MÁQUINA DE VAPOR DE DOBLE EXPANSIÓN

Se trata de una máquina (motor) de vapor de doble expansión doble para aplicación en propulsión naval. Consta de dos cilindros de alta presión y otros dos de baja presión. Este sistema multiexpansión mejoraba considerablemente la eficiencia del motor con respecto a los de un pistón y fue una de las últimas innovaciones tecnológicas en este tipo de equipos de combustión externa. Con los de triple expansión se mejoraron las prestaciones.

Como particularidad destacable de este motor cabe citar los dos tipos de mecanismos de engrase que lleva y la robustez de los sistemas de regulación de velocidad y control de marcha avance/atrás. El condensador iba independiente y no se conserva.

La máquina de vapor es de doble expansión, de ciclo Wolf, con cuatro cilindros ( dos de alta y dos de baja).

Funcionaba con vapor saturado seco a presiones relativamente bajas (14-15 Kg/cm²) y presión de evacuación de 0.5 Kg/cm². Su potencia era de 1.000 CV.

La máquina de vapor dispone de acoplamiento al cigüeñal a proa y popa. El primero para accionar la bomba succionadora de dragado y el segundo para la propulsión del propio buque.

Como una innovación tecnológica de la época de construcción cabe destacar el autoengrase de los patines de las bielas. Por otra parte dispone de carter semicerrado y el cambio de marchas es Stephenson.

Fue restaurado por la Escuela Técnica Superior de Náutica de la Universidad de Cantabria en el año 2002.

La máquina que se ha restaurado perteneció a una draga polaca que fue desgüazada en San Juan de la Arena, en la ría de Muros del Nalón

(Asturias) en el año 1988 y fue traída a Santander en 1989. Esta draga llevaba dos maquinas gemelas de propulsión, estando la otra en la Escuela de Náutica de Gijón.

Fue construida en el año 1890 y estuvo operativa hasta el año 1986.

Con la colaboración de ASTANDER, pinturas FERRROLUZ y ASCAN, además de la Unidad Técnica de la Universidad de Cantabria, la Escuela Técnica Superior Náutica pudo restaurar en 2002 la máquina que se encuentra actualmente expuesta en la zona ajardinada frontal del edificio de la Escuela.

Esta máquina forma parte de la historia de la propulsión naval, como patrimonio arqueológico-industrial, al representar uno de los cambios tecnológicos más importantes en la marina mercante como fue la sustitución de la propulsión a vela por el vapor.

Este tipo de propulsión mediante máquinas de vapor alternativas fue utilizado por los buques hasta los años 1960, época en que, la mayor parte de los barcos utilizaban ya los motores Diesel o bien turbinas de vapor.

Desde la antigüedad la vela ha sido el sistema más empleado en la propulsión para navíos mercantes. A lo largo de los siglos se fue mejorando el diseño y la construcción del velamen mejorando su fiabilidad, seguridad y eficiencia. Ya en el siglo XIX se llegó a la mayor cota con los estilizados diseños de veleros tipo Clipper, en la década de 1830, y que culminó con la construcción de buques legendarios como el Cutty Shark construido en 1870.

Sin embargo y como ocurre en general con todas las tecnologías, cuando la vela estaba en su estado de madurez, debió de dejar paso a un nuevo sistema de propulsión, la máquina de vapor. La independencia de las imprevisibles condiciones del viento, entre otras muchas ventajas, fue una de las causas.

El primer barco a vapor registrado en el mundo se debe al ingeniero escocés William Symington, el Charlotte Dundas, en 1802 y el que realizó la primera travesía transatlántica regular fue el vapor de ruedas de paletas Great Western, en 1838.

A  lo largo del XIX la propulsión de paletas dio paso gradualmente a la hélice, se comienza la construcción de cascos en hierro y luego en acero lo que unido a la instalación de máquinas de vapor originó un cambio radical en el sector naval.

Con el tiempo y ya en la primera mitad del XX los motores a vapor para propulsión naval fueron mejorando sus prestaciones apareciendo los de de expansión múltiple, que aprovechan la expansión del vapor en varias etapas mejorando el rendimiento.

Surgió el de triple expansión que utilizaba tres cilindros con diferentes secciones y volúmenes que trabajan con diferentes presiones de vapor. El primer cilindro, que recibe el vapor a mayor presión sería el de menor volumen pasando el vapor de salida al siguiente cilindro de mayor sección de pistón. También se llegaron a construir de cuádruple expansión es decir con cuatro cilindros lo que les hacía más complejos pero más eficientes.

En motores de vapor marinos el tipo general era vertical con los cilindros encima del cigüeñal con una configuración similar a los actuales de combustión interna.

Como dato significativo es de destacar que los 2.700 buques Liberty que construyó Estados Unidos en la II Guerra Mundial estaban propulsados por motores a vapor de triple expansión.

Un ejemplo del tipo de buque de vapor de cabotaje muy empleado en la primera mitad del XX en el Cantábrico tendría las siguientes características:

Construido en Gijón en 1932 por Astilleros del Cantábrico.
Dimensiones: 34,77 metros de eslora, 6,62 de manga y 2,99 de puntal,

Pesos: 256 T de Registro Bruto, 460 TM de desplazamiento y 237 TM de carga.
Máquina de vapor Alternativa de Triple Expansión de 120 CV tenía tres cilindros con diámetros de 216 mm, 333 y 568 mm, con una carrera de 410 mm.

Velocidad: 7 nudos.

Consumo diario de carbón: 6 TM.

Capacidad de carboneras con 30 TM.

También, aunque en menor medida, se comenzaron a utilizar las turbinas de vapor en la propulsión de buques, más potentes con menor peso y volumen pero menos eficientes. Su empleo se limitó a casos especiales como buques de guerra. A mediados del siglo XX ya quedaban muy pocos buques de vapor instalando en los de nueva construcción motores de combustión interna.

Los motores de combustión interna, diesel y gasolina, fueron ocupando el lugar de los de vapor al ser muy superiores a estos en sus prestaciones en general y en particular en aplicaciones marinas. La eficiencia de una máquina de vapor es del orden de un 8% mientras que la de un motor Diesel puede llegar al 40%. Si a esto unimos la superior densidad energética del gasóleo frente al carbón tenemos un aumento considerable de la autonomía de los buques al disponer de más capacidad energética para el mismo volumen de almacenamiento.