DE MARCHA CON EL VAPOR

MUSEO DEL FERROCARRIL /
I.E.S. DIEGO VELÁZQUEZ (TORRELODONES)
DE MARCHA CON EL VAPOR
JUSTIFICACIÓN Y OBJETIVOS
El Museo del Ferrocarril presentó dos líneas expositivas, una de ellas es la aportada por el propio
Museo y otra la de las actividades desarrolladas por los alumnos del I.E.S. Diego Velázquez.
Conjuntamente y bajo el título “De marcha con el vapor”, se acordó que los contenidos a desarrollar este año se centrasen en el “Vapor”. Aspecto clave para el ferrocarril desde su vertiente económica, tecnológica e histórica, ya que el vapor, y muy especialmente el “vapor vivo” (trenes históricos en movimiento), es el “emblema” de la institución.
Además de las propios elementos expositivos, el Museo elaboró un material didáctico específico
para que cada una de las piezas que se mostraban (historia del ferrocarril, locomotora de vapor
seccionada, mecanismo de distribución del vapor, maqueta animada y el taller “En tus manos: Maquinista y Fogonero”) pudieran ser correctamente explicadas por los alumnos del I.E.S. Diego Velázquez a los visitantes.
NIVELES
RESPONSABLES DEL MUSEO
PROFESORES DEL CENTRO
ESO
CARMEN REY
PABLO CASSINELLO
CRISTINA SOMOLINOS
ROSA SANZ
RAFAEL GÓMEZ-CARRILLO
A LA CONQUISTA DEL VAPOR
El invento del ferrocarril en el siglo XIX supuso una revolución técnica, social y cultural.
Con la máquina de vapor, por primera vez
el hombre fue capaz de controlar, transformar y convertir la energía en movimiento.
El mecanismo que hace posible que la locomotora de vapor transforme la energía en
movimiento es el sistema biela-manivela.
La primera máquina de vapor de uso industrial la construyó el británico Thomas
Newcomen en 1712. Algunos años más tarde, en 1769, James Watt logró perfeccionar
la máquina de Newcomen a base de realizar la condensación del vapor fuera del cilindro, en un recipiente llamado condensador, refrigerado con agua. Pero fue a partir
de la primera experiencia, puesta en marcha por Stephenson, cuando el ferrocarril
se extendió por toda Europa y América, iniciándose el gran florecimiento de las locomotoras de vapor.
Esquema de una locomotora de vapor.
Las antiguas locomotoras de vapor se diferenciaban unas de otras según el número de ruedas motrices; de esta forma, a mayor número
de ruedas motrices, más potencia y velocidad alcanzaba la locomotora. En las placas de numeración, este código viene representado en los
tres primeros números, donde la cifra central in-
dica el número de ruedas motrices que, unidas
a través de la biela, transformaban el movimiento
lineal en circular. La primera y la última cifra indican el número de ruedas libres que servían
para sustentar el peso de la locomotora y hacerla menos rígida.
En España el vapor tuvo su presencia durante
127 años (1848-1975). Los años veinte fueron la
época dorada del vapor, llegándose a fabricar en
nuestro país las máquinas más potentes y rápidas como las Mikado, las Consolidación, las
Montaña o las Mastodonte, entre otras.
El mantenimiento de estas locomotoras exigía
un gran número de personal que trabajaba
en un ambiente de humo, hollín y grasa, que
poco a poco dejaron su paso a las locomotoras
eléctricas y diésel.
HERVIR EL AGUA... ¿INCLUSO A 20 ⴗC?
Material necesario
Matraz con agua.
Campana de vacío.
Olla a presión con indicador de temperatura
y presión.
Calentador.
Agua fría.
Aplicación didáctica
Si se pretende hervir agua en una montaña se
constata que la temperatura requerida es menor
cuanto más alta es, es decir, cuanto menor es
la presión. Si ésta es próxima a cero, el agua
hierve a temperatura ambiente. Esta demostración se realizó en una campana de vacío.
Se demostró también que en una olla a presión
ocurre lo contrario, es decir, que la temperatura
de ebullición aumentaba (hasta unos 115 ⬚C) debido al aumento de presión (el manómetro marcaba 1,5 atmósferas).
CONDENSAMOS VAPOR Y FORMAMOS NUBES
Material necesario
Frasco de cristal con agua.
Guante de goma.
Humo de una cerilla.
Aplicación didáctica
El objetivo de este taller era explicar que cuando un gas se expande debido a una bajada de
presión, pierde energía interna, por lo que se
enfría y puede condensarse. Puede comprobarse este comportamiento e imitarse la formación
de nubes simplemente con un guante de goma
ajustado a la boca de un recipiente de cristal.
Se echa un poco de agua en dicho recipiente
y se introduce el humo de la combustión de una
cerilla. Se ajusta el guante y a continuación se
hacen movimientos de introducción del guante
y se comprueba que no hay nubes, pero si
se efectúan esos movimientos de tiro hacia fuera, enseguida se puede ver la formación de las
mismas.
En la atmósfera, si hay presión baja, el vapor de
agua asciende formándose nubes, porque al expandirse bruscamente se enfría y se condensa.
VAPOR Y MOVIMIENTO
Material necesario
Maqueta de máquina de vapor.
Olla doméstica.
Aplicación didáctica
Observamos cómo el vapor
pone en funcionamiento unas
pequeñas maquetas de máquinas de vapor.
Para desarrollar este taller se
puso en funcionamiento una
maqueta de una central con
una turbina movida por vapor
generado por una olla doméstica. Conectada a la turbina se
colocó una dinamo con un amperímetro que marcaba aproximadamente 5 mA.
De esta manera se puede entender que el vapor también
mueve indirectamente los trenes
actuales, porque en las centrales térmicas y nucleares se forma vapor que hace moverse a
una turbina que genera electricidad que, a su vez, impulsa a
muchos trenes de nuestros días.
MUSEO DEL FERROCARRIL
Fundación de los Ferrocarriles Españoles
Paseo de las Delicias, 61
28045 MADRID
www.museodelferrocarril.org
Tel. 902 228 822
Horario:
Martes a domingos: de 10.00 a 15.00 horas.
Sábado, entrada gratuita (todos los días para
portadores de carné ferroviario de Renfe, Feve,
Metro y FF CC autonómicos).
Martes, miércoles y jueves, el horario de visita
se prolongará hasta las 17.00 horas sólo para
grupos concertados.
Lunes: cerrado.
Plancha de aluminio para confeccionar
una pequeña turbina.
Dinamo y amperímetro.