La máquina de vapor de Watt

James Watt no inventó la máquina de vapor. Cuando nació, en 1736, ya llevaba un cuarto de siglo bombeando agua en las minas de carbón inglesas: la máquina atmosférica de Thomas Newcomen funcionaba desde 1712 y había cientos repartidas por Gran Bretaña. Lo que Watt inventó fue algo menos vistoso y más decisivo: una manera de que la misma máquina consumiera un tercio del carbón. Esa diferencia, multiplicada por miles de máquinas durante medio siglo, es buena parte de la Revolución Industrial.

La máquina de Newcomen era ingeniosa y derrochadora. El vapor entraba en un cilindro vertical y empujaba el pistón hacia arriba; después se inyectaba agua fría en ese mismo cilindro, el vapor se condensaba, dentro quedaba un vacío parcial y la presión atmosférica empujaba el pistón hacia abajo (de ahí lo de atmosférica: era el aire, no el vapor, quien hacía la fuerza). El problema estaba en la alternancia: cada ciclo enfriaba el cilindro para condensar y lo recalentaba para admitir vapor nuevo, y la mayor parte del carbón se iba en volver a calentar el hierro, no en mover el pistón.

Watt lo vio en 1763, cuando la Universidad de Glasgow, donde trabajaba como constructor de instrumentos, le encargó reparar una maqueta de Newcomen que apenas daba unas carreras antes de quedarse sin vapor. Midió, y descubrió que el modelo gastaba varias veces más vapor por ciclo del que correspondía al volumen del cilindro. Dos años le costó la solución, que según contó él mismo se le ocurrió un domingo de mayo de 1765 paseando por el Glasgow Green: condensar el vapor en un recipiente aparte, conectado al cilindro por una válvula y mantenido siempre frío, de modo que el cilindro pudiera estar siempre caliente. Esa es la idea de la patente de 1769, titulada con precisión de contable, «un nuevo método para disminuir el consumo de vapor y combustible en las máquinas de fuego». Y añadió un segundo cambio: cerrar el cilindro por arriba y empujar el pistón con vapor en vez de con aire, lo que convirtió la máquina atmosférica en una máquina de vapor de verdad.

Entre la idea y la máquina que funciona hubo once años, deudas y un socio. Fabricar un cilindro grande con un pistón que ajustara lo bastante para no perder vapor estaba fuera del alcance de los talleres de la época, y Watt sólo lo consiguió con los cañones taladrados de John Wilkinson, en 1775. Ese mismo año se asoció con Matthew Boulton, un industrial de Birmingham que puso el capital, la fábrica de Soho y la habilidad comercial, y consiguió del Parlamento una prórroga de la patente hasta 1800. Boulton y Watt no vendían máquinas: cobraban un tercio del carbón que el cliente se ahorraba respecto a una Newcomen equivalente, lo que obligó a medir con exactitud el trabajo de cada máquina y dio origen al caballo de vapor como unidad comercial.

La segunda vida de la máquina vino cuando dejó de bombear. Una máquina de vapor sube y baja; una fábrica necesita un eje que gire. Entre 1781 y 1784 Watt patentó el engranaje planetario que convierte el vaivén del balancín en rotación (la biela-manivela, que es la solución obvia, estaba patentada por otro), la máquina de doble efecto en la que el vapor empuja el pistón en los dos sentidos, y el paralelogramo articulado que mantiene recto el vástago, el mecanismo del que estaba más orgulloso. Con esas tres piezas, el vapor podía mover telares, laminadores y molinos lejos de cualquier río, y la fábrica dejó de depender de la geografía.

Watt fue, hasta el final, un hombre prudente con su propia criatura: desconfiaba del vapor a alta presión, lo creía peligroso, y usó su patente para frenarlo. Tuvo que expirar, en 1800, para que Richard Trevithick y después George Stephenson construyeran las máquinas pequeñas y potentes que cabían en una locomotora. La historia honra a Watt de una manera que a él le habría parecido justa: el vatio, la unidad de potencia, mide exactamente lo que él se pasó la vida midiendo, el trabajo hecho por unidad de tiempo. Para la otra manera de medir la ciencia en esta misma época, la del grado en que una idea resiste el método científico, ver el caso del barómetro de Torricelli, que explica por qué una máquina atmosférica funciona.