SS Arquímedes

SS Arquímedes
Historia
Nombre	Arquímedes
Homónimo	Arquímedes de Siracusa
Dueño	Compañía de hélices para barcos
Constructor	Henry Wimshurst (Londres)
Costo	£10,500
Lanzado	18 de octubre de 1838
Terminado	1839
Viaje inaugural	2 de mayo de 1839
En servicio	2 de mayo de 1839
Repararse	Como barco de vela, fecha desconocida
Destino	Supuestamente terminó su carrera en el servicio entre Chile y Australia, década de 1850
Características generales
Tipo	Goleta a vapor
Toneladas de carga	237
Longitud	125 pies (38 m)
Haz	22 pies (6,7 m)
Borrador	8–9 pies (2,4–2,7 m)
Profundidad de agarre	13 pies (4,0 m)
Potencia instalada	2 motores de vapor verticales Rennie de dos cilindros de 30  hp (22 kW) y 25-30 rpm , con cilindros de 37 pulgadas y carrera de 3 pies
Propulsión	1 hélice de hierro de una sola vuelta, de hélice completa y rosca simple que funciona a 130-150 rpm, velas auxiliares
Plano de navegación	De tres mástiles y aparejo de goleta
Velocidad	Aproximadamente 10 mph (16 km/h) (a vapor)
Notas	El primer barco de vapor propulsado por hélice del mundo

El SS Archimedes fue un barco de vapor construido en Gran Bretaña en 1839. Fue el primer barco de vapor del mundo impulsado con éxito por una hélice de tornillo . ^{[1] [2] [3] [4] [5]}

Arquímedes ejerció una influencia considerable en el desarrollo de los buques, fomentando la adopción de la propulsión por hélice por parte de la Marina Real Británica , además de su influencia en los buques comerciales. También tuvo una influencia directa en el diseño de otro buque innovador, el SS  Great Britain de Isambard Kingdom Brunel , entonces el barco más grande del mundo y el primer barco de vapor propulsado por hélice en cruzar el océano Atlántico .

El principio de mover agua con un tornillo se conoce desde la invención del tornillo de Arquímedes , llamado así en honor a Arquímedes de Siracusa, que vivió en el siglo III a. C. Sin embargo, no fue hasta el siglo XVIII, y con la invención de la máquina de vapor , que se dispuso de un medio práctico para suministrar potencia efectiva a un sistema de propulsión de tornillo marino , pero los intentos iniciales de construir un buque de este tipo fracasaron. ^[6]

En 1807, el primer barco de vapor del mundo que tuvo éxito comercial, el North River Steamboat de Robert Fulton , hizo su debut. Como este barco estaba propulsado por ruedas de paletas en lugar de una hélice, la rueda de paletas se convirtió en el estándar de facto para la propulsión de los barcos de vapor. Sin embargo, la experimentación con la propulsión por hélice continuó en algunos sectores y entre 1750 y la década de 1830, varios inventores solicitaron numerosas patentes para hélices marinas, ^[7] aunque pocas de estas invenciones llegaron a la etapa de prueba y las que lo fueron resultaron insatisfactorias por una razón u otra. ^[8]

En 1835, dos inventores británicos, John Ericsson y Francis Pettit Smith , comenzaron a trabajar por separado en el problema. Smith, un agricultor de profesión que había tenido una fascinación de por vida por la propulsión a hélice, fue el primero en solicitar una patente para una hélice a hélice el 31 de mayo, mientras que Ericsson, un talentoso ingeniero sueco que trabajaba en Gran Bretaña, presentó su patente seis semanas después. ^[9]

Smith construyó rápidamente un pequeño modelo de barco para probar su invento, que fue demostrado primero en un estanque en su granja de Hendon , y más tarde en la Royal Adelaide Gallery of Practical Science en Londres , donde fue visto por el Segundo Secretario del Almirantazgo, Sir John Barrow. Después de asegurarse el patrocinio de un banquero londinense llamado Wright, Smith construyó entonces un barco de canal de 30 pies (9,1 m), 6 caballos de fuerza (4,5 kW) de seis toneladas de carga llamado Francis Smith , que estaba equipado con una hélice de madera de su propio diseño y demostró en el Canal de Paddington desde noviembre de 1836 hasta septiembre de 1837. Por un accidente fortuito, la hélice de madera de dos vueltas se dañó durante un viaje en febrero de 1837, y para sorpresa de Smith la hélice rota, que ahora constaba de una sola vuelta, duplicó la velocidad anterior del barco, de aproximadamente cuatro millas por hora (6,4 km/h) a ocho millas por hora (13 km/h). ^[9] Posteriormente Smith presentaría una patente revisada en consonancia con este descubrimiento accidental.

Mientras tanto, Ericsson estaba llevando a cabo sus propios experimentos. En 1837, construyó un barco de vapor de 45 pies (14 m) de propulsión a hélice, Francis B. Ogden , llamado así en honor a su patrón, el cónsul estadounidense en Liverpool . En el verano de 1837, Ericsson hizo una demostración de su barco en el río Támesis a miembros de alto rango del Almirantazgo británico , incluido el topógrafo de la Armada Sir William Symonds . A pesar de que el barco alcanzaba una velocidad de diez millas por hora (16 km/h), comparable a la de los barcos de vapor de ruedas existentes , Symonds y su séquito no quedaron impresionados. El Almirantazgo mantenía la opinión de que la propulsión a hélice sería ineficaz en el servicio oceánico, mientras que el propio Symonds creía que los barcos propulsados ​​por hélice no podían ser gobernados de manera eficiente. ^[10] Después de este rechazo, Ericsson construyó un segundo barco más grande, propulsado por hélice, el Robert F. Stockton , y lo hizo navegar en 1839 hacia los Estados Unidos, donde pronto ganaría fama como el diseñador del primer buque de guerra propulsado por hélice de la Armada de los EE. UU. , el USS  Princeton . ^[11]

Aparentemente consciente de la opinión de la Armada de que las hélices de tornillo resultarían inadecuadas para el servicio marítimo, Smith decidió demostrar que esta suposición era errónea. En septiembre de 1837, se hizo a la mar con su pequeño buque (ahora equipado con una hélice de hierro de una sola vuelta), navegando desde Blackwall, Londres a Hythe, Kent , con paradas en Ramsgate , Dover y Folkestone . En el camino de regreso a Londres el día 25, los oficiales de la Marina Real observaron que la embarcación de Smith avanzaba en mares tempestuosos. El interés del Almirantazgo en la tecnología se reavivó y se animó a Smith a construir un barco de tamaño real para demostrar de forma más concluyente la eficacia de la tecnología. ^[12] Pudo atraer a varios inversores para proporcionar el capital necesario, incluido el banquero Wright y la firma de ingeniería de J. y G. Rennie , quienes juntos formaron una nueva empresa llamada Ship Propeller Company. El barco propuesto por la compañía inicialmente se llamó provisionalmente Propeller , pero el nombre finalmente adoptado para el barco fue Archimedes , en honor al inventor griego del siglo III.

El Arquímedes fue construido en Londres en 1838 por Henry Wimshurst . Según el propio FP Smith, el barco estaba construido con roble inglés , ^[13] pero una entrada posterior en el Lloyd's Register indica que al menos partes de la quilla eran de abeto báltico . El barco tenía 125 pies (38 m) de largo, ^[14] 22 +De 6,9 ​​m de ancho y 237 toneladas de capacidad de carga, fue construida siguiendo el modelo de una goleta , con líneas de casco clásicas y una chimenea y mástiles esbeltos y, y sus contemporáneos la consideraban una hermosa embarcación. ^[15]

Al principio, Smith tuvo algunas dificultades para encontrar motores adecuados para el barco, ya que la propulsión a hélice presentaba algunos desafíos técnicos desconocidos. Finalmente, la empresa de ingeniería líder J. y G. Rennie aceptó diseñar y suministrar los motores, y los propios Rennie se convencieron de que debían participar económicamente en el barco y su tecnología. ^[16]

Los motores gemelos suministrados por los Rennies tenían cada uno dos cilindros de 37 pulgadas (94 cm) con una carrera de tres pies (0,91 m) , que entregaban una potencia nominal combinada de aproximadamente 80 caballos de fuerza y ​​una potencia real de aproximadamente 60. Los motores funcionaban a 26 rpm , que a través de engranajes impulsaban el eje de la hélice a aproximadamente 140 rpm. ^[17] Las calderas funcionaban a una presión de 6 psi . Los motores se instalaron a principios de 1839, después del lanzamiento del barco en octubre de 1838.

El sistema de engranajes planteó algunos problemas técnicos adicionales. Smith engranó los motores con la hélice mediante ruedas dentadas y piñones, el mayor de los cuales estaba dentado con carpe (una madera blanca que tradicionalmente se utilizaba para los engranajes de los molinos de viento ). ^[18] La disposición de los engranajes resultó ser muy ruidosa y la popa del barco estaba sujeta a vibraciones considerables durante su funcionamiento. Smith planeó reducir el ruido mediante el uso de engranajes en espiral, ^[19] pero no está claro si esta modificación se llevó a cabo.

La hélice en sí era de chapa de hierro, de 1,75 m de diámetro y 1,5 m de largo, y consistía en un tornillo de 360°, de una sola rosca y de una sola vuelta, de acuerdo con la patente revisada de Smith de 1836. Tras la entrada en servicio del barco, la hélice sufriría posteriormente una serie de modificaciones, las más importantes de las cuales fueron una alteración a un formato de doble rosca/media vuelta, y una división del tornillo de 360° original en dos palas separadas. La hélice tenía la característica inusual de ser completamente retráctil para reducir la resistencia cuando el barco navegaba a vela, una tarea que llevaba unos 15 minutos. ^[16]

El Archimedes realizó su viaje inaugural, desde Londres hasta Sheerness Approach, cerca de la desembocadura del Támesis, el 2 de mayo de 1839. ^[20] El día 15 inició su primer viaje por mar, desde Gravesend hasta Portsmouth , que completó a la inesperadamente alta velocidad de 10 nudos (19 km/h; 12 mph). En Portsmouth, el Archimedes se probó con éxito contra uno de los buques más rápidos en servicio en ese momento en el Almirantazgo, el HMRC Vulcan, en presencia de algunos altos funcionarios de la Marina, que quedaron impresionados por el desempeño del Archimedes . ^[12]

Después de esta prueba inicial, el Arquímedes emprendió un viaje de regreso a Londres, pero durante el trayecto la caldera del barco, que carecía tanto de manómetro como de válvula de seguridad, explotó, matando al segundo ingeniero y escaldando a varios más. El barco quedó entonces parado durante cinco meses para reparaciones en el astillero de Wimshurst. ^[21]

Al reanudar el servicio, Smith recibió una invitación del gobierno holandés para llevar el buque a los Países Bajos para una demostración, que aceptó. Sin embargo, durante el viaje a Texel , el Archimedes rompió el cigüeñal y se vio obligado a regresar a Inglaterra para realizar más reparaciones, que en esta ocasión fueron realizadas por la firma Miller, Ravenhill & Co. Fue durante esta reparación que la hélice original de una sola vuelta, de una sola hélice y rosca única fue reemplazada por una hélice de doble vuelta y media hélice con dos palas distintas. La nueva hélice tenía la ventaja de reducir considerablemente la vibración del barco en la popa. ^[21]

Tras estas reparaciones, el Almirantazgo británico acordó con Smith llevar a cabo una nueva serie de pruebas para el Archimedes en Dover . El Almirantazgo designó al capitán Edward Chappell, de la Marina Real, para supervisar las pruebas y redactar un informe. De abril a mayo de 1840, el Archimedes fue probado contra los paquetes de correo Dover- Calais más rápidos de la Armada , los barcos de ruedas Ariel , Beaver , Swallow y Widgeon . ^[22]

El más revelador de estos ensayos fue el del Widgeon , que no solo era el más rápido de los paquetes de correo, sino también el barco más cercano en tamaño y potencia al Archimedes . El Widgeon resultó ser ligeramente más rápido que el Archimedes en mares tranquilos, pero Chappell concluyó que, como este último tenía una relación potencia-peso menor, la hélice de tornillo como medio de propulsión había demostrado ser "igual, si no superior, a la de la rueda de paletas ordinaria". ^[22] Este hallazgo fue más decisivo de lo que puede parecer, porque desde una perspectiva naval, la propulsión de tornillo solo tenía que demostrar que era aproximadamente igual en eficiencia a la propulsión de rueda de paletas, ya que las ruedas de paletas tenían deficiencias bien reconocidas en el uso militar. Estas incluían la exposición de la rueda de paletas y sus motores al fuego enemigo, así como la reducción del espacio disponible para la colocación de cañones que incidían en la potencia de fuego lateral de un buque de guerra . El informe de Chappell conduciría más tarde a la adopción de la propulsión de tornillo por parte de la Armada (ver la sección Legado a continuación).

Tras la conclusión de las pruebas de Dover, el Archimedes fue asignado al capitán Chappell para un viaje alrededor de Gran Bretaña, que comenzó en julio de 1840. Este viaje proporcionó una oportunidad no solo para realizar pruebas adicionales, sino también para mostrar la tecnología a los armadores, ingenieros y científicos en varios puertos de todo el país. El Archimedes completó el viaje de 2006 millas (3228 km) a una velocidad promedio de más de 7 millas por hora (11 km/h), y una velocidad máxima en condiciones ideales de 10,9 millas por hora (17,5 km/h). ^[23]

Con la finalización de este viaje, el Arquímedes realizó un trayecto desde Plymouth a Oporto, Portugal, en un tiempo récord de 68 horas y media. Posteriormente, el barco realizó otros viajes a Amberes , a Ámsterdam a través del Canal de Holanda Septentrional y a varios otros puertos del continente, lo que despertó el interés por el nuevo método de propulsión en todas partes. ^[23]

Tras el regreso de Archimedes a Inglaterra, Smith aceptó prestarlo durante varios meses a la Great Western Steamship Company , que estaba en proceso de construir el barco de vapor más grande del mundo, el SS  Great Britain . El ingeniero principal de Great Western, Isambard Kingdom Brunel , aprovechó el préstamo para probar Archimedes con una variedad de hélices diferentes en un intento de encontrar el diseño más eficiente, que finalmente se determinó que era un nuevo modelo de cuatro palas presentado por Smith.

Los experimentos de Brunel le llevaron a recomendar a sus empleadores la adopción de la propulsión a hélice en Gran Bretaña . Las ventajas de la propulsión a hélice enumeradas por Brunel pueden resumirse de la siguiente manera:

• La maquinaria de propulsión por tornillo era más ligera, lo que mejoraba el ahorro de combustible;
• La maquinaria de propulsión de tornillo podría mantenerse más abajo en el casco, reduciendo el centro de gravedad del barco y haciéndolo más estable en mares agitados;
• Al ocupar menos espacio, los motores de hélice permitirían transportar más carga;
• La eliminación de las voluminosas cajas de paletas disminuiría la resistencia en el agua y también permitiría que el barco maniobrara más fácilmente en vías fluviales estrechas;
• La profundidad de una rueda de paletas cambia constantemente, dependiendo de la carga del barco y del movimiento de las olas, mientras que una hélice permanece completamente sumergida y con plena eficiencia en todo momento;
• La maquinaria de propulsión por tornillo era más barata. ^[24]

Con estos argumentos, Brunel logró en diciembre de 1840 persuadir a la Great Western Steamship Company para que adoptara la propulsión a hélice para Gran Bretaña , convirtiéndola así en el primer barco de vapor transatlántico propulsado por hélice del mundo. Sin embargo, en lugar de utilizar el diseño probado de Smith, Brunel decidió más tarde instalar una hélice de seis palas con forma de "molino de viento" diseñada por él mismo. El diseño de Brunel resultó defectuoso y fue rápidamente reemplazado por el diseño original. ^[24]

Smith y sus compañeros inversores habían tenido la esperanza de vender el Archimedes a la Marina Real Británica, pero cuando esto no se materializó, la Ship Propeller Company vendió el buque para su uso comercial. La empresa, que se estima que perdió un total de unas 50.000 libras esterlinas en la aventura del Archimedes , ^[25] fue posteriormente liquidada.

La carrera posterior del Archimedes es incompleta. El barco encalló en Beachy Head en 1840. En 1845, desapareció del Lloyd's Register , pero apareció de nuevo en 1847 tras una revisión. Sus motores y maquinaria fueron retirados en una fecha no especificada en Sunderland , después de lo cual continuó en servicio como velero. ^[19] En 1850, fue certificado como perteneciente a la Elbe & Humber Steam Navigation Company, que comerciaba entre Hamburgo y Hull . ^[26] En 1852, sus velas y aparejos fueron renovados, pero desapareció del Registro de nuevo un año o dos después. ^[19] A principios de noviembre de 1852, hubo un incendio en su bodega de popa durante un viaje de Hull a Hamburgo . Llegó a Hamburgo el 9 de noviembre con la bodega de popa inundada. ^[27] Se dice que terminó su carrera en la década de 1850, en servicio entre Chile y Australia. ^[28] Una goleta de ese nombre naufragó el 27 de enero de 1857 en las Tuamotu , mientras navegaba entre Valparaíso y Melbourne . ^[29]

Aunque la adopción de la hélice de tornillo era una inevitabilidad histórica dado el trabajo de John Ericsson y otros, Arquímedes aceleró considerablemente la aceptación de la tecnología. Las pruebas de Dover, llevadas a cabo en abril-mayo de 1840, persuadieron a la Marina Real a construir un balandro de guerra a vapor de 900 toneladas , el HMS  Rattler , que fue probado de 1843 a 1845 contra el HMS Alecto , un barco gemelo equipado con propulsión de paletas. Como resultado de estas pruebas, la Marina adoptó la hélice de tornillo como su método de propulsión preferido. En 1855, 174 barcos de la Marina Real habían sido equipados con propulsión de tornillo, incluidos 52 navíos de línea , 23 fragatas , 17 corbetas , 55 balandras y varios otros buques. ^[30]

Algunos mercantes también se apresuraron a adoptar la propulsión por hélice. En 1840, Wimshurst construyó un segundo buque propulsado por hélice, el Novelty de 300 toneladas , el primer carguero propulsado por hélice y el primero en realizar un viaje comercial. En 1841, se construyó en el norte de Inglaterra un pequeño vapor de pasajeros equipado con la hélice patentada por Smith, el Princess Royal , y en 1842, se construyeron o botaron en Gran Bretaña varios buques más propulsados ​​por hélice, entre ellos el Bedlington , construido en South Shields , el Bee , botado en Chatham , ^[31] y el barco más grande construido hasta esa fecha en Irlanda , el Great Northern , botado en Derry . A partir de este punto, los buques mercantes propulsados ​​por hélice crecieron rápidamente en número. Cuando la Cunard Line construyó el vapor de ruedas Persia para el servicio transatlántico en 1856, la rueda de paletas ya se estaba convirtiendo en un anacronismo. ^{[32] [33]}

Aunque el Arquímedes de Smith había desempeñado un papel importante en la introducción de la propulsión por hélice, el propio Smith sólo perdió dinero en la empresa y se vio obligado a volver a la agricultura. Sin embargo, más tarde sería reconocido por su contribución. En 1855, fue uno de los cinco inventores premiados con 4.000 libras cada uno por la Cámara de los Comunes por la invención de la hélice marina. En 1858, un grupo de patrocinadores organizó una cena de homenaje en la que se le presentó una bandeja de plata , una jarra de clarete y una suscripción, con un valor total de 2.678 libras. ^[34] En 1860, Smith fue nombrado conservador del Museo de la Oficina de Patentes en South Kensington , y en 1871 recibió el título de caballero . ^[35]

Libros

• Burgh, NP (1869). Tratado práctico sobre propulsión de hélice moderna. Londres: E. y FN Spon., págs. 11.
• Bourne, John (1852). Tratado sobre la hélice con diversas sugerencias para mejorarla . Londres: Longman, Brown, Green & Longmans.
• Fincham, John (1851). Una historia de la arquitectura naval: a la que se añade un prefijo, una disertación introductoria sobre la aplicación de la ciencia matemática al arte de la construcción naval. Londres: Whittaker & Co.
• Fox, Stephen (2003). Transatlántico: Samuel Cunard, Isambard Brunel y los grandes barcos de vapor del Atlántico. HarperCollins. ISBN 978-0-06-019595-3.
• Herapath, John Esqu (1839). Revista ferroviaria y revista de navegación a vapor . Vol. VI. Londres: James Wylde.
• Kludas, Arnold (2000). Récords en el Atlántico Norte: transatlánticos de ribera azul 1838-1852 . Brassey's Inc. ISBN 1-57488-328-3.
• Macaulay, David y Ardley, Neil (1998). La nueva manera en que funcionan las cosas. Houghton Mifflin Books for Children. pp. 378. ISBN 978-0-395-93847-8.
• MacFarlane, Robert (1851). Historia de las hélices y la navegación a vapor. Nueva York: George P. Putnam.
• Cómo funciona: ciencia y tecnología . Vol. 10. Marshall Cavendish Corporation. 2002. pág. 1335. ISBN 978-0-7614-7314-5.
• Parker, H. y Bowen, Frank C. (1928). Buques de vapor para el transporte de correo y pasajeros en el siglo XIX . Londres, Inglaterra: Marston & Co., pág. 14.
• Preble, George Henry (1883). Una historia cronológica del origen y desarrollo de la navegación a vapor. Filadelfia: LR Hamersly & Co.
• Schaeffer, George C. y Hedge, Egbert (1840). Revista de ferrocarriles y mecánica estadounidense . Vol. XI. Nueva York: Schaeffer y Hedge.
• Smith, Edgar C. (1905). Breve historia de la ingeniería naval y marina . Babcock & Wilcox Ltd.
• Timbs, John (1868). Invenciones maravillosas: desde la brújula hasta el cable telegráfico eléctrico. Londres y Nueva York: George Routledge & Sons.

Revistas

• Revista de mecánica y revista de ingeniería, maquinaria agrícola, manufacturas y construcción naval . VI (julio-diciembre de 1861). Londres: Robertson Brooman and Co. {{cite journal}}: Falta o está vacío |title=( ayuda )

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