Así fue, aunque no lo creas
El contexto histórico
En 1968, un renacimiento de la tecnología de vapor para ser usada en el coche de calle empezó de repente, en medio de las nuevas preocupaciones encontradas sobre la contaminación causada por los motores de combustión interna, sobre todo por las acciones de grupos influyentes que usaban un nuevo término: La Ecología, la ciencia que se preocupaba por el medio ambiente.
El gobierno de Estados Unidos, influenciado por estos nuevos lobbys, había impuesto recientemente límites estrictos en las emisiones nocivas de los automóviles, en mayo de 1968 varias agencias federales celebraron audiencias públicas en la búsqueda de plantas de energía alternativas.
Entre los primeros en pronunciarse a favor de vapor fueron Calvin E. y Charles J. Williams, hermanos gemelos de Ambler, Pennsylvania, que durante años habían estado utilizando los beneficios de los negocios de la construcción propiedad de su familia experimentando con el uso comercial del vapor. Condujeron su convertible a vapor, en el que dudosamente indicaron que habían invertido 2 millones de dólares, en la misma Washington e invitaron a los senadores Edwin Muskie y Warren Magnuson, entre otros, para hacerles probar en persona su vehículo. Los burócratas quedaron impresionados por el silencio, la aceleración del vehículo, más la eficiencia de su rendimiento de combustible, que era de casi 18 km/litro de queroseno. Los hermanos Williams en las audiencias del comité argumentaron que los vapores de combustible se queman más lentamente y de manera constante, y por lo tanto de manera más completa que en los motores de combustión interna. La energía del vapor, dijeron, también es más eficiente mecánicamente.
Ese mismo año, Don E. Johnson, de 36 años de edad, presidente de Steam Dynamics, radicada en Mesa, Arizona, sostuvo que su máquina de vapor de 150 caballos de fuerza y 68,100 kg de peso era mucho más ligera que un motor convencional de igual potencia . Hacía esta afirmación, ignorando todas las partes auxiliares del motor, tales como las calderas, quemadores, condensadores y tanques. Johnson había desarrollado originalmente su motor para los helicópteros, pero se cree que iba a funcionar igual de bien en los automóviles.
Las grandes terminales como la Ford y la General Motors ya habían declarado su interés, aunque de manera tibia. En marzo de 1968 Ford había anunciado un programa de desarrollo en motores de vapor de manera conjunta con la Thermo Electron Corporation, de Waltham, Massachusetts.
La GM, por su parte, trabajó con otra compañía dedicada al uso del vapor, la Energy Systems, Inc., y se ofreció a suministrar varios sedanes a vapor a la Patrulla de Caminos de California para la prueba en servicio.
La Thermo Electron había diseñado un motor que utilizaba, en lugar de agua, un líquido orgánico no acuoso para moverlo. El fluido no corroía el metal, trabajaba a temperaturas y presiones mucho más bajas, y por lo tanto debería haber recortado el costo del motor considerablemente.
Además de Ford, con 4 millones, la Thermo-Electron decidió poner otros 2 millones de dólares en el proyecto manteniendo los derechos sobre cualquier tecnología a desarrollar. Ford tendría que pagar regalías si el motor entraba en producción masiva, pero en 1970 la compañía se hacía dueña de 10.000 acciones de la Thermo Electron, por lo que tenía opción sobre las acciones que eventualmente podrían darle al menos una participación del 25% y de esa manera todo quedaba bajo su hegemonía financiera.
Entre sus ventajas, el vapor orgánico de la Thermo Electron movía un motor de pistón y luego se condensaba retornando a la caldera en un ciclo cerrado herméticamente sellado. Al igual que en otras máquinas de vapor, el combustible para calentar a la caldera se quema de forma continua con una gran cantidad de aire. Esto prácticamente elimina la contaminación por hidrocarburos no quemados. La baja temperatura de combustión también reducía los óxidos de nitrógeno emitidos.
Hasta ahí todo es favorable pero el drama estaba en los costos, el peso, el tamaño y el arranque lento que pronto demostraron ser problemas insolubles.
Por si fuera poco el vapor orgánico planteaba sus propios problemas. La Thermo Electron utilizaba tiofeno y era un compuesto objetado por su alta volatilidad y toxicidad.
Antecedentes notables
Aunque nos cueste admitir los automóviles a vapor coexistieron con los eléctricos y los de petróleo (como se les decía a los impulsados por motores de combustión interna alimentados a gasolina) en la primera época de la automoción. ¡Y con ventaja en cuanto a rendimiento! Porque si bien un automóvil eléctrico fue el primero en ser cronometrado oficialmente a más de 100 Km/h, otro de vapor fue el primero en sobrepasar los 200 Km/h.
Se trataba del Stanley Steamer "Rocket" que en las compactas arenas de la Florida en 1906 en manos de Fred Marriot alcanzó un promedio de 205 km/h. Este "coche de carreras" era una evolución de otro Steamer que tres años antes había alcanzado velocidades cercanas a la mítica cifra. En las ilustraciones vemos a ambos "racers" y cómo se conserva uno de ellos en la actualidad en orden de marcha.
1906-2006 Cien años después en el homenaje al centenario del logro
La historia se repite 60 años después
En primer lugar para contar la historia de este coche llevaría un libro junto con una investigación seria de las peripecias que sucedieron en los esfuerzos por construir un coche semejante. Lo que más o menos ha sucedido es como sigue.
Todo comenzó en en la carrera de 1967 de las 500 Millas de Indianápolis cuando un coche a turbina de gas patrocinado por STP y conducido por Parnelli Jones estuvo a punto de ganar la carrera.
Un simpatizante de la turbina de gas para uso automotriz, el británico llamado Ken Wallis, había sido contratado para trabajar en ese coche en Torrance, California y varios coches de turbina se introdujeron el siguiente año, incluyendo la turbina de Carroll Shelby, también con la asistencia de Wallis, en la foto de abajo se puede ver el coche con Denny Hulme al volante, el otro piloto asignado era Bruce McLaren; hay una larga historia acerca de por qué no se llevaron el triunfo pero esa es otra historia.
Después de que Ken Wallis lo intentara si éxito, su meta seguía siendo ganar en Indy y la mejor forma que descubrió para ganar era hacer trampa con algún otro tipo de planta de energía distinta al motor de combustión interna. Ken se reunió con el conocido William "Bill" P. Lear, quien estaba igualmente interesado después de vender su innovadora compañía aeronáutica Lear Jet a la Gates Rubber en abril de 1967 y por entonces estaba con abundantes fondos para emprender cualquier aventura.
Ninguno de los dos sabía nada de vapor como tampoco tenían inclinación en hacer alguna investigación seria sobre el uso del vapor como recurso alternativo. Simplemente la idea era hacer algo revolucionario y que les permitiera conseguir una nueva fuente alternativa en el deporte motor.
El núcleo del proyecto estaba en el correcto desarrollo de una planta de poder potente y económica construyendo un motor específico para este coche que fue especialmente diseñado desde cero por Richard Moser quien fue contratado por Lear un 2 de setiembre de 1968 llegando a Reno para radicarse en los hangares de la vieja base de la fuerza aérea Stead. Cuando llegó al lugar dos personas lo aguardaban: eran Lear y Wallis que ansiosos lo esperaban.
Moser diseñó el motor allí mismo influenciado por los grandes motores diésel en delta Napier Deltic* que los británicos estaban usando en lanchas torpederas en aquel tiempo y en las grandes locomotoras estadounidenses. Este motor diésel era un motor potente y compacto que funcionaba muy bien con el sistema de dos tiempos debido a la forma en que el diésel se comporta con ese sistema. No había ningún propósito real de usar este diseño en una máquina de vapor, aunque en algunos aspectos su uso era ventajoso. Lo cierto es que Moser diseñó su motor a vapor basado en este esquema triangular.
Una gran cantidad de recursos fueron invertidos en el proyecto y en seis meses estuvo listo un motor que trabajaba con tres cigüeñales y doce pistones que se desplazaban en seis cilindros. El diámetro de cada pistón era de 64 mm y dos bielas estaban vinculadas a cada cigüeñal y cada una a un pistón que se desplazaba a su vez a otro opuesto en un mismo cilindro en un mismo plano. Se hicieron cálculos de presión media efectiva por lo que el motor fue diseñado para obtener unos 500 caballos de fuerza.
Varias partes de este motor inicial como válvulas, sellos, entre otros, fueron utilizadas después de haber sido copiados de una turbina Pratt y Whitney para helicópteros. La mejor parte de la historia es que Lear ordenó el motor de turbina a la propia P & W y para estudiar cómo se hacían esas partes y no pagar por ello. Después de un tiempo la compañía aeronáutica comenzó a reclamarle por el motor por lo que Lear empacó todas las piezas en una caja y se las devolvió.
De mayor interés fue el hecho de que el motor Napier Delta tenía dos cigüeñales giratorios en una misma dirección y el tercero en contra-rotación. Hizo cálculos cuidadosos y mantuvo a los tres cigüeñales rotando en los extremos del triángulo de la misma manera con los pistones que se reunían en el centro de un cilindro pero no interferían entre sí. La toma de fuerza central se hallaba en el centro del triángulo donde recibía el impulso de los tres cigüeñales mediante respectivos engranajes.
El motor definitivo y tal como lo muestran las imágenes resultó ser un ingenio bastante pequeño con un ancho de apenas 508 mm y un largo ántero-posterior de apenas 452 mm, prácticamente menos de la mitad de un V8 convencional típico de la Indy. La potencia declarada era de 450 hp al freno.
El generador de vapor era una genialidad. Fue diseñado por Seifi Ghasemi, un reciente graduado de Stanford doctorado en fluidos y natural de Irán, donde su familia estaba en buenos términos con el Shah. Seifi empezó a trabajar en los primeros días de 1969 y comenzó la construcción de la caldera en marzo y para mayo tenía listo un generador de vapor para alimentar un motor de 700 hp y podía adaptarse en un coche con facilidad. Lear patentó el diseño de Seifi y puso su propio nombre en él.
Este generador se basaba en una serpentina arrollada de tubos delgados de aleación de cobre que a pesar de estar en ese cilindros de dimensiones discretas tenía un largo de más de 300 metros por donde pasaba el agua que, sometida a la acción del aire caldeado por los quemadores, pasaba al estado de ebullición generando abundante vapor a una presión constante de casi 20 kg/cm2.
Para darle una rentabilidad al proyecto Lear propuso que el motor sea aplicable a generadores eléctricos, transportes terrestres, fluviales y hasta aeronaves.
El coche de carreras
Disposición general
El proyecto para correr en la Indy 500 cuajó en un vehículo, bautizado como Vapordyne, basado en un chasis monocasco de aluminio con carrocería cuadrangular de fibra de vidrio con sendos spoilers delanteros y un flap en el borde de fuga trasero a nodo de alerón con el piloto sentado en un cockpit desplazado a la derecha ya que a lo largo del sector central se disponían los componentes vitales como la turbina auxiliar, el depósito de agua, el generador de vapor encerrado con una doble aislación y el motor a vapor que se hallaba justo frente a la caja de cambios y el diferencial trasero.
En el centro longitudinal un largo eje salía del motor hacia adelante y movía el diferencial delantero.
Detrás del habitáculo se hallaba el tanque de combustible que alojaba una cantidad desconocida de queroseno JP1 de uso aeronáutico que alimentaba la pequeña turbina auxiliar de 125 hp encargada de suministrar el arranque calorífico al generador de vapor. En la trompa y alimentado por una amplia toma de aire se encontraba por delante de la suspensión delantera un gran condensador e intercambiador de calor. En contrapartida y para una correcta distribución de pesos, en el sector trasero se encontraba un enorme radiador de aceite.
Detalles
En cuanto a las suspensiones independientes estas eran novedosas pues tenían los grupos resortes-amortiguadores colocados horizontalmente accionados por bieletas oblicuas mientras que la geometría era del tipo paralelogramo deformable con parrillas triangulares superiores e inferiores con portamazas de chapa estampada tanto adelante como atrás. En ambas suspensiones una barra antirrolido convencional vinculaba ambos portamazas.
Recordemos que se trataba de un vehículo de tracción integral con sendos diferenciales con engranajes planetarios en los que se aplicaba la potencia distribuida en un 60% atrás y el 40 % sobre el delantero.
Era un coche bastante grande con un largo total de 4.877 mm, el ancho máximo era de 2.040 mm, la altura de la carrocería de 6.858 mm. La distancia entre ejes era de 2.625 mm con una trocha de 1.689 mm tanto adelante como atrás.
La carrocería de fibra de vidrio tenía un ancho constante de 1182 mm y la altura sobre la barra antivuelco era de 965 mm y el despeje mínimo sobre la pista era de 63,5 mm. Sus neumáticos eran los Firestone Indy de 12.10 por 15 pulgadas de diámetro.
El humor
En cuanto se conoció el proyecto de Billy Lear, se empezó a especular sobre quién sería su piloto y en ese año de 1969 Jackie Stewart ya había ganado las dos carreras iniciales que lo llevarían a obtener el campeonato en la Fórmula 1, el primero de sus tres, y gozaba de gran prestigio y ciertamente sonaba como el gran candidato para manejar este futuro coche en las siguientes 500 Millas.
Por eso esta viñeta alude a esa posibilidad con ironía...
La decepción
Dos cosas hicieron que el automóvil de vapor Vapordyne muriera en silencio. Una era que alguien finalmente analizara al coche parte por parte se hacía evidente que quien había diseñado el condensador lo sobrestimó. Esta vital parte de un sistema a vapor necesitaba ser diez veces más grande para aprovechar el vapor producido. La otra cosa que sucedió durante las pruebas del motor en un dinamómetro en un fin de semana cuando Moser estaba ausente fue que Lear insistió en el uso de aceite regular por lo que fue a Sears, consiguió un poco y lubricó los espacios libres e hizo andar el motor hasta que éste se engrifó. Lear no era una persona metódica y así todo el motor delta no funcionó adecuadamente dejándolo a un lado.
Lear hizo construir un Chevrolet Monte Carlo movido por este motor y un autobús por una turbina de vapor e incluso construyó una pista ovalada detrás de su factoría, supuestamente para probarlo.
Pero debido a que tenía tantos proyectos diferentes además de problemas terribles con su personal de ingeniería nunca llegó a ninguna de sus visiones sobre el uso del vapor.
Lear no estaba tratando de hacer una buena máquina de vapor o para salvar al mundo de la contaminación. Él estuvo tratando de conseguir un motor capaz de entregar 500 hp y que logre ganar en Indy pero debido a los problemas con la presión del vapor a altas temperaturas que no fueron subsanados, tal vez se hubiese podido obtener el doble de caballos de fuerza por centímetro cúbico que los de un motor de combustión interna de aspiración natural pero no se trató de explorar esas posibilidades.
La Indy tenía limitaciones estrictas en la cilindrada en los motores que era de 2.458 cm3, o 150 pulgadas cúbicas, y el motor delta con este cubicaje apenas erogó 300 hp muy inferiores a los necesarios para mover el kilaje de este coche del que nunca se conocieron pues los kilos reales nunca trascendieron. .
El Vapordyne podría haber sido un coche espectacular, pero no pudo ser: el tamaño del condensador para proporcionar la energía necesaria habría excedido la capacidad del coche para contenerlo, pero el coche fue una máquina fabulosa con una lluvia de ideas muy creativas, y para muchos representaba todo lo que la Indy 500 solía ser antes de que Tony George, su director, comenzara a torpedearla para preservar su ego.
El dibujo original del Shelby-Wallis de 1968 sobrevivió, así como el coche, el único ejemplar del Vapordyne ha sido restaurado y está siendo mostrado, pero no está funcionando en estos momentos como sucedió en 1969
El Vapordyne hoy
Conclusión
En octubre de 1973 los países vecinos de Israel la atacan y se desata una gran crisis en la que los productores árabes decretan el embargo de petróleo tras la guerra árabe-israelí del Yom-Kippur que golpeó duramente las economías occidentales, obligando a los fabricantes de automóviles a dirigir su atención lejos del vapor y dedicarse a los retos más inmediatos como la reducción de personal y hacer que sus motores de combustión interna sean más eficientes en el uso del combustible. Tuvieron éxito suficiente como para poner al vapor fuera de la contienda.
A pesar de los avances que algunos ingenieros creían que se estuvieron haciendo entre 1968 y 1973, los coches de vapor siguieron planteando desafíos aparentemente insuperables, el principal de ellos es conseguir miniaturizar los accesorios, en especial el condensador. No hay promesa de mejorar en el futuro y es en los coches eléctricos en el que se apoyan las nuevas tecnologías, en donde las baterías se están haciendo cada vez más y más pequeñas y eficientes.
Algún día, quizás el vapor se convertirá en una alternativa válida, pero no por el momento.
*Nota
El Napier Deltic era un motor diésel británico de pistones opuestos sin válvulas, de dos tiempos utilizado en aplicaciones marinas y en locomotoras. Diseñado y producido por Napier & Son. Los cilindros están divididos en tres bloques en una disposición triangular, o sea la letra griega delta con los blocks formando los lados con los cigüeñales situados en cada vértice del triángulo.
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