, le dio seis hijos.

motor de James

en 1764 James se encontró reparando un modelo de máquina de vapor Newcomen., Watt rápidamente se dio cuenta de lo ineficiente que era el diseño, desperdició mucho vapor. James decidió luchar con el diseño para mejorar su eficiencia. En 1765 finalmente se le ocurrió una solución.

El motor Newcomen había estado en uso durante casi 50 años para bombear agua de las minas. Su diseño apenas había cambiado en ese momento.

La idea de James era proporcionar al motor un condensador separado. Este iba a ser su primer y más grande invento. Watt había notado que el problema con la máquina de vapor Newcomen era su pérdida de calor latente., En este momento la comprensión de la máquina de vapor estaba en un estado muy primitivo. La ciencia de la termodinámica no sería formalizado por lo menos otros 100 años.

James logró reparar el modelo pero no funcionó. Continuó experimentando con él y descubrió que alrededor de tres cuartas partes de la energía térmica del motor se consumía en el calentamiento del cilindro del motor en cada ciclo., Esta energía se desperdició porque más tarde en el ciclo se inyectó agua fría en el cilindro para condensar el vapor y reducir su presión. Por lo tanto, al calentar y enfriar repetidamente el cilindro, el motor desperdició la mayor parte de su energía térmica en lugar de convertirla en energía mecánica.

Esta pérdida de calor latente fue un gran defecto con el motor Newcomen en la opinión de James. La solución de Watt tendría la condensación efectuada en una cámara distinta del cilindro principal pero conectada a ella.

James tiene una idea

en 1765, Watt fue golpeado por la inspiración. Se dio cuenta de que era hacer que el vapor se condensara en un cilindro separado del pistón. James también se dio cuenta de que el motor necesitaría mantener la temperatura del cilindro a la misma temperatura que el vapor inyectado rodeándolo con una «camisa de vapor».»

esto significaría que el cilindro absorbía muy poca energía cada vez que circulaba., Esto produciría un aumento considerable en la disponibilidad de energía para realizar trabajos útiles.

James más tarde conocería al médico, químico e inventor británico John Roebuck. John fue el fundador de Carron Works y fue él quien animó a James a hacer su propio motor. James Watt y John entrarían en una sociedad juntos después de haber hecho un pequeño motor de prueba. Su prototipo fue posible gracias a algunos préstamos de Joseph Black.,

Roebuck vivía en Kinneil House, Bo’Ness en ese momento y Watt trabajaría en el perfeccionamiento del motor en una pequeña cabaña adyacente a la casa. Las cabañas shell y una gran parte de uno de sus experimentos todavía existen hoy en día.

el progreso del motor se estancó debido a la dificultad en el mecanizado del pistón y el cilindro para su motor. Los herreros en ese momento eran más afines a los herreros que a los maquinistas de hoy en día. Por lo tanto, no pudieron producir los componentes con la precisión suficiente.

al año siguiente Watt sacó la famosa patente de » un nuevo método inventado para disminuir el consumo de vapor y combustible en los camiones de bomberos.»Esto se llevó a cabo al gran costo del capital.,

James consigue un trabajo

James Watt se había quedado corto de dinero. Esto lo obligó a buscar empleo. En 1766 Watt se había convertido en agrimensor. Los siguientes ocho años de su vida fueron consumidos marcando rutas para canales en Escocia. Este trabajo se comió severamente su tiempo y su trabajo en su nueva máquina de vapor fue severamente retrasado.

Su compañero Roebuck tristemente quebraría en 1772. Un fabricante e ingeniero Inglés Matthew Boulton, que también era el fabricante de las fábricas del Soho en Birmingham, se hizo cargo de las acciones de Roebuck en la patente de Watt., Después de ocho años de agrimensura, James se cansaría de la tarea. En parte debido a su nueva asociación con Boulton, James se trasladó a Birmingham en 1774.

su asociación con Boulton le daría a James acceso a algunos de los mejores herreros del mundo. Esto ayudó enormemente a producir piezas con la precisión suficiente necesaria para su motor.

El motor de James Watt fue un éxito instantáneo

La patente de James Watt fue extendida por el Parlamento británico en 1775. El mismo año Boulton y Watt formarían una asociación más oficial que duraría más de 25 años. El apoyo financiero que Boulton proporcionó permitió el rápido progreso del motor de Watt. Tan rápido, de hecho, que en 1776 se instalaron dos motores completamente funcionales.

se entregó e instaló un motor para bombear agua en Staffordshire colliery., El otro fue utilizado para soplar aire en los hornos de John Wilkinson forges. En 1776 James también se casaría de nuevo con su nueva esposa Ann MacGregor. Ella le dio dos hijos más.

durante los siguientes cinco años, hasta 1781, James Watt pasaría largos períodos de tiempo en Cornwall. Aquí instaló y supervisó numerosos motores de bombeo para las lucrativas minas de cobre y estaño de la zona. El motor de James se había vuelto muy buscado ya que los gerentes de la mina estaban buscando formas de reducir los costos, incluidos los costos de combustible.,

producción de franquicia

Los primeros motores de James Watt no fueron fabricados por Boulton y Watt directamente. Más bien fueron licenciados para ser hechos por otros siguiendo dibujos y planes hechos por Watt. James a menudo se necesitaba para servir como ingeniero consultor para su producción. El montaje del motor y el shakedown fueron supervisados inicialmente por Watt en persona. Más tarde por otros hombres en el empleo de su empresa.

las primeras máquinas eran bastante grandes. Uno de los primeros, por ejemplo, tenía un cilindro con un diámetro de 127 cm y una altura de 7 metros., Se requirió que se ensamblaran en un edificio dedicado para albergarlo. Boulton y Watt cobrarían un pago anual por las máquinas. Esto se estableció como 1/3 del valor del carbón ahorrado en comparación con un motor Newcomen existente que realiza el mismo trabajo.

Watt, para toda su perspicacia científica y de ingeniería no era un hombre de negocios. Se vio obligado a soportar fuertes negociaciones con el fin de obtener las regalías adecuadas en sus motores. A pesar de esto, en 1780 James estaba haciendo bastante bien financieramente. Sin embargo, a su socio, Boulton, le resultaba difícil reunir capital., Al año siguiente Boulton vio un nuevo mercado abierto en las industrias de maíz, Malta y algodón.

Boulton manchas nuevas oportunidades

James Watt fue instado por Boulton inventar alguna forma de movimiento de rotación para sus motores de vapor. La idea era reemplazar la acción recíproca del original. En 1781 hizo precisamente eso., Su llamado engranaje de sol y planeta proporcionaba el movimiento por medio del cual un eje producía dos revoluciones para cada ciclo del motor.

en 1782 James estaba en racha. Inventó y patentó el motor de doble efecto. Este motor tenía un pistón que empuja así como tira. El motor requería un nuevo método de conexión rígida del pistón a la viga.,

Su solución fue desarrollada en 1784 cuando inventó el movimiento paralelo. Esta es una disposición de bielas que guiaban el vástago del pistón en un movimiento perpendicular, que describió como «una de las piezas de mecanismo más ingeniosas y simples que he inventado. Boulton más tarde sugeriría la necesidad de un regulador centrífugo para el control automático de la velocidad del motor. Watt aceptaría sus sugerencias y las aplicaría con éxito en 1788. En 1790 también inventó y añadió un manómetro. Esto prácticamente completó lo que hoy conocemos como el motor Watt.,

años más tarde

Los pedidos rápidamente inundaron para su motor de fábricas de papel, molinos de harina, molinos de algodón, molinos de hierro, destilerías, canales y Obras hidráulicas. Tantos, de hecho, que por 1790 Watt se había convertido en un hombre rico. Hasta la fecha, había recibido alrededor de £76,000 en regalías de sus patentes durante los últimos 11 años. Sus últimos años no fueron totalmente consumidos por sus máquinas de vapor, sin embargo.James Watt fue miembro de la Sociedad Lunar en Birmingham. Este fue un grupo de escritores y científicos que deseaban avanzar en las ciencias y las artes., Watt también pasaría su tiempo experimentando con la resistencia de los materiales. James también estuvo a menudo involucrado en procedimientos legales para proteger sus patentes.

en 1785 Watt y Boulton fueron elegidos como miembros de la Royal Society de Londres. También comenzaría a pasar tiempo en vacaciones. Incluso compró una finca en Doldowlod, Radnorshire. Por 1795 Watt comenzó a retirarse lentamente de los negocios. En 1880 James se acercaba rápidamente a la edad de jubilación. 1880 también pasó a ser el año en que sus patentes y sociedad comenzarían a expirar.,

Watt estableció una nueva empresa en 1794, Boulton and Watt. Esta empresa construyó la fundición Soho para fabricar máquinas de vapor de manera más competitiva. También fue alrededor de este tiempo que el Hijo de Watt de su primer matrimonio, James, comenzó a darle problemas.

Problemas Familiares

James Watt Junior fue un joven simpatizante de la Revolución Francesa. Había sido criticado abiertamente en el Parlamento por presentar en 1792, un discurso de la sociedad Constitucional de Mánchester a la Société des Amis de la Constitution (el Club jacobino) en París.,

El largo retiro de Watt más tarde también se entristeció por la repentina muerte de otro hijo de su segundo matrimonio, Gregory. También sobreviviría a muchos de sus viejos y más cercanos amigos. A pesar de esto, Jacobo viajó a Escocia y Francia y Alemania cuando se firmó el Tratado de Amiens en 1802.

James Watt continuaría su trabajo en la buhardilla de su casa. Aquí lo había construido y equipado como un pequeño taller. James continuó jugueteando e inventando y de hecho desarrolló una máquina de esculpir con la que reprodujo bustos y figuras originales para amigos.,

James también trabajó como consultor de la Glasgow Water Company. Los logros de Watt fueron ampliamente reconocidos en su vida. Fue nombrado doctor en Derecho por la Universidad de Glasgow en 1806 y asociado extranjero de la Academia francesa de Ciencias en 1814 y se le ofreció un título de baronetcy, que declinó.

muerte y legado

James Watt murió el 25 de agosto de 1819. Tenía 83 años.

La máquina de vapor de James Watt fue un desarrollo verdaderamente innovador y, posiblemente, la clave de la Revolución Industrial., Su máquina se hizo increíblemente popular y se instaló en muchas empresas en todo el Reino Unido. Tal fue su contribución a la ciencia y la tecnología que una unidad de poder fue nombrada en su honor, el Watt.

el vatio, en caso de que no lo sepa, es una unidad SI igual a un Joule de trabajo realizado por segundo. Esto equivale a aproximadamente 1/746 de un caballo de fuerza (para caballos de fuerza mecánicos y eléctricos). Algunos científicos también argumentan que la invención de su movimiento paralelo (o motor de doble acción) en 1784 debería marcar el comienzo de la controvertida época del Antropoceno., Este es un intervalo de tiempo geológico aún no oficial.

en mayo de 2009, el Banco de Inglaterra anunció que Boulton y Watt aparecerán en el nuevo billete de £50. Este diseño es el PRIMERO en incluir un retrato doble en cualquier billete del Banco de Inglaterra. Esta imagen mostraba a los dos hombres, uno al lado del otro, yuxtapuestos con imágenes de la máquina de vapor del Watt y las obras del Soho de Boulton., Las citas atribuidas a cada uno de los hombres están inscritas en la nota: «vendo aquí, Señor, lo que todo el mundo desea tener: poder» (Boulton) y «no puedo pensar en nada más que esta máquina» (Watt).

en 2011, James Watt fue también uno de los siete miembros inaugurales del salón de la Fama de la ingeniería Escocesa.