Martillo de vapor

El martillo de vapor o accionado por vapor (martillo pilón a vapor) fue desarrollado en 1839 por el escocés James Nasmyth (también escrito Naysmyth, 1808-1890). Esta máquina accionada por vapor, disponible en un amplio abanico de dimensiones, era usada para forjar y conformar piezas de metal de gran tamaño para uso industrial. Nasmyth hizo una fortuna con un invento que sería crucial para los grandes proyectos de ingeniería de la Revolución Industrial.

La máquina de vapor

La invención de la máquina de vapor fue un proceso de varias etapas en el que participaron múltiples inventores. En 1698, Thomas Savery (en torno a 1650-1715) inventó una bomba de vapor diseñada para drenar el agua de los pozos de mina inundados. En 1712, Thomas Newcomen (1664-1729) ajustó el diseño de Savery para crear una máquina de vapor autosuficiente mucho más potente. Luego, James Watt (1736-1819) desarrolló el diseño de Newcomen y, para 1778, había reducido significativamente el consumo de combustible de la máquina de vapor e incrementado de nuevo su potencia. Los ingenieros siguieron optimizando la máquina hasta que ésta trabajaba usando una presión lo suficientemente alta para crear una potencia capaz de mover grandes pesos. El ingeniero escocés James Nasmyth tuvo la idea de que tal potencia podría usarse en un martillo industrial para forjar y doblar grandes piezas de metal para uso en la construcción y en la industria manufacturera, incluso para nuevas máquinas de vapor más eficientes.

Diseños para Brunel

Como ocurriría a menudo durante la Revolución Industrial, la necesidad fue la madre de la invención. James Nasmyth se motivó a crear su martillo de vapor porque otros ingenieros necesitaban grandes piezas de metal para sus propias invenciones. Isambard Kingdom Brunel (1806-1859), una figura clave en este rápido periodo de industrialización, estaba ocupado con todo tipo de proyectos pero uno de ellos, en particular, se beneficiaría del martillo de vapor. Brunel estaba fabricando grandes barcos a vapor como el SS Great Western y el SS Great Britain, terminados en 1838 y 1843, respectivamente. El diseño de este último buque era innovador, ya que éste tenía una fuente de potencia activada por hélices, pero en 1839, cuando todavía estaba en la etapa de planificación, Brunel se estaba enfocando en usar solamente grandes ruedas de paletas, las cuales necesitaban ejes de transmisión metálicos de casi 76 cm (30 pulgadas) de diámetro. En aquella época no existía ninguna forja ni máquina herramienta lo suficientemente grande para crear tales piezas metálicas para la industria pesada. Brunel le escribió a su amigo Nasmyth, un especialista en máquinas herramienta que ya suministraba muchos componentes para el proyecto del Great Britain, con la esperanza de encontrar una solución. Como bien lo sabe ahora la historia de la metalistería, Nasmyth y el equipo de su taller estuvieron a la altura del desafío.

James Nasmyth

Nasmyth había estado jugueteando con las máquinas de vapor durante casi toda su vida, incluso en su niñez en Edimburgo, cuando construía pequeños modelos que funcionaban. Alexander, el padre de James, conocido fundamentalmente como artista, también estaba interesado en la ingeniería e incluso tenía una forja en el hogar de la familia. James adquirió una experiencia práctica inestimable cuando trabajó en el famoso taller de ingeniería de Henry Maudslay (1771-1831) en Londres. Maudslay había inventado el torno de precisión de metal entre otras innovaciones, y era el hombre con el que debía relacionarse cualquier ingeniero respetable de la época. Nasmyth amaba las máquinas, pero no era un idealista tratando de crear un mundo mejor. Más bien, era la personificación del espíritu de la Revolución Industrial, porque se preguntaba constantemente cómo podía hacer un proceso más eficiente mediante «la reducción de los costes de mano de obra y la dependencia en trabajadores no confiables» (Waller, 45). Como el propio Nasmyth puntualiza, «(las máquinas) estaban siempre disponibles para trabajar y nunca requerían un día de vacaciones» (ibidem, 113).

Tras mudarse a Manchester, Nasmyth estableció su propia fundición en agosto de 1836. El sagaz Nasmyth se aseguró de que su fundición Bridgewater tuviera una ubicación perfecta, cerca de un canal, una vía férrea y una carretera para distribuir fácilmente sus locomotoras, máquinas, herramientas y productos de metal. Aquí fabricó una amplia variedad de máquinas herramienta de precisión y 109 locomotoras a vapor a lo largo de las siguientes dos décadas, incluidas veinte para la compañía ferroviaria Great Western Railway de Brunel. Sin embargo, Nasmyth no estaba satisfecho y continuó inventando. Estaba muy bien conectado gracias a su familia y a sus propias empresas. Era relativamente fácil obtener financiación de los inversores de capital de riesgo, deseosos de incrementar sus fortunas con nuevas tecnologías, y Nasmyth parecía ser un hombre capaz de crear una verdadera mina de oro. El momento también era apropiado, ya que las industrias mecanizadas (textil, minera y ferroviaria) estaban todas en pleno florecimiento gracias a la máquina a vapor, y la demanda de herramientas, en particular, era insaciable.

Nasmyth mencionó a su socio comercial Holbrook Gaskell que, «Estos son, de hecho, tiempos gloriosos para los ingenieros. Nunca estuve en tal estado de agitación en mi vida… tal cantidad de gente llega a tocar la puerta de mi pequeña oficina desde la mañana hasta la noche» (Waller, 106). El ingeniero no había tardado en entender uno de los principios claves de la Revolución Industrial: usar máquinas para elaborar herramientas, las cuales podrían crear mejores herramientas, que podrían generar mejores máquinas. Hacia 1.839, Nasmyth encontró su gallina de los huevos de oro, el martillo de vapor.

El mecanismo

El principio del martillo de Nasmyth era que una máquina de vapor (la cual usaba la expansión del agua calentada para impulsar un mecanismo de pistón biela) elevaba una gran pesa y luego la dejaba caer verticalmente sobre el metal que se quería doblar, por lo general hierro o acero. Además, también se podía golpear el metal sin más mientras todavía estaba al rojo vivo para eliminar la mayor cantidad de impurezas posible. Este metal descansaba sobre un yunque de bloque con una placa ajustable que se podía usar para darle la forma deseada. Los modelos más antiguos simplemente levantaban una gran pesa y la dejaban caer, pero pronto llegaron mejoras, en especial de la mano del gerente de la fundición de Nasmyth, Robert Wilson. Algo esencial era que la nueva máquina usaba engranajes de control para dirigir la velocidad de descenso de la pesa. También podía mover la pesa con precisión ya que ésta seguía guías durante su descenso. Estos precisos controles permitían doblar cualquier cantidad de piezas de metal exactamente de la misma forma, algo importante para construir grandes objetos metálicos hechos de piezas compuestas uniformes, como el motor de una caldera. En el otro extremo de la escala, como a Nasmyth le gustaba demostrar a los visitantes de su fundición, la delicada precisión de la que era capaz el martillo significaba que un peso de 2,5 toneladas podía triturar una cáscara de huevo colocada en una copa de vidrio sin dañarla. Todo esto podía ser hecho por un solo hombre operando despreocupadamente una simple palanca. Algunos martillos podían ejecutar 220 golpes por minuto. El martillo de vapor fue un gran salto adelante comparado con la baja potencia, lentitud e inexactitud en general de los viejos martillos pesados operados por ruedas hidráulicas.

Nasmyth patentó su invento en 1.842, después de visitar los talleres Le Creusot en Francia y ver su diseño en pleno funcionamiento (hay cierto debate sobre si la compañía francesa había copiado los primeros dibujos de Nasmyth o había desarrollado su propio martillo de vapor de manera completamente independiente). En todo caso, una vez que una máquina salía al mundo fabril, era inevitable que los ingenieros le añadiesen sus propias mejoras. El desarrollo ulterior en el diseño del martillo de vapor aseguró que el vapor del motor se usara no sólo para bajar la pesa sino también para empujarla hacia abajo. Esto casi triplicó la potencia de las máquinas y la gama de piezas metálicas que podían manipular. La industria las amaba y, al menos en Gran Bretaña, Nasmyth acaparaba el mercado. A menudo los clientes, tras comprar una o dos, regresaban para solicitar más. Entre 1843 y 1856, la fundición de Nasmyth produjo 493 martillos de vapor, con creces el producto más vendido por el escocés.

Usos del martillo de vapor

El martillo de hierro forjado y acero podía usarse para todos los tamaños de objetos desde los muy grandes, como las vigas de puentes, hasta los muy pequeños, como las monedas. Brunel cambió de opinión y desechó las ruedas de paletas para el SS Great Britain, pero muchos otros se interesaron en la máquina de Nasmyth. Algunas de las empresas británicas más famosas compraban martillos de vapor, desde la Great Western Railway Company hasta Stephenson & Co., fabricantes de la Rocket (locomotora) de Stephenson. Desde alrededor de 1.850, la Casa de Moneda usaba un martillo de vapor para fabricar monedas y esta máquina tuvo una longevidad notable, ya que se mantuvo operativa hasta 1933. La fabricación de armas pesadas era otra industria que necesitaba las características del martillo de vapor y Nasmyth ganó un lucrativo contrato con el Arsenal Woolwich. Los astilleros de la Armada Real compraron 11 martillos a vapor a la fundición Bridgewater para construir sus naves de guerra. La famosa empresa impresora De la Rue, la cual producía los billetes moneda del país, era otro cliente. Nasmyth se percató del valor de la demostración y de un buen mercadeo. Él sabía que sus martillos gigantes eran impresionantes a la vista y nunca dejaba pasar la oportunidad para sacarse una foto; además, a menudo recibía a visitantes distinguidos en su fundición, incluidos dignatarios extranjeros como el gran duque de Rusia y el rajá de Sarawak.

Los martillos también se adaptaron para nuevos usos o aplicaciones, como por ejemplo para hincar pilotes en el terreno en los proyectos de construcción. A medida que la industria pesada se diversificaba y los trenes, barcos y armamentos se hacían más grandes aún y eran más numerosos, se hacían más y más martillos de vapor construidos con especificaciones más variadas. Los martillos de vapor crecieron hasta un tamaño prodigioso, algunos con alturas superiores a los 10,6 metros (35 pies) y pesaban 90 toneladas, lo que también significaba que producían una gran cantidad de ruido que podía escucharse a través de las ciudades. Definitivamente eran una maravilla y no es sorpresa que un martillo de vapor de Nasmyth fuera una gran atracción en la Gran Exposición de 1851 en el Crystal Palace de Londres. La máquina fue uno de los ganadores de premios de la exhibición.

Además de los martillos y las locomotoras, la compañía de Nasmyth pasó a construir taladros, máquinas punzadoras y prensas para uso en todo el mundo antes de que se jubilara temprano haciendo una fortuna. Nasmyth pasó su retiro en la zona rural de Kent, donde bautizó a su enorme mansión con el nombre de Hammerfield. Nasmyth también hizo que le diseñaran un escudo de armas que, inevitablemente, incluía un martillo. El siempre curioso inventor se dedicó a otros intereses, particularmente la astronomía y el estudio de la Luna, la cual observaba mediante telescopios sofisticados que él mismo había construido. Nasmyth falleció el 7 de mayo de 1890 en Londres, y sus cenizas fueron enviadas a Escocia. Curiosamente, para un hombre que dejó detrás una fortuna de 250.000 libras esterlinas (más de 24 millones de libras esterlinas o 29 millones de dólares de hoy en día), los herederos de Nasmyth hicieron que sus restos se transportaran por tren en una simple bolsa de papel para evitar pagar el alto cargo que suelen costar tales cosas. Quizás la razón fue que Nasmyth había dejado el grueso de sus propiedades para financiar varias organizaciones benéficas. Como reconocimiento a su contribución a los estudios lunares, un cráter sobre la Luna lleva el nombre de Nasmyth.