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Bomba de vapor Savery (1698), el primer dispositivo accionado por vapor comercializado con éxito, construido por Thomas Savery

Se llama máquina de vapor a todo motor en el que se utiliza como fuerza motriz la que resulta de la expansión del vapor de agua. Su principio fundamental es el de la conversión del calor​ en trabajo.​ Este trabajo depende, como en todas las máquinas térmicas, del desnivel de temperatura, es decir, de la diferencia de la temperatura del vapor antes de expandirse y de la que tiene al salir al exterior.

La máquina de vapor se compone de dos partes: una en la que se produce el vapor que ha de actuar como fuerza motriz, denominada generador o caldera; y otra que constituye la máquina propiamente dicha, formada por el sistema de mecanismos encargados de recibir y transmitir la acción de la fuerza motriz del vapor, compuesta esencialmente de un émbolo o pistón​ (posteriormente reemplazado por la turbina de vapor) que adquiere por la acción del vapor un movimiento de vaivén en el interior de un cilindro donde encaja y oscila. En los primeros diseños utilizados para bombear agua en las minas, el movimiento se transmitía a otro émbolo mediante un balancín, haciendo la transformación de movimientos necesaria por medio de los mecanismos más convenientes.

La historia del vapor, considerado como fuerza motriz, suministra hasta en los más minuciosos pormenores, una continua confirmación del siguiente adagio: Nihil per saltus (Nada se hace por saltos bruscos):

Es justo reconocerlo, ha sido un error considerar la máquina de vapor como un objeto sencillo, cuyo inventor se necesitaba encontrar definitivamente. En la máquina de vapor existen muchas ideas capitales que pueden no ser concepción de un mismo cerebro. Clasificarlas por orden de importancia, dar a cada inventor lo que le pertenece, referir exactamente las fechas de las diversas publicaciones, tal debe ser el objeto del historiador.

(François Arago, secretario permanente de la Academia de Ciencias de París)
(Anuario de longitudes, 1837​ // Historical eloge of James Watt, Londres, 1839​)

Teoría general de las máquinas

Una de las cosas más notables y características del ser humano, que lo distingue de los demás seres vivos, es seguramente, la de poder inventar y construir máquinas, como desde tiempos inmemoriales ha venido haciendo; máquinas que multiplican sus fuerzas y facilitan el trabajo y que le han proporcionado los medios de atender con más desahogo y más comodidad cada día, a la satisfacción de sus necesidades, y cuando el ser humano compara sus fuerzas con las necesidades que le rodean, advierte que el límite señalado a aquellas por la naturaleza, no se opone a sus propósitos, si atina a auxiliarse de ciertos medios, cuya adopción, instintivamente como los primeros elementos de todas las ciencias que atienden a la conservación y engrandecimiento del individuo, constituyen los elementos rudos y usuales de la mecánica, y en estas primeras determinaciones del humano saber se advierte que preceden las aplicaciones a la teoría, porque aceptadas a vista de la necesidad por insinuación del ingenio, fundan sus condiciones didácticas en la experiencia, cuyos canónes se acatan ciegamente, y cuya doctrina forma parte de las tradiciones populares, hasta que, apoderándose de ellas la discusión, aparece la Ciencia, explicando lo que torpemente comprendía y utilizaba el instinto y señalando ese difícil valladar que separa la especulación y la práctica, y precede, pues, el servicio de las máquinas a la ciencia que reconoce sus fundamentos, y donde quiera que se conoce la necesidad de mecanismo se ofrece al ingenio determinar la forma apropiada del órgano que inmediatamente produce el efecto mecánico apetecido.

Vitruvio y otros autores

Para Vitruvio y otros, Arquitas de Tarento fue el primero que estableció reglas o estableció principios de Mecánica​ que después cultivó Platón, y llegó a construir una paloma de madera que volaba en todas las direcciones.

No obstante, consideran algunos, que a pesar que el ingenio tarentino era una máquina y no mecánica, y a pesar de estar dotado Architas (Arkitas o Arquitas) de capacidad de invención y con destreza tal para realizar por sí sus pensamientos, todo ello lo hacía sin conocer las leyes del movimiento ni dio a sus invenciones un carácter verdaderamente científico, como dejó escrito Pierre Hérigone en el Tomo IV de su obra Cursus mathematicus, París: S. Piget, 6 vol.​

Arquímedes, Aristóteles y Pappus de Alejandría

Cierto es que Arquímedes indagó sobre la teoría del centro de gravedad y del equilibrio en su obra De Æquiponderantibus; pero ni este trabajo del dudoso incendiario de la flota de Marcelo, ni lo que dejara escrito Aristóteles, ni las demostraciones que más tarde expuso Pappus de Alejandría respecto a la palanca, al axis in peritrochio​ o molinete, a la polea, al tornillo y a la cuña, no bastan para considerarlas como exposición de los principios teóricos a que estas máquinas obedecen en su funcionamiento​, pues muy adelantados los tiempos modernos es cuando llegaron a reconocerse las leyes del movimiento y de la descomposición de las fuerzas, en que esta ciencia se funda.

Etimología

La palabra muano, de donde provienen los vocablos máquina, mecánica, etc., significan invención, si bien supone al mismo tiempo el ejercicio o trabajo manual, de aquí el apellidarse desde entonces mecánicas las artes fabriles a diferencia de las artes liberales.

Asconio (Quintus Asconius Pedianus)

Máquina, según Asconio (9 aC.- 76 dC.), se llama todo aquello ubi non tam materiae ratio quam manus atque ingenii ducitur, donde se estima no tanto la condición, disposición o importancia de la materia, como de la mano o del ingenio.​

Tito Livio

Tito Livio, hablando del mecánico de Siracusa, Arquímedes, dice

(IV Bel. pun.): Archimedes erat unicus spectator coeli, syderumque, mirabilior tamen inventor ac machinator tormentorum bellicorum, operumque, quibus ea, quae hostes ingenti mole agerent, ipse per levi momento ludificaretur. (Era Arquímedes, el único obervador del cielo y de las estrellas, o el único astrónomo, pero era más digno de admirar como inventor y maquinador de los tormentos bélicos y de las obras por cuyo medio aquellas cosas u operaciones que hacían los enemigos con excesiva dificultad, las burlaba o inutilizaba a poco trabajo).

Teoría general de las máquinas como verdadero cuerpo de doctrina

• Data de Sadi Carnot, el general Poncelet, y su ulterior desarrollo por Coriolis, Navier, Bellanger, Smeaton, Lanz, Betancour, Tredgold, Reuleaux, Coulomb, Bour, Bossut, etc.​ y por tanto, las reglas de la maquinaria o arte de construir máquinas, aun cuando la mayor parte de sus fundamentos o más bien de sus aplicaciones usuales, fueran conocidas, son modernas, como los es también la ciencia de donde provienen, y la mecánica propiamente dicha, o la ciencia que enseña las leyes del movimiento, y que aprecia los efectos de la fuerza aplicada a las máquinas, no se conocía en los tiempos más antiguos, o cuando menos, el conocimiento usual que de ella se tuviese, no merecía el nombre de ciencia.
• A partir del siglo XIX, hay un creciente interés de la fabricación industrial y un adelanto de la Mecánica racional, ya que la civilización moderna pedía incesantemente productos nuevos y económicos, produciéndose una rápido desarrollo de la Mecánica industrial​( aunque las máquinas aplicadas a la fabricación tardaron algo en generalizarse, aun cuando desde 1785 se vieron los buenos efectos de la máquina de Boulton y Watt destinado al hilado de algodón en los talleres Robinson en Papplewich en Notthinghamshire)​.

Vapor

Gas no permanente, que vuelve al estado de líquido o sólido cuando baja su temperatura o cuando se le somete a una fuerte presión.

Historia

La primera máquina de vapor fue la Eolípila creada en el siglo I por Herón de Alejandría.

Difícil es averiguar, si en la Edad Antigua, se reconocía que el vapor pudiera emplearse como agente mecánico, y aun cuando desde los tiempos más remotos se observase que el vapor producido por el agua hirviendo sale con cierta fuerza por una abertura pequeña que tenga el vaso en que se forma, no hay razón bastante para creer que el eolipilo, fundado en la citada observación, pueda ofrecerse como prueba de que hasta fines del siglo XVII se hubiesen hecho tentativas para utilizar el vapor de agua, en aquel concepto, y hasta Jacques Rohault (filósofo y físico del siglo XVII)​, Pierre Polinière​ y otros, los físicos comparaban la cavidad del eolipilo a las cavidades subterráneas; el agua y el aire, contenido en aquel vaso, representaba según ellos, estos elementos contenidos en aquellas cavidades.

Siglo III adC.: Ctesibio

Filón de Bizancio, presenta la descripción del cañón de viento inventado por Ctesibio​ y es de gran interés en el arte de calibrar los cilíndros de una máquina de vapor, que alcanza una remota antigüedad con Ctesibio: Este instrumento se inventó por Ctesibio, y se halla dispuesto de una manera muy ingeniosa y natural. Ctesibio había comprendido según los principios de la neumática, que el aire está dotado de una fuerza maravillosa de movilidad y elasticidad, que se le puede condensar en un vaso suficientemente resistente y que entonces es susceptible de enrarecerse prontamente volviendo a su volumen primitivo; Ctesibio que era un diestro mecánico, pensó con razón que este movimiento podía prestar a las catapultas una gran fuerza y un choque muy rápido. Con este objeto preparó vasos de forma semejante a la de las cajas de los médicos que no tienen opérculo; las hizo de bronce estirado para que tuviesen más fuerza y solidez. El interior de estos vasos era torneado y su esterior tirado a regla; se introducía en ellos un pistón que podía moverse rozando la superficie interior, de suerte que ningún licor pudiese filtrar por medio, cualquiera que fuese la fuerza de choque. No debe causar asombro ni dudarse de que puede obtenerse este resultado; porque en el tubo d emano que se llama hidraulo el fuelle que transmite el aire al horno es de bronce y trabajado de la misma manera que los vasos de que acabamos de hablar. Ctesibio nos demostraba entonces de que fuerza y rapidez de movimiento estaba dotado el aire. Colocada una cobertera soldada sobre la abertura de estos vasos, empujaba el pistón a fuertes martillazos y con una cuña. El pistón cedía un poco hasta el momento en que el aire encerrado en lo interior estaba muy comprimido, para que los mayores golpes no pudiesen hacer entrar más la cuña. Cuando se iba a estraer la cuña, saltaba el pistón fuera del vaso con una gran fuerza Y sucedía con frecuencia que se veía brotar fuego producido por la rapidez del choque del aire contra el vaso....​

Valoración del texto

• Valioso
• Idea primera del fusil de viento
• Se indica el uso de un pistón
• Se indica el uso de un cuerpo de bomba metálico, y el arte de calibrar semejante cuerpo de bomba

La eolípila: diversas definiciones

• Etimológicamente, eolípila viene de Eolo, dios de los vientos y puertas y se trata de un vaso metálico, cóncavo y con un solo orificio, que se halla comúnmente en la extremidad de una especie de cuello o de parte prolongada y cuando se le introduce agua y se coloca sobre carbones ardiendo, el agua no tarda en vaporizarse y el orifico deja un estrecho paso a un surtidor de vapor hasta que de este modo se halla desalojado toda el agua por el calor.
• Instrumento de física que sirve para despedir un chorro por la fuerza elástica del fluido que se escapa de un líquido en ebullición, o para dirigir el soplo de un vapor sobre un punto determinado.
• Aparato destinado a producir una corriente de aire procedente de una bola metal, y esta bola contiene agua y se halla provista de una pequeña abertura, y en estas condiciones se somete a la acción de un foco calorífico.
• Consiste en una pequeña esfera metálica hueca, en la cual se atornilla un cuello de poca longitud, habitualmente arqueado y terminado por un orificio capilar, y después de llenarla hasta las dos terceras partes de agua y alcohol se coloca en una pequeña lámpara, en la cual se mantiene por unas pinzas formadas de dos segmentos esféricos, sostenidos por dos montantes iguales, paralelos y verticales, fijados por sus extremos inferiores en la paredes de la lámpara; el líquido de la eolipila entra en ebullición de lo cual resulta un chorro impetuoso, y si se invierte la eolipila, el líquido ocupa su cuello, y huyendo ante el vapor que le oprime, forma un chorro cuyo alcance es tanto mayor cuanto más intensa es la elasticidad del vapor.
• Vaso de metal de forma globosa y que termina por un tubo encorvado, en cuyo extremo hay un orificio bastante pequeño por donde sale con ímpetu, como una columna de viento, el vapor que dentro se forma a consecuencia del calor más o menos activo, comunicado al agua u otro líquido que se convenga.
• Obra: De aeolipyla / J. Gnilius, Argentotari, 1743.

Qué tipo de aparato es

Por la descripción citada anteriormente, se concibe que la eolípila es un aparato de reacción, lo cual quiere decir que se desarrolla en ella una fuerza de retroceso, lo cual podía en el siglo XIX reconocerse montando el instrumento sobre ruedas, y también otros tipos, como los siguientes:

• De rotación
• De surtidor de líquidos
• De surtidor de vapor
• De surtidor de llamas

Algunas aplicaciones desde la Edad Moderna

• G. Branca, en 1629, se sirvió de una eolípila para hacer mover las alas de un molino, pero sin acierto: es un mal empleo del vapor, porque se enfría y pierde mucho de su elasticidad mezclándose con el aire y alejándose del foco en que se forma
• Soplar la lámpara de un esmaltador y aumentar su potencia con un chorro de vapor inflamado (también soldar).
• Determinar la ebullición de un líquido por la proyección de ese chorro de llama sobre la pared lateral del instrumento donde, por ejemplo, se filtra el café.

Siglo I adC.: Vitruvio

Vitruvio conocía bien el juego de la eolípila o eolipila, pero se engañaba extrañamente sobre la causa de sus efectos: Las eolípilas son unas bolas de bronce, cóncavas y que no tienen más que un agujero muy pequeño por el cual se las llena de agua. Estas bolas no expelen aire alguno antes de calentarse, pero aproximadas al fuego tan luego como sienten el calor envían un viento impetuoso hacia el fuego, y así enseñan, con este experimento, verdades importantes sobre la naturaleza del aire y de los vientos. (Historia de las matemáticas, T.I.).

Valoración del texto

• En concepto de Vitruvio, el agua se convertía, pues, en aire con ayuda del fuego.
• Es cierto que los autores de la Antigüedad empleaban con frecuencia la palabra aire en el mismo sentido que en tiempos modernos la palabra gas o la palabra vapor; pero no puede alegarse en el texto de Vitruvio lo dicho, por lo siguiente:
  • Es una explicación del viento lo que Vitruvio quiere dar.
  • La encuentra en el viento impetuoso, en el aire arrojado por la eolipila.
  • El mismo Claudio Perrault, incurría en este extraño error cerca de mil setecientos años más tarde​.

I siglo dC.: Herón de Alejandría

Representación de una eolípila de Herón de Alejandría.

Herón de Alejandría, en su obra Spiritalia, traducción literal de la palabra griega Pneumáticas, nos dejó algunos pormenores sobre las diferentes maneras con que en su tiempo se sabía producir una fuerza motriz por medio del calor (el caldero, la olla, cuyo empleo alcanzó a tan remota antigüedad, han suministrado las primeras observaciones sobre la fuerza motriz del vapor) y se hallan descritos una serie de aparatos en la que se emplean en ellos de forma ingeniosa las corrientes de vapor o el aire cálido y aparecen citados también en la obra Mathematici Veteres, ed. Thevenot, 1693, 7 tomos​: Los globos bailan en esta forma: una olla llena de agua y con una apertura se somete a la acción del fuego; de la apertura sale un tubo que termina en su extremidad superior por un hemisferio cóncavo. Si arrojamos una bolita ligera en este hemisferio, el tubo levantará la bolita que parecerá bailar (Veteres Mathematici, París, Imprenta Real francesa, 1693. Descripción de Herón de un surtidor de vapor vertical sobre un cuerpo leve que se sumerge en él).

Examen de su obra

• Ingeniosas recreaciones mecánicas, en que pone en juego la fuerza motriz del vapor de agua y en otros aparatos se emplea el agua caliente como motor: Sobre ciertos altares, cuando se enciende el fuego, los personajes asistentes hacen libaciones,....Y así el personaje ofrece libaciones; y esto tiene lugar mientras dure el fuego, cesando la libación apagado éste y renovándose el fenómeno cuando se enciende el fuego. Se necesita además, que el tubo por el cual debe introducirse el calor sea más ancho en medio; porque es necesario que el calor o más bien el vapor que produce, cuando llega a un lugar más espacioso, se escape en mayor abundancia y pueda producir más efecto. (o también en el experimento cuadragésimo, el aire sometido a variaciones de temperatura, obra de suerte que hace subir el agua, invención sumamente notable, susceptible de haberse empleado para la elevación del agua, para los achicamientos, etc.).
• La idea de la llave con muchas salidas se halla ya en la obra de Herón de Alejandría y utiliza diversos medios muy ingeniosos para hacer salir de un mismo vaso diferentes licores (posteriormente fue imitado este aparato por Besson).
• Pero las demostraciones recreadas en Pneumáticas no tienen ni el rigor ni la elegancia que brillan en las obras de Euclides y de Arquímedes.
• Es posible, que interpolaciones sucesivas, hayan alterado en algunos parajes la serie primitiva de las ideas de Herón (las figuras de la edición más antigua dada por el matemático Federico Commandino (1509-1575)​, tutor del duque de Urbino, en 1575 en Urbino, Spiritalium liber. A Federico Commandino ex graeco, nuper in latinum conversus, figuras reproducidas casi sin alteración en todas las ediciones sucesivas, sufrieron evidentemente la influencia de la época en que se copió el manuscrito que la suministró).
• Otros autores, también creen, que se reunieron bajo el nombre de Herón, experimentos y procedimientos imaginados en diferentes épocas (el representado en la figura 1ª, puede que alcance la más remota antigüedad).

Cita

Desde Herón, acérrimo creyente y sostenedor de la doctrina aristotélica del «horror al vacío», y el primero de quien sabemos que hubiese hecho, sino útiles, ingeniosas aplicaciones de aquel motor admirable, hasta Stevens y Fulton, y luego otros perfeccionadores, ¿cuántas aplicaciones y modificaciones no se han visto de inmensa utilidad de aquella fuerza que tuvieron a su disposición sin concocerla las antiguas generaciones, en favor de las artes fabriles o industriales, sobre todo de la locomoción? ¡Cuanto no se hubiera admirado el sabio de Alejandría, si quince siglos después hubiese podido admirar la máquina de Blasco de Garay, surcando el líquido espacio, no con el auxilio de la vela ni de los remos, sino de aquella misma causa, de aquel impulso suave que daba animación a sus graciosos autómatas; cuánto no se hubiera sorprendido viendo una de esas moles gigantescas, esas naves de nuestros días, en que el vapor, no como ya una corriente activa, sino convertido en una fuerza espantable, y, no obstante, comprimida y sujeta a la voluntad del hombre, las conduce a través del grande Océano, burlando los vientos contrarios, las calmas tenaces y las corrientes, acortando con su velocidad las distancias, y estrechando los lazos sociales de la gran familia humana!...Pero al pagar el justo y debido tributo de admiración y gratitud a los grandes ingenios que han llevado a la perfección esa máquina portentosa, al admirar ese medio de acción que así aumenta y multiplica las facultades del hombre, hecho que la antigüedad hubiera recompensado con estatuas o deificado a sus autores; ¿Por qué no ha de hacerse justicia al que tuvo al primer pensamiento?

Segunda época de la Era Cristiana

Séneca, en su obra Cuestiones naturales, dice lo siguiente:

• Anaxágoras, es particularmente de esta opinión, y cree que las causas de las borrascas es también de los terremotos, es decir, que un viento encerrado debajo la tierra llega a romper el aire espeso y condensado en nube, tan violentamente que se rompen las nubes del cielo, y de esta colisión de nubes, de este choque del aire contra si mismo se escapan fuegos repentinos, que impiliendo todo lo que se ofrece a ellos buscan una salida, remueven todo obstáculo hasta que estrechados en un tránsito angosto encuentran un camino para escaparse al aire libre donde se abren uno con la violencia y la destrucción (página 488 de la colección Nisard-Dubaet).
• En la siguiente opinión atribuye al vapor de agua el papel que Anaxágoras da al aire y la cita con aclaraciones que la demuestran bien que la consideraba preferible: Ciertos filósofos, explicando los terremotos por el fuego, hierve en muchos lugares, exhala necesariamente torrentes de vapor que no tiene salida y que dilatan fuertemente el aire y vemos hervir el agua con el fuego y lo que producen nuestros hogares sobre un poco de líquido en una caldera estrecha, no dudamos que lo produzca con más fuerza sobre grandes masas de aguas el vasto y ardiente subterráneo y entonces el vapor de estas aguas hirviendo, sacude violentamente todo lo que encuentra (página 490 de la colección Nisard-Dubochet)​.

Se necesitarán cuatro siglos más para que se produzca una nueva idea a consecuencia de la explicación teórica de los terremotos, pero al menos se ve en lo que precede una distinción claramente establecida entre:

• Vapor de agua
• Aire dilatado

Época intermedia

Las fuerzas naturales o artificiales antes de ser verdaderamente útiles al hombre, casi siempre se han aprovechado en beneficio de la superstición y el vapor de agua no será una excepción a la regla general, como el dios Busterich encontrado en unas excavaciones según el citado F. Arago autor de Recueil d'observations géodésiques,..., París, Courcier, 1821:

• Antiguos germánicos y sus Crónicas, dios Busterich: El dios era de metal, , la cabeza cóncava, contenía un cántaro de agua. Algunos tapones de madera cerraban la boca y otro orificio situado sobre la frente. Se colocaban con destreza algunos carbones en una cavidad del cráneo y calentaban gradualmente el líquido. Muy luego el vapor producido hacían saltar los tapones con estruendo y entonces se escapaba violentamente por dos surtidores y formaba una espesa nube entre el dios y sus estupefactos adoradores. Parece que en la edad media creyeron la invención explotable y que la cabeza de Busterich no ha funcionado solamente sobre asambleas teutonas (obra: Elogio histórico de James Watt / Arago, en «Anales de longitudes», 1839).
• El dios citado aparece también en la obra Antigüedades explicadas , de Bernard de Montfaucon (L'Antiquité expliquée..., París, F. Delaulne, 1722, 5 tomos)​: En el mismo libro (tomo II) he representado otro dios de los antiguos germanos llamado Busterichus, cuyo ídolo se ve aun hoy (siglo XVIII) en el bosque de los condes de Schwartzemburgo..es de una especie de metal que no se conoce y tiene la mano derecha sobre la cabeza y rota la izquierda, que en otro tiempo tenía sobre la pierna: esta figura desnuda apoya una rodilla en tierra.

Siglo VI: Antemio de Tralles

Antemio sale citado en la obra de Agathías, historiador bizantino, que nos va a dar una indicación muy vaga pero incontestable de la aplicación de la fuerza motriz del vapor: Este Antemio era de Tralles y su arte consistía en las invenciones de los mecánicos, que aplicando sobre la materia las teorías geométricas, producen imitaciones y en cierta manera imágenes, de los fenómenos de la naturaleza. Tenía la mayor habilidad en este arte y había progresado tanto como era posible en el conocimiento de las ciencias matemáticas como su hermano Metrodoro en las gramaticales. Había en Bizancio un hombre llamado Zenon, inscrito en la lista de los abogados. Era vecino de Antemio, tanto que sus dos casas parecían no formar más que una y tener los mismos límites. Al cabo de algún tiempo estalló entre ambos una cuestión, sea por una ventana abierta por el uso, sea por una pared cuya altura excesiva interceptaba la luz, sea, en fin por una de aquellas numerosas causas que nunca dejan de acarrear disensiones entre los vecinos. Condenado Antemio ante los tribunales, como debía esperarlo teniendo como adversario a un abogado y no siendo capaz de luchar en elocuencia con él, imaginó para vengarse el siguiente ardid, que le suministró el arte que cultivaba. Zenon poseía una habitación muy elevada, espaciosa, muy preciosa y adornada, donde acostumbraba a recibir a sus amigos y tratar a los que más quería. El cuarto bajo de esta pieza pertenecía a Antemio, de suerte que el suelo intermedio servía de techo a uno y de suelo a otro. Antemio hizo colocar en su cuarto unas grandes calderas llenas de agua que rodeó exteriormente de cañones de cuero bastante anchos en su base para abrazar enteramente el borde de las calderas, pero disminuyendo después de diámetro como una trompeta, y terminando en proporciones convenientes Fijó los extremos de estos cañones a las vigas y tablas del techo y los sujetó con cuidado; de suerte que el aire que se había introducido en ellos, tenía el paso libre para elevarse al interior vacío de los cañones e ir a herir al techo sin obstáculo al lugar a que le era permitido llegar y que estaba circuido por el cuero, pero sin poder correr ni escaparse fuera. Habiendo hecho secretamente estos preparativos, Antemio encendió una gran llama, y calentándose el agua muy luego y entrando en ebullición, se elevó mucho vapor denso y opaco, que no pudiendo escaparse, subió a los cañones y se lanzó con tanta más violencia cuanto que estaba encerrado en un lugar más estrecho e hiriendo continuamente el techo, lo transtornó enteramente hasta el punto de hacer temblar ligeramente y crujir las maderas. Zenon, pues, y sus amigos se turbaron, atemorizaron, y se lanzaron a la calle gritando y exhalando exclamaciones y Zenon, muy bien quisto con el emperador, presentándose en el palacio preguntaba a sus conocidos lo que sabían sobre el terremoto y si les había causado algún perjuicio…

En contra de lo dicho por Agathías, uno de los escritores más eruditos que han tratado la historia de la máquina de vapor, Mongery, que no admite que el mecanismo descrito por Agathías sea exactamente el mismo que empleó Antemio: la extremidad dilatada de los cañones debió colocarse debajo de las vigas y no más allá; debía abrirse repentinamente por medio de una válvula o una llave. Solamente entonces hubiera producido un vivo sacudimiento​.

Siglo XV y XVI

Leonardo da Vinci

De Leonardo da Vinci se conservan unos manuscritos en París, examinados por gran número de eruditos, como por ejemplo:

• Por el profesor de física de Modena, Ventura, que leyó en París el 6 de Floreal, año V, un interesante ensayo sobre los manuscritos de Leonardo.
• Guillermo Libri, Sobre las obras físico-matemáticas de Leonardo da Vinci, que habla de Leonardo con mucha extensión en Historia de las ciencias matemáticas, 1840 (Histoire des sciences mathématiques en Italie:..., New York, 1970, 4 volúmenes; edición más reciente Sala Bolognese: Forni, 1991)​.
• Descripción y el croquis de un verdadero cañón de vapor y cita a Arquímedes, según interpretación de Delecluse, inserto en el periódico El Artista, en 1841, encierra un facsímil exacto de la página 33 del manuscrito B de Leonardo, texto relativo al vapor para lanzar proyectiles y se halla descrito y dibujado por el autor inmortal de Florencia, con una precisión que no permite la menor duda: Se notará, que lejos de presentar como nueva la invención de esta máquina Leonardo al contrario la atribuye a Arquímedes, pero lo que a nuestro sentir merece particular atención es el empleo que hace Leonardo de la palabra talento, , palabra griega, al paso que ordinariamente y en el curso de sus estudios indica siempre los pesos y medidas según el uso moderno de Italia. Arquimedes compuso un libro de los fuegos que no ha llegado hasta nosotros ¿Podrá suponerse que Leonardo tuvo conocimiento de esta obra por medio de alguna traducción árabe, y que en efecto se encuentra en ella descrita el architronito, máquina de cobre fino que lanza balas de hierro con gran estruendo y mucha violencia?​.

Cisarino

Cisarino (1521).-Según el citado Libri, en la obra de matemáticas dicha, resultaría de un texto de Cisarino, que antes de 1521 se había hecho uso en la guerra de las eolipilas: Se llaman eolipilas, llevan, pues, un nombre semejante a las balas sólidas o ventosas que sirven unas para jugar, otras para extraer la sangre y otras para lanzar fuegos contra el ejército y ciudad sitiados cuyos almacenes se quieren quemar..Se usan estas bolas que tienen una abertura muy estrecha, en la extremidad de un cuello. Cuando después de haber calentado su fondo se invierten sumergiendo el cuello ya en agua ordinaria o en otra perfumada, se llenan casi enteramente por el calor recibido. Si se colocan después de cenizas calientes o sobre un brasero y las bolas son de vidrio, de tierra o de metal, desarrollan una fuerza muy considerable contra un obstáculo opuesto a la abertura, por ejemplo contra la madera, hasta el punto de hacer saltar este obstáculo con gran sacudimiento. Mientras que el fuego hace hervir el agua, veréis que una eolipila con una cobertera terminada por un caño de bronce encorvado, del diámetro de una pluma, soplará el fuego mientras que no se halle completamente vacío de agua.. De estas palabras dichas se deduce lo siguiente:

• Según el autor, las eolipilas son semejantes a los proyectiles cóncavos empleados en la guerra desde el siglo XV y a las bolas cóncavas usadas como ventosas desde la más remota Antigüedad.
• Tenía una idea de la fuerza desarrollada por la expansión del vapor de agua.
• No dice ni una palabra de su aplicación al arte militar.
• El libro de Cisarino se titula Di fucio Vitruvio Pollione de Architectura libri decen,.. y se imitó en muchos lugares por alemám G.E. Rivir en la obra titulada Baukurst ader Architectur.., Basilea, 1582, encontrándose en la página 27 la reproducción de las figuras publicadas por Cisarino.

Blasco de Garay

Blasco de Garay ​ (1543).- Navarrete, publicó en 1826, en la correspondencia astronómica de Franz Xaver, Barón de Zach,​ la nota siguiente que le comunicó Tomás González, director de los Archivos Reales de Simancas: Blasco de Garay, capitán de barco, propuso en el año 1543, al emperador y rey Cárlos V, un ingenio para hacer andar las naos y embarcaciones mayores, aun en tiempo de calma, sin remos ni velámen. A pesar de los obstáculos y contradicciones que experimentó este proyecto, el emperador convino en que se ensayara, como en efecto se verificó en el puerto de Barcelona el día 17 de junio del expresado año de 1543. Nunca quiso Garay manifestar el ingenio descubiertamente, pero se vio al tiempo del ensayo que consistía en una gran caldera de agua hirviendo, y en unas ruedas de movimiento complicadas a una y otra parte de la embarcación. La experiencia se hizo en una nao de 200 toneles, venida de Colibre a descargar trigo a Barcelona, llamada la Trinidad, su capitán Pedro de Scarza. Por comisión de Carlos V y del príncipe Felipe II de España, su hijo, intervinieron en este negocio don Enrique de Toledo, el gobernador don Enrique de Cardona, el tesorero Rávago, el vicecanciller, el maestre de Cataluña, don Francisco Gralla, y otros muchos sujetos de categoría, castellanos y catalanes, entre ellos varios capitanes de mar que presenciaron la operación, unos dentro de la nao y otros desde la marina. En los partes que dieron al rey y al príncipe, todos generalmente aplaudieron el ingenio, en especial la prontitud con que se daba vuelta a la nao. El tesorero Rávago, enemigo del proyecto, dice que andaría dos leguas cada tres horas: que era muy complicado y costoso, y que había mucha exposición a que estallara con frecuencia la caldera. Los demás comisionados aseguran que hizo ciaboga dos tantos más presto que una galera servida por el método regular y que andaba a legua por hora por lo menos. Concluido el ensayo, recogió todo el ingenio que había armado en la nao, y habiéndose depositado las maderas en las atarazanas de Barcelona, guardó para sí lo demás.

Sobre lo escrito, las siguientes opiniones:

• Según Martín Fernández de Navarrete​ resulta de la nota que acaba de leerse, que los barcos de vapor son una invención española, y que posteriormente no se hizo otra cosa que resucitarla.
• Para el citado varias veces, el francés François Arago, se consideran las pretensiones de Navarrete refutables, por lo siguiente:
  • En tesis general la historia de las ciencias debe fundarse exclusivamente en documentos impresos.
  • Los manuscritos no deben tener valor alguno para el público, porque con la mayor frecuencia se hallan desprovistos de todo medio de comprobar la exactitud de la fecha que se les atribuye.
  • Los extractos de manuscritos son menos admisibles aún.
  • Aceptando que lo dicho no es aplicable en este caso, que el documento citado por Navarrete es de 1543 y que el extracto de González es fiel, resulta que se intentó en 1543 hacer caminar barcos con cierto mecanismo y nada más y la máquina se dice encerraba una caldera, luego era una máquina de vapor.
  • Pero el raciocinio anterior no es concluyente, porque existen diversas obras de proyectos de máquinas con los que se ve el fuego debajo de una caldera llena de agua, sin que el vapor juegue en ellas ningún papel, como la máquina de Amontous.
  • Finalmente, aun cuando se admitiese que el vapor engendraba el movimiento la máquina de Garay, no se seguirá de esto necesariamente que esta máquina fuese nueva y que tuviese analogía con la de hoy (siglo XIX), porque el citado Herón de Alejandría describe mil setecientos años antes el medio de producir un movimiento de rotación por la acción del vapor y si la experiencia de Garay tuvo lugar y si su máquina era de vapor, todo debe inducir a creer que utilizaba la eolipila de Herón, aparato de ejecución no muy difícil; además, no habiendo querido enseñar Garay su máquina a nadie ni a los comisionados que el emperador había nombrado, no producirían resultado alguno cierto todas las tentativas que pudieran hacerse al cabo de tres siglos para restablecer en que consistía.
  • En resumen, para Arago no se debe tener en cuenta el documento desenterrado por Navarrete, por lo siguiente:
    • Porque no se imprimió en 1543, ni posteriormente.
    • Porque no prueba que el motor de la nave de Barcelona era una verdadera máquina de vapor.
    • Si existió alguna vez una máquina de vapor de Garay, era, según toda apariencia, la eolípila de reacción, ya descrita en la obra de Herón de Alejandría.
  • Otros autores han criticado a su vez la opinión de Arago por lo siguiente: si es cierto que la historia de la ciencia debe fundarse en general en documentos impresos, no lo es menos que ciertos manuscritos pueden tener tal carácter de autenticidad que su autoridad histórica sea igual a la de un libro impreso, ya que sin esto ¿qué sería la historia de las ciencias en cuanto a los siglos anteriores al descubrimiento de la imprenta?; y admitiendo que se demostrasen la exactitud de la cita de Navarrete, sería muy probable que Blasco de Garay tuvo también realmente la idea de aplicar la fuerza motriz del vapor a la navegación y cualquiera que fuese el género de aparato que hubiese empleado, aunque fuese la eolípila de reacción, aquel mecánico, Blasco de Garay, debería ocupar un puesto destacado entre los nombres que figuran en una historia de las máquinas de vapor y poco importa que mil setecientos años antes Herón de Alejandría hubiese descrito el medio de producir un movimiento de rotación por la acción de vapor, la persona que hubiese propuesto primeramente adaptar este movimiento de rotación a remos giratorios, y que hubiese ejecutado el mecanismo así proyectado, sería autor de un progreso incontestable y de una alta importancia.
  • Léon Lalanne, en su obra Essai sur les origines de la machine a vapeur.., París: Firmin-Didot, 1852, dejó escrito lo siguiente: Admitiéndolo como fundado, Blasco de Garay debería ocupar un lugar elevado entre los inventores cuyos nombres figuran en una historia de las máquinas de vapor... pero no podemos disimular que el juicio de Mr. Arago nos parece un poco severo (cuando refuta la opinión de Navarrete).​
• También en oposición Mr. Rabault: Como en las ciencias no se pueden admitir los hechos sino cuando están fundados en documentos auténticos, nos será permitido no asentir con entera fe lo que refiere Fernández de Navarrete.
• Otro comprobante que no se puede desatender está tomamado de un periódico de Francia de concepto que se publicaba en París en el año 1842 Le Commerce, número 297: Ya era cosa sabida que hace 300 años se había hecho en Barcelona un ensayo de navegación por medio del vapor, y este mismo hecho es el que ha dado asunto para "Los recursos de Quinola"​. Una carta de Madrid habla del hallazgo de documentos auténticos que existen en los archivos reales de Salamanca (el archivo a que se refiere es el de Simancas). He aquí, dice la carta, lo que acerca de este asunto contiene un registro llevado por el ministerio de guerra y añade que a la experiencia asistieron con el emperador, su hijo Felipe II y el gran tesorero Rávago, a quien se atribuye haber disuadido a aquel de la adopción del invento y su aplicación a la marina del Estado, pretextando que la máquina era muy complicada y costosa, y que además de estos inconvenientes se corría el riesgo de la explosión de la caldera y que la comisión especial encargada de extender el informe sobre la experiencia, se limitó a hacer constar que el buque movido por el vapor, había hecho desde luego tres leguas en dos horas y que se le podía dar una velocidad doble de la de una galera ordinaria y el emperador reintegró de todos los gastos a Blasco de Garay y le dio una gratificación de 200.000 maravedís, con oferta de adelantarlo sucesivamente hasta los mayores grados de la Armada Española.
• Mr. de Renouard: Ha consignado en sus obras una balada o romance en honor de Garay, que se cantaba en 1543 por las calles de Barcelona

Gerolamo Cardano

Gerolamo Cardano o por su nombre en francés "Jerôme Cardan"​ (1557).- En una noticia inserta en el Boletín de la Sociedad de Emulación, noviembre de 1847, Rouget de Lisle indicó un texto de Gerónimo Cardan, en el que se ve una eolípila con dos aberturas, una para la emisión del vapor, otra para la introducción del agua: Los vasos ventosos que enseña a construir Vitruvio, dice Cardan, tiene casi la forma de una cabeza humana cerrada por todas partes menos en un tubo, por donde arrojan viento cuando se exponen al fuego después de haberlos llenado de agua. Adaptando otro tubo en una dirección opuesta tomará el agua por la parte sumergida, no solamente a causa del descenso natural del agua, sino también por razón del calor, porque éste atrae, como se dijo en otra parte., un eslabón más en esta serie de invenciones en la historia de la máquina de vapor.

Johann Mathesius

Johann Mathesius (1562).- La obra Historia descriptiva de la máquina de vapor, de Stuart, contiene el texto siguiente: No se encuentra indicio alguno del vapor empleado como motor en las obras de los autores antiguos, hasta el año 1563. En esta época, un tal Matesio, en un tomo de sermones llamado Sarepta​ habla de la posibilidad de construir una aparato cuya acción y propiedades parecen semejantes a las de la máquina de vapor modernos, cita muy lacónica para la historia que se está tratando, pero con posibilidad de ampliarla gracias a un ingeniero de minas que poseía el texto de Matesio (1504-1565), teólogo luterano: Matesio era maestro de escuela en Joachimstal, ciudad de la Bohemia, célebre en otro tiempo por sus minas de plata, de cobre y de estaño. Su obra impresa por primera vez en Nüremberg en 1562, no es una obra técnica; es simplemente una obra de piedad, hoy muy rara, aun en Alemania. El nombre de Sarepta es el de aquella ciudad edificada al pie del monte Carmelo, cuyo nombre es célebre en la Biblia por los milagros de Elías. El segundo título de la obra Bergpostilla, es mucho más explícito: es el Sermonario de las minas​ y el ingeniero de minas continua con lo siguiente: Ya veis que es rara casualidad la ocurrencia de hojear ese viejo libro perdido y sin embargo encierra un documento histórico del mayor valor; nos enseña la primera aplicación del vapor al servicio de la industria, y aunque seguramente sea muy incompleto este testimonio, que se presenta en el libro de una manera incidental, no puede dejar duda alguna de la realidad del hecho. La experiencia que habéis hecho de su rareza, os demuestra por otra parte que la cita es de valor; página 182, edición de 1558: Por medio del agua, del viento y del fuego y mediante ingeniosos mecanismos, el agua y el mineral se elevan y ponen en movimiento desde las más inmensas profundidades, para que se disminuya el gasto y esos tesoros ocultos puedan ser sondeados y extraídos con presteza...Vosotros, mineros, glorificad en los cánticos de las minas al hombre excelente que hace subir hoy el mineral y el agua sobre el Platten por medio del viento y como ahora se eleva el agua hasta la superficie de la tierra con el fuego. Sin negar la realidad atribuida a Blasco de Garay para la maniobra de las galeras, me inclinaría voluntariamente a pensar que aunque anteriores a la impresión de los Sermones de Matesio, no lo eran, sin embargo, a las maniobras puestas en juego en las calderas de agotamiento de Joachinsthal. Apenas es necesario recordar que en aquella época la Bohemia y España estaban muy lejos de carecer de relaciones no siendo más que provincias de un mismo imperio. Concluyo, en fin, que nada impide que la palabra wind empleada por Matesio se tome en la acepción de vapor; no habiendo aún en la física de aquellos tiempos distinguir los gases de los vapores, el autor no tenía a su disposición ninguna expresión más fuerte que este término general equivalente a nuestro soplo o al spiritus de los latinos.