Revolución tecnológica del vapor

 

La aplicación de la tecnología del vapor a las actividades mineras supuso un cambio trascendental. Gracias a estas máquinas se superaron las limitaciones en la capacidad de desagüe y de extracción que tenían los medios movidos por fuerza muscular. Pero también tuvieron enormes consecuencias para el aumento de la producción de metal y dieron lugar a una nueva forma de organizar los trabajos mineros. En las Minas de Almadén, que como las Minas de Arrayanes eran de propiedad de la corona, se llevaron a cabo intentos para aplicar máquinas de vapor del tipo Newcomen. Dado que a nuestras minas vinieron técnicos experimentados de las instalaciones manchegas, cabe suponer que dichos intentos debieron repetirse en nuestro Distrito. De hecho hay referencias de que en la Mina de Arrayanes se intentaba solucionar el problema del desagüe mediante un socavón y, ante las dificultades que presentaba su construcción, se decidió en 1788 la instalación de una máquina de vapor de bombeo, para lo que se contrató a un maquinista inglés, que no llegó a realizar el encargo.	Máquina de doble efecto utilizada en Almadén en 1789
LA TECNOLOGÍA DE EXTRACCIÓN Las primeras máquinas de vapor que se usaron en el Distrito, fueron probablemente de extracción. Según un registro en el Reino Unido, en 1844 se embarcó hacia Linares una máquina Compound. En el Distrito quedan restos de máquinas de extracción de balancín y cilindro vertical. En concreto había una máquina de este tipo de cilindro de 22 pulgadas instalada en la Mina La Esmeralda. Las máquinas de extracción más utilizadas fueron las de doble cilindro horizontal. Eran de doble efecto, con regulador centrífugo, sin condensador y sus dos cilindros podían tener o no el mismo diámetro. Se utilizaron también para el desagüe empleando cubas de alrededor de 80 @. Las máquinas tiraban de una o dos cubas, enrollando el cable de extracción en unos tambores de eje horizontal, de forma que un extremo subía y el otro descendía. Para el transporte de cargas era aconsejable el uso de guiaderas a lo largo del pozo. Más adelante se emplearon jaulas para subir vagonetas. Los malacates y las máquinas de vapor convivieron en el Distrito durante toda la época de esplendor de la minería. Según los datos de 1889, hubo 275 malacates, 85 máquinas fijas y 21 locomóviles. El sistema de máquina a vapor es ligeramente más barato en el costo por m3, pero su eficacia y rapidez aumentan considerablemente, admite mayores profundidades y facilita las descargas del mineral en superficie. Teniendo todo en cuenta se puede afirmar que el trabajo de una máquina equivalía al de tres malacates.	Esquema de máquina de cilindro vertical (Levant Mine, Cornwall)                   Máquina de extracción en la Mina La Culebrina
LA TECNOLOGÍA CORNISH PARA EL DESAGÜE En la región inglesa de Cornwall, Richard Trevithick había realizado una serie de modificaciones a la máquina de vapor de Watt, consiguiendo mejor eficacia en el trabajo de drenaje de las minas. Eran máquinas de balancín cuyos brazos podía ser iguales o no. En ellos se articulaban una serie de palancas que actuaban sobre las válvulas que conducían el vapor. Los cilindros eran verticales y su diámetro solía oscilar entre las 40 y las 60 pulgadas (1,02 a 1,52 metros). Se asentaban sobre cimientos de piedra anclados con pernos. La entrada de vapor al cilindro, hacía que éste tirara hacia abajo del balancín, el cual, apoyado en un grueso muro frontal, elevaba la barra de bombas, que después bajaba impulsada por su propio peso. El vapor se enfriaba y salía hacia el condensador, dejando libre el cilindro para un nuevo ciclo. La barra de bombas llevaba acoplados una serie de pistones que funcionaban como bombas impelentes, empujado el agua hacia arriba, mediante un juego de válvulas que permitían absorber el agua del depósito en el movimiento de subida de la barra. Al bajar la barra de bombas, los pistones empujaban una determinada cantidad de agua hasta el depósito superior. Los depósitos se debían separar entre 30 y 40 metros, aunque era muy común encontrarlos a distancias de 70 u 80 metros. En el fondo del pozo se excavaba un foso de 5 a 10 metros donde se acumulaba el agua. La potencia de la máquina estaba en función de su diámetro. El rendimiento medio de cada máquina era de 0,570 metros cúbicos por minuto. A partir de 1849 se importan un gran número de máquinas de vapor para el desagüe del tipo Cornish, de simple efecto con condensador. La casa en donde se instalaría la máquina de bombeo debía ser diseñada “a medida” de dicha máquina. La tecnología Cornish tenía unos estándares para cada tipo. Las casas Cornish eran robustas. Tenían su altura dividida en tres plantas con pisos de madera y su muro frontal y el asentamiento de la máquina eran muy fuertes. La instalación de máquinas de bombeo requería una inversión inicial bastante considerable. Sin embargo, el costo del metro cúbico de agua elevado con malacates era de 0,48 ptas/m3 mientras el costo del metro cúbico de agua elevado con máquina de vapor era de 0,23 ptas/m3.	Pozo San Francisco en 1905
LAS CALDERAS Para producir el vapor necesario para hacer funcionar el cilindro de cada máquina de desagüe, eran necesarias varias calderas, dispuestas en una casa anexa. Las calderas se colocaban entre asientos de piedra formando hogares y unos huecos en el muro posterior permitían sustituir las calderas en caso necesario. Un conducto posterior recogía los humos y los llevaba hasta la chimenea. El tipo de caldera más empleado en el Distrito fue el “Cornish”, desarrollado en Cornwall por Richard Trevithick, al igual que la máquina de bombeo. Tenían un solo hervidero que era interior y recorría toda la longitud de la caldera. La parte anterior servía como hogar para la combustión del carbón. En un principio, las calderas se importaban de Inglaterra, pero pronto empezaron a fabricarse aquí. En el Distrito se utilizaron simultáneamente tres combustibles: Leña de encina, Hulla y Orujo. Éste último resultaba muy rentable y fácil de conseguir. Las chimeneas que podemos encontrar con una base más ancha, indican que fueron construidas para evacuar humos de combustión de leña.	Esquema de una casa para tres calderas               Esquema de caldera Cornish
LAS MÁQUINAS DE ACCIÓN DIRECTA “BULL” Las máquinas de bombeo “Bull” eran máquinas de acción directa, en las que el cilindro se colgaba de una vigas sobre el pozo y tiraba hacia arriba de la barra de bombas. Un balancín con un contrapeso en la parte posterior y apoyado sobre unos muros interiores, ayudaba al cilindro a subir la barra de bombas. Disponían de un condensador para hacer más eficaz el funcionamiento. Parte del pozo se encontraba dentro de la casa. En la parte exterior se ubicaba el sistema de extracción.	Esquema de una casa de máquinas “Bull”