BARCO DE PROPULSIÓN A VAPOR (EL BARCO “PUTT PUTT”)
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA Desde el tiempo de los antiguos griegos, gr iegos, se ha estudiado el uso del vapor como medio de propulsión para distintos medios de transporte. A lo largo de la historia, se han construido máquinas de vapor que han propulsado coches, trenes, o barcos, demostrando que tan solo el agua y el calor podían ser suficientes para propulsar un vehículo. La aparición de la máquina a vapor se ha considerado como el inicio de la Revolución Industrial. La aplicación de esta fuente de energía realmente transformó el sistema de trabajo imperante en el siglo XVIII. El siguiente proyecto “barco de propulsión a vapor” funciona por medio de la tercera ley de
newton ACCIÓN Y REACCIÓN, allí se verá evidenciada la aplicabilidad de esta en las diferentes etapas de combustión y evaporización del agua concluyendo en la movilidad de éste. JUSTIFICACIÓN Este proyecto fue realizado para explicar la química inorgánica en la cotidianidad del hombre aplicando la tercera Ley de Newton demostrando la funcionalidad de los barcos de vapor como una máquina que a través del tiempo a solucionados problemas al hombre facilitando su vida diaria. Escogimos esta máquina porque su aparición supuso toda una revolución en la navegación marítima mundial ya que no dependían tanto de los vientos y corrientes. IMPORTANCIA Es importante observar que este principio de acción y reacción relaciona dos fuerzas que no están aplicadas al mismo cuerpo, produciendo pr oduciendo en ellos aceleraciones diferentes, según sean sus masas. m asas. La tercera ley expone que por cada fuerza que actúa sobre un cuerpo, este realiza una fuerza igual pero de sentido opuesto sobre el cuerpo que la produjo. Dicho de otra forma, las fuerzas siempre se presentan en pares de igual magnitud, sentido opuesto y están situadas sobre la misma recta. Este principio se aplica a toda clase de fuerzas y presupone que la interacción entre dos partículas se propaga instantáneamente en el espacio (con velocidad finita). OBJETIVOS • Dar a conocer el funcionamiento del barco de vapor mediante el proceso de vaporización de
agua aplicando altas temperaturas. • Aplicar la tercera Ley de Newton demostrando la funcionalidad de los barcos de vapor como una
máquina que a través del tiempo t iempo a solucionados problemas al hombre facilitando su vida diaria. MARCO TEORICO Existe un documento de 1695 en el Archivo de Simancas en el cual hay constancia de una tentativa de 1543 por parte Blasco de Garay de propulsar la galera “Trinidad”, de 20 0 toneladas de
desplazamiento, por medio de seis ruedas de palas movidas mediante una máquina de vapor. Sin embargo esta propuesta no obtuvo el apoyo financiero de la corona, y quedó relegada al olvido y hasta finales del siglo XVIII no existieron máquinas de vapor fiables y eficientes cuando se realizaron las primeras tentativas serias de propulsión naval por medio del vapor. En 1707 Denis Papin diseñó un barco, movido por la fuerza del vapor, con la intención de realizar la travesía desde Kassel, a orillas del Fulda, hasta Londres. En 1765 James Watt convirtió el concepto preexistente de la máquina de vapor atribuido usualmente a Thomas Newcomen, en un invento realmente eficaz, gracias a la incorporación del condensador externo. A partir de este momento se suceden las tentativas de conseguir aplicar la máquina de vapor como fuerza motriz de todos los medios de transporte y en particular el más avanzado de la época: el barco. En 1783 Claude François Jouffroy d'Abbans, Marqués de Jouffroy d'Abbans, bota el "Pyroscaphe" un barco vapor de 45 metros de longitud, con ruedas con el que logra remontar la corriente del río Saona, desde Lyon a Santa Bárbara. No obstante, su condición noble le obliga a emigrar al estallar la Revolución francesa y finalmente murió arruinado en 1832. En 1797 John Fitch realiza un intento de barco de vapor que ha de abandonar por falta de apoyo financiero. En 1804 John Stevens desarrolla la aplicación de la máquina de vapor a una transmisión con hélices, teniendo claro que el futuro de la propulsión naval mecánica pasa por la utilización de éstas en lugar de las ruedas de paletas. A finales de 1803, Robert Fulton lanzó al Sena un barco cuyo propulsor era una rueda con paletas, movida por una máquina de vapor, fue mal acogido en Francia, y Fulton prosiguió sus experimentos en Estados Unidos, en 1807 bota su vapor "Clermont". Fulton recorrió en él los 240 km que separan Nueva York de Albany surcando el río Hudson. Con este mismo barco, se establecería el primer servicio regular a vapor. Este vapor llevaba unas ruedas con paletas a ambos lados del casco, diseño que durante un tiempo se extendió mucho. A estos buques se les conocería como "vapor de ruedas" y muchos llevaban mástiles con velas al mismo tiempo. Este tipo de barco de vapor tendría mucho éxito en la navegación fluvial, ya que necesitaban poco calado, aunque como inconveniente aumentan de forma considerable la anchura de los barcos, ejemplos de este tipo de nave son los famosos vapores de ruedas que circularon por el Misisipí, ejemplos de este tipo de vapor en España fueron el vapor de ruedas Colón, el Pizarro y el Blasco de Garay. En 1824 Sadi Carnot publica sus trabajos sobre el segundo principio de la termodinámica lo que supone el despegue definitivo de la propulsión a vapor. Hoy en día ya no son muy comunes los barcos de vapor por el mundo, pero, se siguen practicando pruebas con el fin de que sean un medio de transporte marino turístico, para las personas que lo deseen y quieran saber cómo se vivía y se viajaba antes en un barco de vapor. La tercera ley de Newton explica las fuerzas de acción y reacción. Estas fuerzas las ejercen todos los cuerpos que están en contacto con otro. Estas fuerzas son iguales pero contrarias; es decir tienen el mismo modulo y sentido, pero son opuestas en dirección. Esto significa que siempre en que un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro este también ejerce una fuerza sobre él. Se nombra fuerza de acción a la que es ejercida por el primer cuerpo que origina una fuerza sobre otro, por lo tanto se denomina fuerza de reacción a la es originada por el cuerpo que recibe y
reacciona con esta otra fuerza sobre el primer cuerpo. Desde tiempos de los antiguos griegos, se ha estudiado el uso del vapor como medio de propulsión para distintos medios de transporte. A lo largo de la historia, se han construido máquinas de vapor que han propulsado coches, trenes, o barcos, demostrando que tan solo el agua y el calor podían ser suficientes para propulsar un vehículo. En nuestro caso, hemos aprovechado el principio de acción-reacción para mover nuestro barco. El agua presente en el interior de nuestro tubo metálico, al calentarse por la transmisión de calor de la vela al tubo y del tubo al agua, pasa a estado gaseoso (vapor) y aumenta la presión en el interior del tubo. Este vapor a presión encuentra una vía de escape en la obertura que hemos realizado, produciendo un empuje sobre el tubo, que al estar montado en nuestra plataforma, hace que esta se mueva. El agua y el recipiente metálico puede calentarse mucho, por lo que debemos evitar tocarlos con las manos cuando el barco esté en funcionamiento. También deberemos tomar las precauciones adecuadas para no quemarnos con la vela. MARCO CONCEPTUAL Máquina de vapor: dispositivo mecánico que convierte la energía del vapor de agua en energía mecánica y que tiene varias aplicaciones en propulsión y generación de electricidad. El principio básico de la máquina de vapor es la transformación de la energía calorífica del vapor de agua en energía mecánica, haciendo que el vapor se expanda y se enfríe en un cilindro equipado con un pistón móvil. El vapor de agua: es un gas que se obtiene por evaporación o ebullición del agua líquida o por sublimación del hielo. Es inodoro e incoloro. Muy enrarecido, el vapor de agua es responsable de la humedad ambiental. En ciertas condiciones, a alta concentración, parte del agua que forma el vapor se condensa y se forma niebla o, en concentraciones mayores, nubes. Barco: Un barco es cualquier construcción cóncava y fusiforme, de madera, metal, fibra de vidrio hormigón u otro material, que por su forma es capaz de flotar en el ag ua y que se utiliza para navegar como medio de transporte. Barco, por consiguiente, es un término genérico con el que se puede referir tanto a una ligera canoa como a un imponente portaaviones. También se puede considerar como barco a todo vaso flotante de forma simétrica respecto de un plano longitudinal vertical, llamado plano de crujía, provisto de medios de propulsión y gobierno, que reúne las siguientes condiciones: • Flotabilidad, • Solidez o resistencia, • Estanqueidad, • Estabilidad, y • Navegabilidad (Velocida d y evolución).
Tubería de cobre: Tubos redondos sin soldadura, para agua y gas en aplicaciones sanitarias y de calefacción. Reciclaje: El reciclaje es un proceso fisicoquímico o mecánico que consiste en someter a una
materia o un producto ya utilizado a un ciclo de tratamiento total o parcial para obtener una materia prima o un nuevo producto. También se podría definir como la obtención de materias primas a partir de desechos, introduciéndolos de nuevo en el ciclo de vida y se produce ante la perspectiva del agotamiento de recursos naturales, macro económico y para eliminar de forma eficaz los desechos.
