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Así funciona la máquina de vapor de Watt, explicado con diagramas interactivos
La máquina de vapor fue uno de los inventos que hicieron posible la Revolución Industrial, algo soberbio y quizá poco valorado. Fue un avance que supuso un antes y un después, como sucedió con la imprenta de tipos móviles, los microchips o la chorrimanguera. Pero tanto los mecanismos como los principios en los que se basan estas máquinas no son precisamente intuitivos de entender.
En este precioso artículo interactivo de Gary Linscott titulado La máquina de balancín se explica precisamente cómo una de estas máquinas de vapor convierte el calor generado con carbón en movimiento mecánico. Desde la caldera al pistón y el volante de inercia, cada pieza tiene una función esencial y se basa en unos principios distintos.
Del vapor a las fábricas como «producto final»El resumen rápido cómo funciona la máquina de vapor que se acabó usando en todo tipo de fábricas son todos estos principios:
- La fuerza producida por el vapor y cómo la expansión del agua permite obtener energía mecánica.
- El vacío y la presión atmosférica, empleados como «truco» en las primeras máquinas de vapor.
- Las innovaciones decisivas de James Watt: el condensador independiente y la reducción del consumo de carbón.
- La conversión de un movimiento de vaivén en rotación mediante bielas, cigüeñales y volantes de inercia (benditos principios mecánicos).
- El regulador centrífugo, uno sistema automático de control.
- La importancia de la mejoras, en concreto de las calderas y la fabricación de precisión, para aumentar la potencia y la seguridad.
- La evolución de la eficiencia energética, desde menos del 1% en los primeros motores hasta más del 40% en las modernas turbinas de vapor.
El punto de partida es una propiedad sorprendente del vapor de agua: al hervir ocupa unas 1.700 veces más volumen que el agua líquida, generando presión. Al principio no se podían trabajar con tanta presión porque las calderas eran demasiado débiles, así que se recurrió a un ingenioso truco: condensar el vapor para crear un vacío y dejar que fuera la presión atmosférica la que empujara el pistón. De aquí surgió en 1712 la máquina de Newcomen para bombear agua de las minas de carbón.
James Watt revolucionó aquel diseño en 1765 al separar el condensador del cilindro principal. Evitó tener que enfriar y recalentar continuamente el cilindro, reduciendo el consumo de carbón en un 65-70%. Más tarde logró una distribución del vapor más eficiente y aplicó diversos mecanismos que permitían convertir el movimiento alternativo del pistón en un giro continuo capaz de mover telares, sierras y otras máquinas industriales, que era justo lo que se necesitaba en las fábricas.
La evolución continuó con el volante de inercia, el regulador centrífugo, mejores calderas y cilindros de precisión. Todo ello permitió aumentar progresivamente la eficiencia. Si las primeras máquinas de Newcomen apenas aprovechaban alrededor del 0,5% de la energía del combustible, las de Watt alcanzaban el 3%. A finales del siglo XIX había motores que superaban el 10%. Hoy en día, una central térmica moderna tiene turbinas de vapor en las que convierten en electricidad más del 40% de la energía térmica disponible.
Las piezas clave de una máquina de vaporEn los diagramas animados e interactivos del artículo se pueden ver todos los mecanismos pieza a pieza y, para comprender cómo funcionan, hacerlos avanzar paso a paso. Es tan interesante como instructivo. Una herramienta ideal para enseñar el clase o, simplemente, admirarse del ingenio humano.
Hay explicaciones detalladas para todos estos componentes:
- Caldera: genera vapor calentando agua mediante carbón.
- Pistón y cilindro: transforman la presión del vapor en movimiento lineal.
- Condensador: crea el vacío que aumenta el rendimiento del motor.
- Válvula distribuidora: dirige alternativamente el vapor a ambos lados del pistón.
- Biela y cigüeñal: convierten el movimiento de vaivén en rotación.
- Volante de inercia: suaviza las variaciones de velocidad y supera los puntos muertos.
- Regulador centrífugo: mantiene constante la velocidad del motor ajustando automáticamente la admisión de vapor.
- Bomba de alimentación: devuelve agua a la caldera para mantener el ciclo en funcionamiento.
El artículo recuerda poderosamente a los de Bartosz Ciechanowski que hemos reseñado por aquí más de una vez:
- GPS: el Sistema de Posicionamiento Global explicado
- La arquitectura naval explicada paso a paso en didácticos gráficos
- Así funcionan los relojes mecánicos de pulsera
- Cómo funcionan los números en coma flotante
- Así funcionan las cámaras y lentes: ciencia y funcionamiento
- La danza gravitatoria de la Luna: mareas, órbitas y su lento alejamiento
Tanto estos como el de Linscott son una maravilla por su capacidad de divulgación visual para entender cosas complicadas de una forma sencilla.
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Probamos el tocadiscos Vulkkano TD20, una mejora más que recomendable del TD10, que tampoco es nada malo
El Vulkkano TD20 listo para funcionar – Wicho/Microsiervos
Si todo ha ido según lo previsto quienes hayan comprado un tocadiscos Vulkkano TD20 desde que fue anunciado a principios de mes habrán empezado a recibirlo hoy. Yo hace unas semanas que tengo uno en casa que me han dejado para probar y puedo decir que estoy seguro de que quienes hayan optado por él no se arrepentirán.
Como sugiere el nombre el TD20 es una versión mejorada del TD10, con el que de hecho comparte chasis, fabricado en MDF y disponible en negro y marrón, motor y electrónica. Las diferencias están en el plato, la alfombrilla, el brazo, que ahora incorpora un sistema anti-skating, la cápsula y la aguja.
Todas ellas son mejoras obvias respecto al TD10 y que de hecho ya comenté en su momento en mi reseña. Las iré explicando según desarrolle esta.
Vamos por partesLo primero es preparar el tocadiscos para su funcionamiento, ya que tal y como viene en la caja no está listo para ser enchufado. Pero «que no panda el cúnico», no tiene mayor complicación.
Después de sacarlo el chasis de la caja –¿obvio, no?– lo primero que hay que hacer es colocarlo sobre una superficie plana y nivelada, a ser posible distinta a la de los altavoces a través de los que vayas a escucharlo.
Tiene tres patas de goma para aislarlo de vibraciones, aunque no son ajustables; de ahí la importancia de que lo coloques sobre una superficie bien nivelada.
Sobre el chasis va el plato, metálico, que es una versión mejorada del del TD10. Al colocarlo hay que enganchar la correa al eje del motor, pero esto no tiene ninguna complicación gracias a un pequeño trozo de tela que viene insertado en ella y que permite, tirando de él, colocarla en su sitio aunque nunca jamás hayas hecho algo parecido.
Y sobre el plato va la alfombrilla, que en el caso del TD20 es de goma a diferencia de la de fieltro del TD10.
Las mejoras en el plato y en la alfombrilla buscan minimizar las vibraciones espúreas que puedan llegar al vinilo, algo muy importante de cara a obtener el mejor sonido posible. En este sentido la tracción por correa también contribuye a aislar el vinilo del resto del mundo.
Una cuestión de equilibrioEl siguiente paso es el que, a priori, puede parecer más complicado, el de ajustar la fuerza que ejerce el brazo sobre el disco. Para ello, una vez enroscado el contrapeso sobre el brazo, hay que quitar el protector de la aguja, soltar el brazo de su sujeción, y moverlo hacia el plato pero sin llegar a él.
Lo que tienes que hacer es girar el contrapeso hasta que el brazo quede perfectamente horizontal. Lo que suena complicado pero he decir que aunque mi experiencia con ajustar brazos de tocadiscos se reduce a exactamente dos conseguí a la primera que la fuerza que ejercía fuera de 0,14 gramos, lo que quiere decir que casi lo clavé.
Lo que pasa es que como me había comprado una pequeña báscula para esto ya no me lié más y pasé a hacer los ajustes con ella. Una vez que tienes el brazo en cero has de girar el anillo indicador hasta que quede con el cero para arriba.
Y luego girar el contrapeso hasta los dos gramos, que es el peso recomendado para la cápsula Audio-Technica AT-VM95E, que es la que monta de serie el TD20. Después puedes volver a poner el brazo en su sitio.
El último ajuste es el del anti-skating, que se hace con una rueda situada en la base del brazo. Esto sí que no tiene complicación alguna: hay que ajustarla al mismo valor que la fuerza de apoyo de la cápsula que estés usando.
El ensamblado del TD20 termina colocándole la tapa, que también viene incluida.
Luego viene lo de enchufarlo a la corriente con el adaptador que trae y conectarlo a unos altavoces activos o a un amplificador con entrada de fono; el TD20 no tiene altavoces. El cable RCA con toma de tierra también viene incluido.
El TD sigue incorporando un previo de phono, que de hecho es el mismo que el del TD10, con lo que puedes conectarlo a unos altavoces activos. Aunque lo puedes desactivar si en el futuro quieres probar con un amplificador de phono externo que saque otros matices al sonido del tocadiscos.
Mejorando lo presenteLa cápsula del TD20 es de doble imán móvil y monta una aguja de punta elíptica, dos características que mejoran respectivamente la separación de canales y la fidelidad con la que la aguja recorre el surco del disco.
Como dije en su momento, tanto la cápsula como la aguja eran las dos mejoras claras que alguien podía querer hacer al TD10, y en este caso ya vienen hechas de fábrica. Aunque nada te impide sustituir la cápsula y aguja del TD20 por otras mejores si así lo deseas. De hecho en la caja viene incluida la guía necesaria para alinear correctamente la cápsula en caso de que la cambies. Eso sí, tendrá que ser por una con una fuerza de apoyo de entre 1,8 y 2,2 gramos.
El brazo del TD20 también es más robusto que el del TD10. No lo he medido con un pie de rey porque no lo tengo pero así con un flexómetro (un metro enrollable de los de toda la vida) diría que mide 13 mm de ancho frente a los 9 del del TD10.
Y el material también parece más rígido, aunque eso lo he medido usando el viejo método de darle unos golpecitos con la uña. Así que tampoco es que lo pueda afirmar con datos.
Otro detalle del brazo es que el gancho que lo sujeta en su sitio es considerablemente más grande que el del TD10, lo que sin afectar a la calidad del sonido sí que me ha parecido una mejora interesante, en especial si tienes dedos grandes como los míos.
Para terminar, el TD20 incorpora un mecanismo de anti-skating, que lo que busca es compensar la fuerza hacia el interior que, por fricción, transmite el vinilo al disco. Con él la aguja está más centrada en el surco, lo mejora el sonido ya que no se apoya más en un lado que en el otro. O lo hace en menor medida que en un tocadiscos que no lo tenga. Y no sólo mejora el sonido: tanto la aguja como los discos durarán más.
Control totalmente manualOtra cosa que no cambia respecto al TD10 es que el funcionamiento del tocadiscos es totalmente manual. Tienes un botón giratorio para escoger 33⅓ o 45 rpm –incluye adaptador para singles– y otro para encender y apagar el motor. Como ya dije de los del TD10, y me apuesto algo a que estos son los mismos, el tacto es muy agradable.
Pero el brazo tienes que moverlo a mano hacia el vinilo –hay una palanca para elevarlo y luego bajarlo con suavidad si no te fías del todo de tu pulso– y recogerlo cuando termine. De hecho el TD20 no se va a parar mientras tú no acciones el interruptor del motor y seguirá girando y girando hasta que tu TOC no lo soporte más y lo pares.
Esto es una decisión consciente por parte de Vulkkano que permite simplificar el diseño y el número de componentes del tocadiscos, lo que supone menos cosas que se pueden estropear y, además que parte del precio no se va en el automatismo del brazo.
A mí personalmente no me molesta, pero si buscas un tocadiscos total o parcialmente automático este no es el tocadiscos que estás buscando¹.
70 euros muy bien aprovechadosEl TD20 tiene un precio de 230 euros en la tienda de Vulkkano. Eso son 70 euros más que el TD10, que aún sigue a la venta. Y no tengo ninguna duda de que, a menos que tengas un presupuesto muy limitado, de que la diferencia está más que justificada.
Ya sólo si quieres ponerle al TD10 la cápsula y aguja que trae el TD20 te vas a dejar 60 euros. Y nunca le podrás añadir un anti-skating claro.
Además, sin pretender tener un oído extremadamente educado ni en perfectas condiciones de funcionamiento, que ya tengo una edad, es fácil apreciar que el TD20, que he estado utilizando con unos unos altavoces activos Vulkkano A5 ARC MKII, suena mejor. Es algo que pude apreciar ya desde una primera escucha.
Así que lo dicho, aunque el TD10 me encantó, si quieres meterte en esto de los vinilos, o volver a ello, vete a por el TD20 si puedes. Es una de esas mejoras que de vez en cuando hacen los fabricantes que claramente merecen la pena. Y, en cualquier caso, tienes 14 días para probarlo y, si es el caso, devolverlo. Aunque dudo que lo hagas.
Y no hará falta que rompas el cerdito para hacerte con él.
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¹ Léase esto con voz de Obi-Wan Kenobi.





