Si los romanos encontraran una máquina de vapor en funcionamiento, ¿habrían podido copiarla y usarla?

Previamente pregunté si los romanos podrían haber construido una máquina de vapor para impulsar un barco, a lo que recibí una serie de respuestas que quizás se resumen mejor como "probablemente no, pero...".

Suponiendo que a los romanos no se les hubiera ocurrido la idea por sí mismos, supongamos que hubieran descubierto un ejemplo funcional de una simple máquina de vapor, ¿entonces qué? (Conservado por una civilización anterior o lo que sea fuera del alcance de la razón agitada con la mano). Suponga que también tenían instrucciones de operación visuales simples.

Los comentarios no son para una discusión extensa; esta conversación se ha movido a chat .
Lo único que diría sobre esto es que depende totalmente de las personas que lo examinaron tanto como de la sociedad en la que vivían esos individuos.
@Simba Estoy absolutamente de acuerdo, necesitarían un elemento de suerte. Si cayera en las manos equivocadas, alguien podría ganar un poco de dinero raspándolo sin darse cuenta o sin importarle lo que era.
Sí, hubieran podido. Imagínese que un griego construyó una máquina de vapor en funcionamiento y los romanos la encontraron durante sus conquistas. Entonces, uno de ellos involucrado en el negocio puede haber visto su potencial y decidir invertir en la construcción de dichos motores para reemplazar el trabajo esclavo. Podría hacerlo, preferiblemente con la ayuda del griego que lo inventó.
Estoy de acuerdo en que los romanos, por ejemplo, podían entenderlo y hacer la construcción básica. Pero eso deja el problema de la resistencia de los metales. En el pasado, estas cosas explotaron porque los metales no eran lo suficientemente fuertes. No puedo imaginar a los romanos aplicando ingeniería inversa a los metales. Por supuesto, si la máquina de vapor fuera un diseño de Newcomen, entonces sí, podrían hacerlo. Pero, no sería muy poderoso.
Hay muchas respuestas que te dicen si podrían haber hecho esto. Sin embargo, un punto importante es la cuestión de cuánto habrían querido hacerlo. Solo dejar que algunas personas trabajen en esto, o poner entre el 1% y el 5% de su pib en este proyecto, marca la diferencia. ¡Y si hubieran encontrado un barco a vapor, replicarlo probablemente habría tenido la máxima prioridad! Si entendieran que pueden construir botes con él, botes que van más rápido que los botes de remos y se mueven independientemente del viento, lo habrían puesto todo en la construcción de esta cosa. Sólo algo para tener en cuenta.
Habrían tenido que haber inventado ruedas de paletas también (el uso de ruedas de paletas por parte de los romanos es, en el mejor de los casos, discutible) y conectarlo todo. Tal vez no sea insuperable, pero podría no ser tan obvio en tal punto de la antigüedad.
Sí, lo habrían hecho, al menos si se tratara de un motor de condensación de baja presión como el tipo que Watt desarrolló y Fulton usó en su barco de vapor North River (Clermont). De hecho, la bomba Ctestibus, al igual que la de bronce encontrada en España, podría haberse convertido fácilmente en una máquina de vapor similar. Simplemente colóquelo en la plataforma utilizada para el Aeliophile y reemplace las válvulas de retención inferiores con los tapones de válvula utilizados para el sistema de agua de Pompei y conéctelos con una palanca. Uno se empuja para abrirse al vapor cuando el pistón que se encuentra sobre él es empujado hacia abajo por el vapor condensado que abre la otra válvula al vacío.

Respuestas (15)

Si una civilización encuentra un ejemplo de tecnología avanzada, ¿pueden aprender a duplicar la tecnología?

Tienes dos variables:

  • El estado tecnológico actual de la civilización. Llame a esto "A".

  • La diferencia tecnológica entre la civilización y el ejemplo. Llame a esto "B".

Por lo tanto...

  • Cuanto antes sea "A", más probable es que la respuesta sea "No".

  • Cuanto mayor sea "B", más probable es que la respuesta sea "No". (Este es un axioma necesario de la Magia Clarkiana .)

  • A medida que "A" avanza, "B" puede crecer más y la respuesta aún puede ser un "Sí".

¿Cuál es nuestro año de referencia?

Los romanos eran maravillas tecnológicas, pero la mayor parte de su avance fue en ingeniería estructural. Si su tecnología de ejemplo hubiera sido algo relacionado con la electricidad, mi respuesta instantánea habría sido "absolutamente no".

Sin embargo, el imperio romano abarcó una gran cantidad de tiempo y una gran cantidad de innovación tecnológica. Así como mi abuela durante su vida vio los barcos de vapor y caballos y calesas como el pináculo de la tecnología de transporte dieron paso a caminar en la luna y volar por aire para que la gente común ya no se vistiera para eso, los romanos cambiaron de sus primeros años ("absolutamente no") hasta el año 300 DC cuando la respuesta se convierte en "posiblemente, tal vez incluso probablemente".

Una fecha importante es el 1 d.C. Fue entonces cuando Héroe de Alejandría creó el Aeolipile . La Aeolipile fue, básicamente, la primera turbina de vapor. En este punto, es posible que no hayan tenido los otros conocimientos tecnológicos para construir una máquina de vapor de 1800 completamente funcional... pero habrían jugado con ella por un tiempo y, tal vez, habrían concluido, "sabes, eso parece un muy parecido a un Aeolipile realmente complicado ".

Hasta ahora, estoy convencido de que los romanos de al menos, digamos, el año 50 d. C. habrían entendido lo que estaban viendo (después de suficiente examen y experimentación) tal como tenemos la capacidad de entender la teoría de cuerdas sin tener la menor idea de cómo probar eso.

Eso deja la pregunta, ¿podrían duplicarlo?

Los componentes de una máquina de vapor se mejoran con la molienda, pero no requieren molienda. Todos se pueden lanzar. Los romanos sabían cómo hacer esto, por lo que podían construir la forma de todo lo que necesitaban. Eso deja la fuerza metalúrgica.

Y ahí es donde entra en juego el último punto que puedo hacer.

Los romanos sabían pensar

Los antiguos romanos sabían cómo resolver las cosas. Llevaría tiempo, porque básicamente están atascados en la investigación empírica, pero podrían hacerlo. Ahora la respuesta es "Sí, con suficiente tiempo".

¿Cuánto tiempo necesita entre el momento en que encontraron el motor y el momento en que los necesita para duplicar el motor?

Los siguientes son todos instintos viscerales y están abiertos a argumentos vociferantes, pero...

Si la respuesta se encuentra en el año 50 d. C., y se necesita para el 300 d. C., estoy dispuesto a aventurarme y decir "Sí".

Si la respuesta se encuentra en el año 50 d.C., y se necesita para el 100 d.C., es "muy poco probable".

Si la respuesta se encuentra en el año 50 a. C., y se necesita antes del año 200 d. C., es "probablemente no".

Si la respuesta se encuentra antes del 50 a. C., la respuesta es "imposible". No hay suficiente comprensión tecnológica en el Imperio Romano para ser capaz de comprender lo que están viendo y, para cuando el Aeliopile nació, el ejemplo estaría deteriorado o perdido.

Algunos de los comentarios se preguntan por qué a los romanos les importaría seguir con la tecnología de las máquinas de vapor. El OP no nos ha dicho el contexto de la tecnología futura que apareció en el pasado. Si todo lo que apareció fue el motor, entonces podría ser difícil de vender a menos que alguien fuera lo suficientemente inteligente como para pensar: "¿Qué pasa si enganchamos este tonto a un carro?" Por otro lado, si lo que apareciera fuera un automóvil en funcionamiento... los romanos estarían en esta tecnología considerando las dificultades de su extenso imperio. La verdadera pregunta es, ¿y si fuera la locomotora de un tren? ¿Algo que necesitaba pistas para ser valioso? Tal vez sea una paliza porque de repente la inversión en infraestructura (colocación de rieles) es enorme.

Sin embargo, nada de eso es relevante ya que el OP no preguntó al respecto. Es el problema del OP a resolver. Si no lo ha hecho, es otra pregunta y no una respuesta válida a esta.

Varios comentaristas han expresado su incredulidad de que la ingeniería inversa pueda aportar un valor sustancial al proceso de innovación tecnológica. Su premisa es que las tecnologías no se desarrollaron durante milenios o más por sí solas, lo que supone que no podrían haberse desarrollado en 200-300 años con un ejemplo de trabajo para experimentar o motivarlos.

Dichos comentaristas no tienen experiencia con la ingeniería inversa. Hago. Saber que algo es posible y solo necesitas duplicarlo es mucho, mucho, mucho más poderoso que no saber que algo es posible y esperar a que se fusione la combinación de imaginación y desarrollo científico.

La simple verdad es que si a los romanos se les mostrara con pruebas irrefutables el valor de una máquina de vapor en funcionamiento, no tendrían a uno o dos tipos jugando con una idea vaga (que es la razón por la que tomó milenios, naturalmente). Tendrían miles y más personas dedicadas a realizar la ventaja militar. (A menos que, como se indicó anteriormente, desee elegir que no vean el valor, en cuyo caso se trata de una conversación discutible. No inventará lo que no le importa).

A algunas personas les gusta pensar que la innovación es de algún modo un proceso fijo, que no puede suceder más rápido de lo que sucedió, pero nuestra propia historia reciente en el desarrollo de computadoras ha demostrado que eso es incorrecto una y otra vez.

No necesitas entender por qué algo funciona para duplicarlo.

Para concluir con un ejemplo, me pregunto si algunos creen que las especificaciones de una máquina de vapor antigua son tan difíciles de lograr como las de un motor de combustión de 2017. Obviamente, los metales y la precisión necesarios para un motor de 2017 no pudieron ser duplicados por los romanos en su época. Pero eso no es lo que se pidió. Una vez que leí Las uvas de la ira , noté un momento en la historia en el que la familia tuvo que reparar su motor. Habían perdido compresión, así que envolvieron el pistón con alambre de cobre, lo empujaron de vuelta a la cámara y se fueron. Me pregunté sobre eso y le pregunté a mi abuela, quien dijo que cosas como esa, de hecho, sucedían. Esa es una gran cantidad de imprecisión para tener un motor que funcione y sea útil.

Si todavía quieres creer que los romanos no pudieron aplicar ingeniería inversa a algo tan simple como una máquina de vapor (¡con documentos de funcionamiento!) en las condiciones que he especificado, por todos los medios, rechaza mi respuesta. no me sentiré mal.

Los comentarios no son para una discusión extensa; esta conversación se ha movido a chat .
¿Se supone que "B" representa "El estado tecnológico del ejemplo"? - de lo contrario, su respuesta tiene la diferencia entre la diferencia que personalmente me resulta difícil de seguir.
Mira estas ballestas romanas de aire comprimido de Saalburg Kastell, Alemania . Los he visto en persona y leí la placa que dice que su desempeño fue deficiente porque los metalúrgicos romanos no lograron que los sellos fueran tan herméticos como era necesario. Así que creo que los romanos habrían "captado la idea" con bastante rapidez, pero les costaría mucho producir un motor con la precisión necesaria para que fuera efectivo...
Estoy de acuerdo en que OP hizo una pregunta más específica, pero el contexto es lo que hace que la pregunta, y luego la respuesta, sea completa. Como con la mayoría de las cosas, pregunta '¿Cómo?' suele ser menos importante que '¿Por qué?'. Estamos aquí tanto para hacer agujeros en el pensamiento de OP como para ayudarlo a construir algo.
@MartinSmith, su suposición es correcta.
@AcePL, :-) Supongo que no leyó las nueve millas de comentarios que JDlugosz movió al chat.
@jamesqf Haces clic en el enlace 'movido al chat' arriba y vas a leerlos.
Si la ingeniería inversa fuera tan inútil, hay muchas franquicias de ciencia ficción que estarían en problemas. Un tropo muy común es que los humanos descubren FTL u otras tecnologías espaciales al entrar en contacto con extraterrestres...
Lo que dice sobre la ingeniería inversa es cierto, pero también debe tener en cuenta la brecha tecnológica. La mayoría de las cosas a las que les aplicas ingeniería inversa probablemente provengan del mismo "nivel" tecnológico básico; por ejemplo, aplicas ingeniería inversa a una máquina recreativa sin saber sobre salas recreativas, pero con un gran conocimiento de la electrónica en general. Ahora considere que en lugar de una máquina recreativa electrónica, obtiene un cristal de 1 cm de ancho que de alguna manera crea un holograma 3D. Es posible que eventualmente descubras el funcionamiento a través de imágenes detalladas, pero también podrías romper accidentalmente la única muestra que funciona en la prueba: P
Y las máquinas de vapor son famosas por ser difíciles de manejar, incluso cuando sabes exactamente lo que estás haciendo y tienes un gran conocimiento de las partes internas. Incluso con un manual, alguien morirá y romperá la máquina en el proceso, e incluso si no, no hay garantía de que la máquina sobreviva intacta mientras la examina cuidadosamente. ¿Qué harías con un circuito integrado si no tienes idea de cómo funciona? Lo abrirías y lo destruirías por completo. Es posible que aún tenga una idea general sobre cómo funciona, pero menos sobre cómo replicarlo.
Un interesante desafío de ingeniería inversa de hoy es el análisis de proteínas. Conocemos todos los principios básicos desde hace bastante tiempo, todo se deriva de una física bien simplificada... pero todavía tenemos que aplicar dolorosamente ingeniería inversa sobre qué hace una proteína en particular y cómo; por no hablar de diseñar nuestras propias proteínas útiles y los medios para producirlas. No es imposible , pero es un desafío gigantesco sin embargo.
Lo loco es que el valor que aporta la ingeniería inversa es principalmente el de una idea operativa. Y esa es la parte de la invención que lleva más tiempo.
@Luaan, recuerda también que esto es una historia. Si es posible, deja que la historia fluya. Sí, 'puede haber habido' problemas en el mundo real con solo tener un prototipo, pero siempre hay 'algo' que podría haber sucedido. Otro punto fuerte de esta respuesta es que saber que algo es posible es un motivador TREMENDO.
“...[S]igual que tenemos la capacidad de comprender la teoría de cuerdas sin tener la menor idea de cómo probarla”. Creo que tienes las cosas un poco revueltas allí. Podemos probar mucho sobre la teoría de cuerdas, es básicamente una teoría matemática, apenas entendemos un poco de lo que demostramos.
@WeckarE. Ese es el tipo más común de ingeniería inversa que realmente funciona, creo. Tiene mil maneras de hacer algo y no tiene idea de qué tan bien podrían funcionar en la práctica, y qué partes del diseño funcionan bien con otras partes. Al observar una máquina en funcionamiento real, puede saltar directamente a un diseño que casi funciona sin las toneladas de prueba y error que se necesitaron en el proceso de diseño original. De hecho, me divertí mucho haciendo remakes rápidos y sucios de juegos antiguos: eliminar los T&E de la mecánica del juego y las decisiones de diseño ahorra la mayor parte del tiempo de desarrollo.
@JBH, cuando veo un elemento desconocido, no asumo que sea del futuro. Supongo que hay alguien en algún lugar en el tiempo presente que lo hizo o lo sabe. Por lo tanto, me esforzaré más en encontrar la fuente del elemento que en la ingeniería inversa.
@Cœur, recuerde que el OP dijo: "Suponga que también tenían instrucciones de operación visuales simples". Eso sería muy difícil de explicar. Sin embargo, el OP no preguntó si los romanos reconocerían el motor como del futuro. Solo preguntó si podían duplicarlo, lo que no requiere reconocerlo como proveniente del futuro. Además, ¿qué sucede cuando preguntas y todos se encogen de hombros? Puede que sea lo primero que hagas, pero no es lo que resolvería el problema.
@JBH pero entonces, si la gente de alrededor no lo sabe, es poco probable que alguien tenga la voluntad de duplicarlo. El artículo debe mostrar valor primero.
@Cœur, eso no es lo que preguntó el OP. Motivar a los romanos es el problema del OP porque es un problema de construcción de historias. Todo lo que preguntó el OP es si los romanos podrían hacerlo. Creo que la respuesta es si.
Un punto para ilustrar sus argumentos: soy informático y todos los días me enfrento a problemas que no tengo ni idea de cómo resolver. A menudo ni siquiera tengo la idea de que se pueda resolver, hasta que encuentro una respuesta que alguien más dejó atrás. Esas respuestas a menudo se pueden mejorar, que es lo que suelo hacer. El poder de la ingeniería inversa a menudo es más que hacer saber a las personas que hay una respuesta y qué forma tiene, pero a menudo puede llevar a las personas a encontrar respuestas aún mejores.
Estoy absolutamente de acuerdo contigo en el frente de la ingeniería inversa. El único escollo que veo que viene de un punto de ignorancia casi total de la construcción de máquinas de vapor es la metalurgia. Me pregunto cuánto de una máquina de vapor tendría que estar hecha de materiales más allá de las capacidades de los romanos.
El autor de esta respuesta afirma que los romanos tenían tecnología de fundición de metales que sería suficiente para hacer un cilindro y un pistón. Esto no es correcto. En primer lugar, no pudieron hacer un fuego lo suficientemente caliente como para derretir hierro en una cantidad lo suficientemente grande. Ni siquiera pudieron hacer moldes lo suficientemente grandes y resistentes para manejar las temperaturas y presiones del hierro fundido. tienen cojinetes de bronce. Por último, necesita un enlace complejo para controlar las válvulas en el flujo de vapor.

¿Qué es una "máquina de vapor"? Una máquina de vapor es un motor de combustión externa que utiliza vapor como fluido de trabajo. Entonces tenemos:

  • ¿El motor atmosférico original de Newcomen ? Los romanos (o más bien los ingenieros griegos de los que dependía el imperio) podrían haberlo copiado, muy probablemente; usarlo es otra cuestión: es un motor muy, muy ineficiente, que solo era útil para bombear agua fuera de las minas de carbón, consumiendo mucho carbón extraído localmente en el proceso. Los romanos no tenían minas de carbón...

  • ¿Un motor Watt de condensador separado temprano ? Copiarlo habría sido imposible o muy, muy difícil; usarlo podría haber sido posible. Este tipo de motor es mucho más eficiente que el artilugio de Newcomen, pero utiliza ejes y cojinetes que pueden o no ser posibles de fabricar con tecnología grecorromana tardía. De todos modos, este es el único tipo de motor que es útil y no está a años luz más allá de la tecnología grecorromana tardía. Al menos podían entender lo que no podían hacer y trabajar para encontrar una solución.

  • ¿Uno de los motores Corliss de mediados del siglo XIX más perfectos , algunos de los cuales todavía están operativos a principios del siglo XXI? De ninguna manera la Antigüedad tardía podría copiarlo. Ni siquiera habrían tenido la capacidad de expresar con suficiente precisión las dimensiones de las piezas, y mucho menos de hacer las válvulas esféricas. Sin mencionar que los motores de Corliss funcionan a presiones lo suficientemente altas como para hacer estallar cualquier tipo de recipiente sellado con el que un artesano pudiera soñar en la época romana.

  • ¿Un motor de locomotora de mediados a finales del siglo XIX? Espero que ni siquiera lo intenten. Los motores de locomotoras funcionan con limitaciones de espacio reducido, de modo que para lograr una eficiencia aceptable, los motores de locomotoras "ordinarios" trabajaban con presiones que iban desde 12 atm hasta aproximadamente 20 atm, mientras que los motores de locomotoras de "alta presión" alcanzaban aproximadamente 100 atm .

  • Un motor náutico de triple expansión de finales del siglo XIX, como el que se usa, por ejemplo, en el Fram de Nansen . De ninguna manera a menos que sea por arte de magia. La física y la ingeniería en una máquina de vapor náutica de finales del siglo XIX están mucho más allá de lo que era comprensible para los ingenieros de la Antigüedad tardía.

  • ¿Un motor de turbina de vapor naval de principios del siglo XX? Ni siquiera con magia.

Interesante: ¡quise excluir específicamente la magia como suelo hacer doh! ;o) Temía que el motor de Newcomen hubiera sido el final, pero parece que le dejaste la puerta abierta a Watt. Con los comentarios de JBH sobre los tiempos de desarrollo, creo que este podría ser el camino a seguir. Pero veré lo que otros tienen que decir primero.
@Slarty: El problema con el motor de Newcomen es que, si bien lo más probable es que los ingenieros grecorromanos pudieran copiarlo, simplemente no tiene ninguna aplicabilidad en el mundo clásico. Literalmente necesita una mina de carbón cercana para proporcionarle cantidades infinitas de carbón; No bromeaba cuando dije que su única aplicación era sacar agua de las minas de carbón. Los romanos no tenían minas de carbón, por lo que este tipo de motor simplemente no es útil en el mundo romano. Dado que necesita una máquina de vapor, la mejor opción es una de las primeras máquinas Watt; cualquier cosa posterior es muy poco probable.
Respuesta realista, con ejemplos sólidos. +1
@AlexP Los romanos tenían minas de plata y tenían extensos arreglos de ruedas hidráulicas para sacarles el agua. en.wikipedia.org/wiki/Reverse_overshot_water-wheel
@sphennings: Tenían minas de plata, de cobre, de estaño, de plomo, de hierro y de oro... Pero no tenían minas de carbón. Un motor Newcomen sólo es útil para sacar agua de una mina de carbón , ya que, debido a su abismal eficiencia, utiliza cantidades prodigiosas de carbón; es completamente impráctico transportar el combustible desde cualquier distancia.
¿Podría un motor atmosférico hacer un trabajo útil si se alimenta de una fuente geotérmica natural de vapor a baja presión? Creo que el Imperio Romano habría sabido de algunas de esas fuentes.
@supercat Ni una oportunidad. Una diferencia de temperatura más baja entre el lado frío y el caliente significa una potencia aún menor del motor, ni siquiera sería capaz de superar la fricción entre sus propias partes.
@supercat: nunca he oído hablar de una fuente geotérmica natural de vapor real. El "vapor" es un gas incoloro transparente, necesariamente por encima de los 100 grados centígrados. La sustancia blanca es una neblina de gotitas de agua líquida.
@AlexP: Cualquier vapor de agua que provenga de un agujero expuesto en el suelo se mezclará rápidamente con el aire ambiental, enfriándolo así. Sin embargo, si uno clava una tubería en el suelo con un sello relativamente pobre, creo que la mezcla con el aire ambiente podría reducirse considerablemente.
"utiliza ejes y cojinetes" - Ustedes no tienen idea de lo primitivos que eran esos motores. Google para "caja caliente". Incluso las primeras locomotoras de vapor utilizables, fabricadas alrededor de 1830, no tenían cojinetes adecuados. Los ingenieros de esa época solo empaquetaban muchos trapos engrasados ​​y esperaban que fuera suficiente (y tenían razón la mayor parte del tiempo)
@Vashu: No estoy hablando del cilindro y el pistón. Me refiero a los cojinetes lineales y giratorios en la cadena de transmisión: cojinetes lineales que mantienen el vástago del pistón alineado, cojinete giratorio entre el vástago y el cigüeñal, cojinete giratorio en el otro extremo del cigüeñal. Deben ser superficies mecanizadas, o de lo contrario se atascarán. Y sí, se hicieron de bronce hasta el final de la era del vapor.
@AlexP "cojinetes lineales que mantienen fiel el vástago del pistón": los primeros barcos de vapor solo usaban una viga oscilante. Watt le agregó movimiento paralelo, pero muchos motores de acción simple para barcos de vapor se construyeron sin él. "cojinete giratorio entre la biela y la manivela" - sí, el ingeniero de la época simplemente lo empaquetó con un poco de cáñamo engrasado.
¿Por qué detenerse a principios del siglo XX? Los barcos / submarinos nucleares de finales del siglo XX estaban basados ​​​​en vapor (al menos de los EE. UU.), Utilizando procesos nucleares en lugar de procesos químicos para producir calor. Para los romanos, estas máquinas también podrían funcionar con magia.
No estoy de acuerdo en describirlo como magia. Me aventuro a suponer que Roman magister artifex podría entender el funcionamiento de la mayoría de los ejemplos, incluida la triple expansión. ¡¡Gran Scott!! Los chinos entendieron esta idea cuando estaban construyendo sus hornos. Sin embargo, replicar ese motor sería una tarea imposible, cierto. Pero dale al diablo lo que le corresponde: descubrirían cómo mejorar a Newcomen con bastante facilidad, nuevamente, solo teoría. Fabricar cualquier otra cosa sería otra cosa.
@Slarty: ... por otra parte, si hubieran encontrado útil su clon Newcomen, es posible que hayan tenido el incentivo de descubrir cómo llegar a un motor Watt (o algún otro diseño más eficiente que sin duda también requeriría piezas de precisión) en su propia.
@TED ​​Creo que lo harían. Necesito preparar una pregunta separada sobre la elección de la tecnología a la que se les había dado acceso a los "romanos".
@supercat Sin embargo, todavía es mucho menos de 100 °C. Una verdadera ventilación de vapor a alta temperatura es bastante rara: la mayoría de las veces obtiene agua lo suficientemente caliente como para regañarlo, pero no lo suficientemente caliente como para hervir a presión estándar. Incluso nuestras plantas de energía geotérmica necesitan cavar muy profundo para calentar el agua lo suficiente, y no necesitan ningún lugar cercano a los 100 °C. El problema no es solo el contacto con el aire frío, sino también la expansión. Necesitaría un respiradero en una grieta a través de una roca no permeable al aire procedente de una fuente cercana a, por ejemplo, una cámara de magma activa y mantenerlo presurizado, no exactamente trivial.
Como ex oficial de ingeniería naval en plantas de vapor, debo decir que la idea de hacer funcionar un generador de vapor de 1800 psi , sobre rieles, a gran velocidad, me llena de terror abyecto. Las plantas de 1200 psi en barcos relativamente fluidos mataron a mucha gente. 1800 psi a 60 millas por hora con vibración constante y cargas laterales cambiantes?!? Gracias, pero observaré - desde la distancia...
@ jaxad0127: todas las plantas nucleares que conozco son en realidad plantas de vapor con la caldera de combustión de combustible a base de carbono reemplazada por un reactor nuclear cuyo propósito es, básicamente, solo hervir agua. Hay algunas variaciones en esto, pero todas se reducen a "usar material radiactivo para hervir agua". Me interesaría saber de cualquier desviación sustancial de este modelo.
@BobJarvis en.wikipedia.org/wiki/Liquid_metal_cooled_reactor Lo que recordaba es hacerlo sin agua, aunque no puedo encontrar una buena referencia para esto en ninguna parte.
@ jaxad0127 - correcto, pero en un reactor de metal líquido solo están ( ¿ solo ? :-) usando el metal líquido como refrigerante principal; todavía está hirviendo agua en el circuito secundario, igual que en un reactor "convencional" que usa agua a presión como refrigerante principal, y el vapor del circuito secundario se usa para impulsar una turbina conectada a un generador, etc. estar interesado en algo que no implique hervir agua, es decir, que vaya directamente de la radiación a la electricidad sin la etapa intermedia.
@BobJarvis Como dije, probablemente solo estaba recordando mal de hace ~ 15 años.

No de una manera que provocaría la revolución industrial.

Las máquinas de vapor dependían de los avances en la metalurgia más allá de lo que tenían los romanos. Específicamente, las máquinas de vapor requieren una producción constante de acero. Si bien los romanos podían producir acero, requería mucho tiempo y una calidad inconsistente. La falla predecible del acero es importante cuando se construyen recipientes a presión para contener vapor a alta presión.

Técnicamente, podrían haber producido motores de vapor simples como el motor atmosférico Newcomen que operaba a un máximo de 2 psi (0,14 bar) con una velocidad de 12 golpes por minuto. Esta máquina fue revolucionaria en el bombeo de agua de las minas, pero no es la máquina de vapor en la que la gente piensa cuando piensa en la era industrial.

Tener una necesidad de acero de calidad constante probablemente llevaría a que se descubrieran técnicas de fabricación mejoradas antes de lo que sería de otro modo, pero hasta que se desarrollen esas técnicas, las máquinas de vapor de alta presión estarían fuera del alcance de los romanos.

¿No es posible hacerse una idea de cómo se hace el metal de esta máquina de vapor mediante la investigación?
No necesita acero, el latón y el bronce funcionarán, solo requieren fundiciones más gruesas y más combustible porque son más pesados ​​y porque esas aleaciones disipan mucho más calor.
No creo que las máquinas de vapor requieran acero. Si bien podría ser mucho más seguro, conveniente y económico usar acero, creo que sería posible fabricar uno con latón y cobre. ¿Qué partes crees que requieren acero específicamente?
@Slarty Depende de lo que quieras decir con una máquina de vapor. Como no está preguntando sobre el eolipile, asumo que está hablando de máquinas de vapor que hacen un trabajo real. Con la excepción de las máquinas de vapor de baja presión a las que me he referido anteriormente. Los romanos, aunque entendían la teoría, no podrían fabricar los recipientes a presión de forma segura.
Creo que esta respuesta está más cerca de la realidad que la respuesta de mayor rango en este momento. Siendo realistas, la ciencia de los materiales juega un papel muy, muy importante en esta situación, y los romanos, a pesar de todos sus fantásticos logros, no tenían (suficiente) buen acero. Nadie en ese momento lo hizo.
"a un máximo de 2 psi": la mayoría de los barcos de vapor de principios del siglo XVIII usaban vapor a baja presión. Por ejemplo, Gran Bretaña y Great Western: 5 psi. El problema con Newcomen era la baja eficiencia. En los barcos de vapor de principios del siglo XVIII la caldera pesaba hasta 1/4 del barco. El motor Newcomen usó hasta 5 veces más vapor que el motor con condensador separado. Caldera para Newcomen simplemente no cabría en el barco. Pero en cuanto sepas el secreto...
"con una velocidad de 12 golpes por minuto" Te sorprendería, pero los barcos de vapor de principios del siglo XVIII usaban frecuencias de pistón comparables. Y los Newcomen de movimiento más rápido se construyeron fácilmente, simplemente no eran tan económicos. Con condensador separado no hay caída en la eficiencia con el aumento de la frecuencia.
@Vashu Sería genial si pudieras citar algunas fuentes.
@sphennings en.wikipedia.org/wiki/SS_Great_Britain "Presión: 5 psi", "los barcos de vapor de principios del siglo XVIII usaban frecuencias de pistón comparables": en esos barcos de vapor, el eje de la rueda de paletas estaba conectado directamente al cilindro, por lo que solo se movía unos 0,1 Hz
@sphennings "Los Newcomen de movimiento más rápido se construyeron fácilmente" - books.google.com.au/… - 20 golpes por minuto. Conocí el número de 30 golpes por minuto, pero básicamente para Newcomen 8-12 fueron razonables porque con un trabajo rápido, la corriente de condensación enfrió demasiado el cilindro. Con condensador separado no fue un problema.
"Si bien los romanos podían producir acero, requería mucho tiempo y una calidad inconsistente", al igual que los europeos de 1800. Las primeras máquinas de vapor usaban poco hierro. Y los posteriores usaban hierro, no acero.
@Malkev No es fácil. E incluso hay un conocido ejemplo histórico de la dificultad: el acero damasquinado. El material era conocido, bien estudiado, pero nadie logró replicarlo en milenios. Solo recientemente obtuvimos una idea de cuál podría ser el truco (nanotubos de carbono), pero (AFAIK) todavía no podemos reproducirlo. Parece que, si bien parte de esto está relacionado con el proceso de producción, podría ser que el verdadero "ingrediente mágico" fuera un depósito de mineral de hierro muy específico con las impurezas justas para "hacer que funcione", y cuando el depósito desaparezca , así fue toda la producción de acero damasquinado.

No subestimes la habilidad técnica del romano...

Habrían podido entender el principio de funcionamiento (el fuego evapora el agua, el vapor de agua mueve ruedas).

Entonces habrían intentado copiar el diseño. Al no tener acero, habrían intentado usar otros metales que tenían disponibles (cobre, bronce, hierro fundido, etc.). Con prueba y error habrían llegado a alguna imitación decente.

Como referencia, ver:

  • su impresionante técnica de construcción, lograda sin conocer el hormigón como lo conocemos hoy y mediante un uso inteligente del material disponible
  • su capacidad para desarrollar tecnologías navales después de poner manos a la obra en los barcos cartagineses (hasta entonces eran una potencia terrestre, después de eso también comenzaron a gobernar en el mar) y poner un poco de pensamiento inteligente en ello. (crédito @ Jeutnarg)
+1: también podría mejorar esto haciendo referencia al hecho de que Roma pasó de ser terrible a buena en la construcción de barcos después de encontrar un barco cartaginés varado en su mayoría intacto. No solo copiaron el diseño, sino que lo mejoraron y lo adaptaron a sus propias fortalezas. Los romanos supieron copiar y mejorar. Puntos de bonificación si ven valor militar en el dispositivo; por lo que sabemos, ignorarían las cosas del transporte y crearían algún tipo de arma de asedio (después de que su primer intento explote con un efecto dramático)
Desarrollar concreto no es lo mismo que construir un motor maquinado con mucha precisión que opera bajo una tremenda presión. Cualquier defecto en la aleación o en el ajuste de las piezas puede provocar una falla catastrófica. Verter hormigón para un puente ni siquiera está al mismo nivel, tecnológicamente.
@AndreiROM, los etíopes han podido restaurar trenes y ferrocarriles italianos abandonados por los colonos italianos después de la Segunda Guerra Mundial. Y tampoco tenían metalurgia avanzada. Por cierto, construir el Panteón o un puente sobre el Rin no es "simplemente" un simple puente
@ L.Dutch: si me dice que construir un puente sobre el Rin fue un logro importante para los romanos (considerado normal en el momento en que se desarrolló la máquina de vapor), entonces, ¿cómo es comparablemente fácil construir una máquina de vapor? Requiere más esfuerzo, no menos, y mucho más preciso/avanza el mecanizado y la metalurgia. Además, en lo que respecta a su ejemplo etíope, esas personas no salieron de la jungla, encontraron los trenes y simplemente los restauraron. Tuvieron más ayuda (en forma de textos modernos, dejaron atrás maquinaria y herramientas, etc.) de lo que está admitiendo aquí.
Los romanos tenían acero, aunque la producción solo se volvió más eficiente a partir de 1300 d.C. No es que hubieran podido mecanizar el acero con las tolerancias necesarias...
Pero, ¿por qué usar combustible sólido anterior cuando podría usar espejos ;-) ;-) ;-)
@AndreiROM Pareces totalmente decidido a que los romanos necesiten construir una máquina de vapor con la misma calidad que la nuestra. Creo que todos aquí han estado de acuerdo en que tendría que ser una máquina de vapor de baja presión que funcionara mucho más lento y probablemente sería mucho más propensa a averías. Pero una máquina de vapor PoS es una máquina de vapor de todos modos.
@LordFarquaad no hay mucho espacio para hacer una máquina de vapor menos eficiente o será inútil.
"una máquina de vapor PoS es una máquina de vapor de todos modos". No, no "todo lo mismo", no "no obstante"... ese es precisamente el punto que se está planteando.

La necesidad es la madre de la invención.

La mayoría de los puntos relacionados con la innovación se han cubierto bien en otras respuestas. Esto incluye el Aeolipyle. También existían otros conceptos mecánicos de convertir el movimiento circular en lineal (tornillo).

¿Podrían los romanos haber copiado la máquina de vapor? ¡Sí!

¿ Habrían copiado los romanos la máquina de vapor? ¡Quizás!

¿Podrían los romanos haber usado la máquina de vapor? ¡NO!

La tecnología no se desarrolla porque puede ser, se desarrolla porque debe ser. Hay varias fuerzas en el trabajo aquí. Alguien necesita financiar la investigación y el desarrollo. Alguien necesita invertir mucho dinero y recursos para el crecimiento inicial crítico de la tecnología. Es necesario que haya margen suficiente para la rentabilidad de la inversión. Si la nueva tecnología es disruptiva, también habrá oposición de las partes interesadas en la tecnología existente que se verá afectada. Si la nueva tecnología es extremadamente prolífica y podría afectar el equilibrio del poder político, entonces la política también jugará un papel.

El OP no ha especificado una fecha/período, así que supongamos que el imperio romano ya está establecido. Los romanos están dispersos y les resulta difícil controlar simultáneamente todo su imperio con problemas de insurgencia en todas partes. ¿Puede la máquina de vapor ayudarlos a consolidar su imperio? ¿O la aparición de una máquina de vapor arruinará la economía existente y, en consecuencia, su control sobre el imperio? Peor aún, la máquina de vapor bien podría caer en manos de entidades rebeldes en el imperio y servir como multiplicador de fuerza, lo que una vez más conduce a la caída del imperio romano. En vista de la influencia potencialmente contraproducente de la tecnología de la máquina de vapor, los romanos pueden optar por no construirla.

En la era moderna, tenemos una situación similar con respecto a las fuentes de energía alternativas. El poderoso cabildeo del transporte y la energía que apoya las fuentes convencionales como el gas y el carbón son alternativas opuestas. ¿Podríamos desarrollar células solares, turbinas eólicas, etc., energéticamente eficientes? ¡Por supuesto! ¿Pero lo somos? Bueno, un poco, en la medida en que se permite y no más. ¿Qué pasará con los medios de subsistencia de millones de trabajadores afectados directa e indirectamente por la industria del gas y el carbón? ¿Qué pasará con sus votos? ¿Alterará la disponibilidad de energía barata el equilibrio del poder geopolítico?

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Un punto completamente diferente es el de la fecha de innovación tecnológica. El acero de Damasco existió hace siglos, pero la última vez que lo comprobé, todavía no podemos replicarlo. Esto saca a la luz el punto de desafío en la fabricación y el conocimiento sobre el proceso de fabricación. ¿Puede que no se aplique específicamente a la máquina de vapor (demasiado simple), es conceptualmente posible que los humanos dentro de un par de miles de años (trabajando con nanotubos, micro-robots y computadoras cuánticas) no puedan copiar una máquina de vapor? ! e incluso si de alguna manera lograron hacerlo, ¡no lo usarán con seguridad!

Aunque la gente a menudo acusa a varios grupos de "lobby" nefastos de bloquear líneas de investigación prometedoras, la simple realidad es que lo "viejo" tiene una base tecnológica grande y bien desarrollada. La infraestructura para construir automóviles propulsados ​​por motores IC existe en todo el planeta. y hay millones de mecánicos para reparar autos, bombas de gasolina, la maquinaria que fabrica autos, etc. Hay una base mucho más pequeña para las alternativas y, a menos que puedan demostrar algo así como 10X la eficiencia de la tecnología anterior, los costos de conversión abruman cualquier ahorro posible.
Sí, exactamente el punto que se está haciendo. Los carros tirados por caballos (bueyes, etc.) y las calzadas romanas hicieron un buen trabajo con los requisitos logísticos de los romanos. Si los requisitos de volumen y velocidad de la carga no justificaban la inversión en máquinas de vapor y, finalmente, vías férreas, entonces ¿por qué molestarse con eso? La confluencia de la industria marítima y el colonialismo estimuló la necesidad de máquinas de vapor y la era industrial tanto en volumen como en velocidad de carga. Es un caso de tecnología en el momento adecuado y en el lugar adecuado.
@DynamicStardust sí, todo muy cierto. Lamentablemente, mi pregunta no fue lo suficientemente precisa. Aunque esto ha sido muy informativo en mi mundo ficticio, podré proporcionar muchas buenas razones por las que la energía de vapor sería útil.
+1. Si bien los romanos podrían haber duplicado las máquinas de vapor, no les encontrarían ningún uso. Al igual que han encontrado prototipos contemporáneos nada más que "juguetes divertidos".
Me imagino que impulsar barcos de vapor sería una aplicación más probable para los romanos que construir ferrocarriles.
@Joe Las primeras máquinas de vapor estaban estacionarias, demasiado grandes para instalarlas razonablemente en un vehículo. Sacar agua de la mina, hacer funcionar una fábrica: esas fueron las aplicaciones que popularizaron la máquina de vapor e impulsaron su desarrollo hasta que fue lo suficientemente pequeña y potente como para hacer funcionar un barco. Los romanos simplemente no tenían nada de eso. Tampoco eran una nación marinera, han usado barcos solo cuando no había otra opción. Fenicios, egipcios y griegos estarían más interesados ​​en el desarrollo naval. El ferrocarril en realidad encajaría en los romanos, aunque se necesita algo más que un motor para construir uno.
Steve Jobs, cuando presentó la computadora NeXT, dijo: "La gente no cambiará los sistemas principales por un aumento del 20 % en la eficiencia, o incluso del 100 %, pero lo harán por un aumento del 500 %. Esta es la razón por la que la economía del metanol es una forma atractiva de avanzar: no requiere una renovación completa de nuestra infraestructura existente. En general, sospecho que los egipcios tendrían más uso para una máquina de vapor, irrigando una franja más ancha del Nilo, pero solo si pudieran encontrar combustible para ella.
@AytAyt Fijo. Realmente desearía que los comentarios pudieran tener varios párrafos.

Saber que algo es posible es una gran ventaja

Es extremadamente común en el mercado moderno que alguien presente un producto nuevo y emocionante que abre un campo completamente nuevo (iPod, iPhone, el modelo T de Ford, PC de IBM, etc.) para ser copiado en poco tiempo. Los competidores adquirirán rápidamente copias de la invención y luego la modificarán para hacerla propia. Este proceso de copia está tan extendido que existen patentes para dar al inventor un pequeño respiro para ganar algo de dinero antes de enfrentarse a una fuerte competencia.

Una parte significativa del tiempo invertido en el proceso de invención es encontrar todas las cosas que no funcionan. Entregar a los romanos inventivos, laboriosos y hambrientos de poder un ejemplo práctico de una pequeña máquina de vapor que puede hacer un trabajo real encendería una tormenta de inversión. Confío en que sean lo suficientemente inteligentes como para darse cuenta de que una máquina que puede hacer un trabajo real sin fuerza, látigo o avance es una gran mejora.

Creo que la mayoría de la gente asume que los romanos saltarían inmediatamente a las enormes máquinas de vapor de la Europa de mediados del siglo XIX que involucraban piezas de acero fundido con caras y superficies mecanizadas de alta precisión. Me deshago. Dado que el ejemplo que tienen es pequeño, es probable que al principio construyan ejemplos pequeños y de baja precisión. Debido a la imprecisión, estas máquinas no serán eficientes. No tendrán la teoría para impulsar las matemáticas para obtener una mayor eficiencia, al menos no para empezar.

Limitaciones de materiales y precisión

Una limitación importante que tendrán es en los materiales, específicamente sus metales. Si bien los romanos trabajaron en hierro, la capacidad requerida para lograr acero de alta calidad a alta velocidad, con un costo mínimo y en grandes cantidades no ocurriría hasta la invención del Proceso Bessemer en 1855 . (La alta calidad estaba disponible antes de Bessemer, pero no a bajo precio ni rápidamente). Los romanos tendrían que usar cobre o bronce para sus recipientes a presión, lo que limitaba las presiones alcanzables. Si bien no es ideal, solo significa que sus máquinas de vapor no serán tan eficientes como las máquinas hechas de acero. Se podrían lograr presiones más altas con paredes de recipientes a presión más gruesas con el costo adicional en materiales y una mayor dificultad en la fabricación.

Tendrán que inventar nuevos medios para medir la distancia y el diámetro con el fin de obtener una alta precisión.

Matemáticas

Una falla clásica de la representación numérica romana es la dificultad para hacer multiplicaciones. Inventar un nuevo sistema numérico capaz de cero y multiplicación puede ser mucho pedir.

Evolución

Al igual que en el siglo XIX, las máquinas de vapor comenzarán con grandes instalaciones estáticas. A medida que mejoran la precisión y los materiales, las máquinas de vapor se pueden hacer más ligeras y móviles. Instalarlos en barcos, que naturalmente ya tienen una gran capacidad, será una elección natural. Los motores más pequeños instalados en los carros podrían ser los primeros tractores.

Esta máquina de vapor no solo les dará una ventaja en el desarrollo de la energía de vapor, sino también tornillos, pernos y tuercas. La invención de estos sujetadores revolucionará muchas otras áreas de la vida romana.

"el proceso requerido para lograr acero de alta calidad... Proceso Bessemer en 1855" - en 1855 ya había barcos de vapor en alta mar y potentes locomotoras. OBVIAMENTE, el proceso no requería "acero de alta calidad"
@Vashu buen punto. Corregido en la respuesta.
"Confío en que sean lo suficientemente inteligentes como para darse cuenta de que una máquina que puede hacer un trabajo real sin fuerza, látigo o avance es una gran mejora". —— Yo no me fiaría de eso. Los romanos ni siquiera emplearon el molino de agua a pesar de ser una fuente de energía gratuita. Una economía basada en la esclavitud obstaculizó su capacidad innovadora, y la innovación romana fue impulsada por la posibilidad de ganar más esclavos (lo que significa más capital y más energía en términos modernos), como cuando se realiza ingeniería inversa en barcos cartagineses.
Sin acero, no puede pasar de los barcos a vapor a los carros a vapor: las limitaciones de tamaño de los vagones significan que debe trabajar con vapor a alta presión. Sin un mecanizado de precisión, no puede pasar de instalaciones estáticas a motores a bordo de barcos: la baja eficiencia significa que los barcos no pueden transportar suficiente carbón para viajar largas distancias.

La respuesta es, como suele ser el caso con las preguntas "qué pasaría si", complicada. Pero en resumen se puede decir: no hay problema en entender la teoría, replicar la maquinaria es un asunto diferente.

La máquina de vapor simple se conocía en el siglo I d. C., mire hacia arriba aeolipyle, y los romanos tenían una excelente comprensión de partes de la hidrodinámica: presas, tuberías, acueductos, bombas. Así que no tendrían problemas para captar el concepto.

Pero construir un motor que funcione requiere más que solo conocimiento. Diría que es posible construir una máquina de vapor muy simple usando tecnología romana, pero sería muy pesada y poco confiable. Como señala Sphennings, requiere una aleación de metal de alta calidad y un grado de fabricación de precisión que no está disponible para la base tecnológica romana. Creo que lo descubrirían rápidamente y después de quizás varias décadas (en el extremo rápido) a tal vez un siglo al menos (en el extremo lento) para poder producir una salida estable.

Pero el problema no es la tecnología, sino la cultura. Los romanos no estaban interesados ​​en tales cosas simplemente porque tenían un enorme exceso de poder (esclavitud). La máquina de vapor ganó popularidad después de que se volvió lo suficientemente liviana y pequeña para construir locomotoras, por ejemplo, por lo que los romanos no tendrían ningún uso para su versión. Tendría que poner este "descubrimiento" en el contexto adecuado (¿buque de guerra, es decir, acorazado, tal vez?).

La revolución industrial en Inglaterra comenzó como un intento de abordar la escasez de mano de obra que asolaba (sin doble sentido) Europa desde... bueno, la peste. Agregue guerras (sobre todo la guerra de los 100 años, la guerra de los 30 años y la invasión musulmana de los 1000 años) y la escasez de mano de obra es un hecho de la vida hasta finales del siglo XIX. De hecho, las guerras fueron principalmente la razón por la que Europa fue tan pobre durante tanto tiempo, ya que absorbieron las vidas necesarias para mejorar los medios de subsistencia en todo el continente.

¿Qué necesidad romana abordaría una máquina de vapor? La mayor parte del comercio romano se realiza por agua. El Mediterráneo es un mar bastante pequeño, no hay ninguna razón económica ni política para invertir un gran capital para acortar los tiempos de viaje a la mitad; suena impresionante hasta que te das cuenta de que significa 3 días desde Alejandría a Roma en lugar de 7 más o menos (admítelo, yo' Estoy adivinando aquí), y ya hay enormes barcos de grano navegando por esta ruta. Veleros, tipo más barato posible. Ruta Roma-Londinium? Nuevamente, la tecnología actual es suficiente y la velocidad no es económicamente explicable.

Las materias primas necesarias para equipar a las legiones romanas y satisfacer las necesidades de la población están en cantidades suficientes... La única forma de mejorar la vida romana promedio es aumentar el suministro de materias primas, pero no hay manera de hacerlo.

Lo último: para el uso generalizado de la máquina de vapor, se necesita suministro de carbón. La madera no es una buena fuente de combustible.

Traté de mantener la pregunta general para evitar cerrar líneas de investigación interesantes, pero tenía en mente el transporte por agua (aunque esta aplicación más avanzada debería ser una pregunta aparte). También tengo la ventaja en mi historia de hacer ajustes, así que aunque dije Roman, puedo ajustar ese detalle. Haré algunas preguntas más para ampliar todo esto más adelante.
Buen punto con respecto a la falta de interés probable debido a la mano de obra disponible. La esclavitud era de hecho una gran parte de la ecuación cuando se trataba de la economía y la infraestructura romanas.
No tanto esclavos, sino energía hidráulica. Voy a hacer una respuesta sobre ese tema.
"7 días de Alejandría a Roma... (admito, supongo que aquí)": un barco militar con un poco de suerte podría hacerlo en 6. Pero un viaje mercante típico tomó 20 días de R. a A. y 50 días de regreso ( la vela cuadrada es mala para virar). En invierno, durante 4 meses básicamente no hubo navegación debido a las tormentas. Agregue problemas con la carga y es fácil entender por qué el comerciante típico hizo 1.5 viajes de ida y vuelta de Roma a Egipto por año. (y el remolque de barcazas de Ostia a Roma tomó un día entero en el mejor de los casos)
@Vashu: nuevamente, para el tamaño de las importaciones de granos requeridas desde el norte de África y Egipto a Roma, usando sus números y fuentes en lo anterior, calculo que Roma necesitaba alrededor de 200 de esos enormes barcos de granos (los requisitos estimados son alrededor de 200k toneladas de grano) o alrededor de 3000 de sus buques comerciales "estándar" dedicados a llevar ganancias justas. Un poco demasiado, diría yo, suponiendo que también fuera necesario transportar otros recursos. 6000 barcos en la flota mercante romana?
@AcePL Todos mis números para esto son de Engineering in the Ancient World, de Landels. Su estimación del tonelaje medio de carga, 60 toneladas, parece bastante baja. Un barco grande como Isis podría tomar 20 veces más. El barco típico de granos probablemente era más pequeño, pero aún varias veces más grande que 60.
@Vashu: sin disputar sus fuentes per se. Solo creo recordar que no había 120-150 barcos Isis en la flota mercante romana, y este sería el requisito: 200k toneladas de necesidad anual / (1.5 crucero x (1000 a 1200 toneladas de capacidad)). 60-75 toneladas es la carga de carga promedio para la mayoría de los barcos mercantes de la era romana; esto es equivalente a un yate de crucero de 25-30 metros en términos modernos. Isis fueron considerados enormes por fuentes contemporáneas.
@AcePL "análisis de más de 900 naufragios de la época romana, el tamaño más típico de un barco mercante tenía una capacidad para 75 toneladas de mercancías o 1500 ánforas, pero había barcos más grandes capaces de transportar hasta 300 toneladas de mercancías" - Creo que lo eres confundiendo tamaño típico y tamaño promedio. 100 barcos 75s y 30 300s, y 1 Isis = 135 de media.
@AcePL Y agregue a esto que los barcos de granos probablemente serían más grandes que el promedio, por la misma razón que lo son nuestros petroleros.
@Vashu - gracias. De hecho, mezclé el tamaño común con el tamaño promedio, lo que nunca debería suceder. Pero ((100x75)+(30x300)+1200)x1.5 crucero/año = 27k toneladas anuales. No cometí un error en 200k toneladas de grano de necesidad anual en Roma: las fuentes contemporáneas mencionan incluso el doble, pero reduciendo a la mitad de manera conservadora a los escritores romanos. 200000/135/1.5 aún requiere más de mil barcos dedicados a transportar solo granos por todo el Mediterráneo. Demasiado. Deben haber sido más rápido que 1.5 de ida y vuelta un año.
@AcePL Hay algunas descripciones. Por ejemplo Lucian describe un viaje de Isis. También puede ver los viajes venecianos: también fueron sorprendentemente largos.

La mayoría de las respuestas hablan de la dificultad de fabricar motores que funcionen debido a los límites de la tecnología de materiales. Lo que quizás sea más importante es la comprensión de cómo se va a utilizar el motor.

Dado que era poco probable que los romanos replicaran una máquina de vapor de alta eficiencia, lo que quedaría sería una máquina estática de baja eficiencia. Esto todavía sería útil para muchos propósitos, y los romanos también entendían mecanismos como la manivela y lo que hoy reconoceríamos como un reloj, por lo que poder aprovechar la potencia del motor tampoco estaría fuera de su alcance.

El verdadero avance sería comprender que el motor podría usarse para alimentar más de un dispositivo, o para alimentar un dispositivo durante un período prolongado de tiempo. Recuerdo haber visto un espectáculo que sugería que los romanos usaban una sierra accionada por agua para cortar piedra en una cantera, con una rueda hidráulica accionando una manivela que movía una sierra de bronce alternativa. La evidencia era un poco incompleta, pero había lo que parecía ser un conducto de la vía fluvial y marcas en algunas piedras dejadas en la cantera que podrían interpretarse como resultado de golpes de sierra muy precisos y regulares. Un motor estacionario permitiría a cualquier operador de cantera tallar piedra, no solo a los que estaban cerca de una corriente de agua. Si el número de esclavos que transportan madera para la máquina fuera menor que el número de esclavos necesarios para cortar la misma cantidad de piedra que una máquina de vapor,

Otro lugar donde las máquinas de vapor marcarían una gran diferencia serían los textiles. Una sola máquina de vapor puede transmitir su potencia a una multitud de telares o máquinas de hilar, lo que requiere un número mucho menor de esclavos para aumentar radicalmente la producción de la industria textil romana. Todos los romanos podían usar ropa de tela de alta calidad, y los textiles romanos podían seguir las rutas comerciales romanas existentes (los romanos han dejado evidencia de comercio en la India, por ejemplo) para aumentar drásticamente la riqueza del Imperio Romano. Los aumentos masivos de riqueza debido al comercio tendrían muchos efectos secundarios y terciarios en la economía romana e incluso en la sociedad romana (por ejemplo, las divisiones extremas entre los plebes sin tierra y los optimates terratenientes podrían haber sido superadas por una "clase media" mucho más grande).

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Los pisos de una fábrica en la era del vapor. Los romanos podrían haber hecho esto si hubieran tenido una fuente de energía confiable.

Entonces, incluso las máquinas de vapor de baja potencia y baja eficiencia podrían marcar una gran diferencia en el Imperio Romano. El problema real no es hacer los motores (está claro que podrían hacerlo, ya que tenían motores atmosféricos de baja potencia), sino más bien reconocer los usos que se les podrían dar y, sobre todo, ser capaces de reconocer esa maquinaria propulsada. podría desplazar a una gran cantidad de esclavos y, sin embargo, crear aún más producción (y, por lo tanto, riqueza). Como ejemplo relacionado, la esclavitud humana en Europa parece haber terminado con la introducción del collar de caballo. Un caballo sin collar puede tirar de un carro ligero con la misma eficiencia que 10 esclavos, pero come tanto como 10 esclavos. un caballo conun collar puede tirar de carros mucho más pesados, pero aún así solo come hasta 10 esclavos. Poseer caballos se vuelve mucho más rentable en ese momento.

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Acabas con la esclavitud haciendo que sea más barato hacer algo sin esclavos.

Representante por el comentario sobre el fin de la esclavitud. ¡Esa fue una idea increíble!
Todo lo que se habla sobre la ineficiencia del collar de caballo romano proviene de una sola fuente: Lefebvre des Noëttes. Con un ajuste menor, es bastante bueno: "Sin embargo, en 1972, Spruytte publicó Ancient Harness Systems, que estableció que había al menos tres sistemas de tracción antiguos que se mostraban en el arte, ninguno de los cuales ahogaba a los caballos. La tracción del hombro (antiguo egipcio) y el pecho Las obras de arte de tracción (griegas y romanas) habían sido mal vistas y mal dibujadas como un compuesto que no coincidía con ninguno de los dos. Esto lo demostró construyendo carros y arneses de reproducción, y corriéndolos con equipos adecuados ".
El tema en cuestión es que los romanos tenían mano de obra esclava muy barata disponible. La revolución industrial triunfó no porque pudiera producir más barato (aunque eso también era un gran punto), sino ante todo en grandes cantidades y con una calidad uniforme. Inglaterra en los siglos 18 y 19 tenía en promedio los salarios más altos del mundo, y eso fue en realidad parte de la razón de la revolución industrial: sustituir la mano de obra insuficiente (por lo tanto, la disponible se vuelve costosa) con maquinaria ... Europa tenía escasez de mano de obra durante gran parte de su historia recordada.
Los romanos no podrían haber duplicado el suelo de tu fábrica. No tenían la metalurgia necesaria para producir las piezas intercambiables que hacen posible la fabricación a gran escala.
Esto es lo que estaba buscando. Trabajo con artesanos autoproclamados todo el día. El quiere hacer las cosas a mano, simplemente no puede pensar en una forma de automatizar las tareas en aras de la eficiencia. Pero un ejemplo del mundo real: por increíble que parezca, nadie hizo piezas intercambiables hasta la guerra civil estadounidense. Deje que eso se hunda por un momento, todo antes de eso fue colocado manualmente en su lugar por una persona que ajustaba minuciosamente las cosas. Dejar pasar esto produjo resultados inicialmente inferiores pero ganancias masivas en eficiencia. La eficiencia no es lo que la mayoría de la gente contempla.
@joojaa De hecho, se podría argumentar que una forma en que el superorganismo de la Corporación podría distinguirse de uno de sus componentes humanos individuales es cuán comprometido está con la búsqueda de la eficiencia... Ahora bien, si este salto en particular en la tecnología romana revolucionó el transporte marítimo empresas - bueno, es posible que tengamos que forzar la contabilidad por partida doble antes del florecimiento de la Compañía Romana de las Indias Orientales...
Dudo mucho que acabe con la esclavitud, pero sin duda podría reducir la cantidad necesaria de esclavos para muchas industrias, tal vez permitiendo la liberación de una gran cantidad de esclavos. Después de todo, los esclavos podían hacer cualquier cosa, desde ayudar con el diseño arquitectónico hasta mantener una casa limpia y ordenada. Me gustaría ver una máquina de vapor hacer mi cama.
@forest: Nunca has visto "Wallace and Gromit", podría cambiar tu opinión sobre las camas mecanizadas...
+1 para examinar los usos industriales en lugar del transporte: crear un transporte autopropulsado no sería el primer paso para usar esta tecnología

Como siempre, hay muchos comentaristas que no tienen idea de cuán primitivas fueron las primeras máquinas de vapor.

Exigen rodamientos, pero incluso las primeras locomotoras de vapor en 1830 usaban trapos engrasados ​​para reducir la fricción.

Exigen acero: el acero no se usaba mucho antes de la invención del proceso Bessemer y en ese momento había barcos de vapor que navegaban por el océano y extensos ferrocarriles.

Exigen vapor a alta presión, pero los barcos de vapor oceánicos como el Great Eastern usan solo 5 psi.

Algunos otros puntos por simplicidad que mencioné aquí .

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Copiar la máquina de vapor de la era Newcomen sería inútil: los barcos de vapor fluviales de principios del siglo XIX tenían una caldera que pesaba hasta 1/6-1/4 de desplazamiento, y la máquina Newcomen requeriría hasta 5 veces más vapor.

Serían incapaces de copiar la segunda mitad del motor del siglo XIX: anillos de pistón de metal, inyector de vapor, etc.

Idealmente, los romanos obtendrían un motor Newcomen con un condensador de olla de salmuera. Eso es casi tan eficiente como el motor de Watts, pero tan simple como lo sería el motor de vapor (la olla de pepinillos no necesita bomba de vacío).

Aún así, la falta de teoría les impediría en gran medida. Por ejemplo, no conocían la ley del cuadrado-cubo, por lo que no podrían escalar bien su copia. Pero supongo que un ingeniero romano muy por encima del promedio podría hacerlo.

Bueno, los gatos de vapor y otros tipos de turbinas de vapor no necesariamente requieren rodamientos. Obviamente, su vida útil sin ellos es mucho más corta, pero el problema es qué uso tendrían los romanos para CUALQUIER tipo de máquina de vapor. Las locomotoras fueron útiles porque permitieron mover una gran cantidad de carga a grandes distancias (es cierto, solo después de una fuerte inversión inicial), pero eso fue una función de la creciente demanda de bienes en una economía en rápido crecimiento. ¿Y de qué teoría hablas? Entiendo que la máquina de vapor viola las leyes de la física del siglo XVI y dio origen a la termodinámica DESPUÉS de su introducción.
@AcePL "¿Qué uso tendrían los romanos?": los romanos tenían una industria bastante impresionante en torno al drenaje de minas worldbuilding.stackexchange.com/questions/96293/… , y los barcos fluviales también son bastante rentables: vea su historia temprana
@AcePL "¿De qué teoría hablas?" En realidad, hablo de falta de teoría. Los romanos no sabían tantas cosas que entender el motor para ellos sería un poco más difícil de lo que imaginamos. Calor, transferencia de calor, calor latente, presión atmosférica, aire disuelto en agua, choque hidráulico, etc.

La aplicación original de las máquinas de vapor no era para el transporte ni para la industria, sino como máquinas de bombeo. Las máquinas de vapor son excepcionalmente buenas para bombear. A partir de ahí, pasaron a la industria y solo mucho tiempo después se volvieron prácticos para el transporte.

La industria no comenzó con las máquinas de vapor. La Revolución Industrial fue originalmente impulsada por agua , para la producción textil .entre otras cosas. Esto estableció la necesidad de una construcción de maquinaria bien tolerada: cojinetes, correas de transmisión, engranajes, alimentaciones de lubricación y todas las características que esperaría en la maquinaria moderna. Estas modernas técnicas de producción permitieron la construcción de máquinas de vapor progresivamente mejores. La gran ventaja de las máquinas de vapor era simplemente que las fábricas ya no necesitaban ubicarse junto a ríos con una buena cantidad de agua; en todos los demás aspectos, simplemente recogían la infraestructura industrial existente impulsada por agua. Gran Bretaña lideró la Revolución Industrial al estar en la posición afortunada de tener mucho dinero para invertir (gracias a la trata de esclavos), muchos sitios adecuados para la energía hidráulica para iniciar el proceso de industrialización y luego mucho carbón para hacer funcionar las máquinas de vapor.

Es interesante comparar la Revolución Industrial Británica con la tecnología romana. Los romanos eran profundamente hábiles en el transporte de agua , y esto no solo se usaba para beber agua, sino también para la industria pesada, e incluso para órganos de agua que requerían una construcción de precisión. Al igual que los británicos en el siglo XVIII, no tenían necesidad inmediata de pasar a utilizar máquinas de vapor, porque su necesidad de energía industrial ya estaba siendo satisfecha por el agua.

Claramente podrían haber desarrollado la energía de vapor, porque todos los requisitos tecnológicos para la Revolución Industrial Británica ya estaban allí. Lo que les faltaba era una fuerte razón para hacerlo. Los romanos comenzaron la minería en Gran Bretaña y continuaron desde entonces, por lo que en el siglo XVIII los mineros necesitaban bombas para drenar el agua de las minas cada vez más profundas. Sin esa necesidad, los romanos no habrían llevado a cabo los trabajos de desarrollo necesarios para construir una máquina de vapor. Y sin el trabajo inicial en aplicaciones de bombeo, el trabajo para convertirlo en una fuente de energía práctica para la industria nunca hubiera comenzado.

Es casi seguro que no podrían haber trabajado con vapor a alta presión, por supuesto, porque eso requiere mayores niveles de precisión y metalurgia. Pero, de nuevo, tampoco podrían los ingenieros del siglo XVIII como Newcomen, porque todas estas tecnologías son habilitadores mutuos y requieren avances en uno para estimular o permitir avances en otro.

Socialmente, los romanos también carecían de una razón sólida para ir más allá del trabajo a destajo para la producción de telas y otros trabajos similares. La industria pesada como la minería claramente se beneficia de las fuentes de energía industriales para mover convenientemente cosas que no son prácticas para humanos o animales de tiro. Sin embargo, la revolución industrial británica fue impulsada principalmente por la producción de telas, y esto implicó la producción en masa de algo por lo que se pagaba a la gente por hacer en casa a destajo. Si no necesita pagar a sus trabajadores, si tiene un grupo de esclavos, entonces la economía de producción es bastante diferente. Por supuesto, aún necesita alimentarlos, por lo que aún tiene sentido usar la menor cantidad posible de esclavos y hacer que sus procesos sean eficientes, pero no tiene una razón tan fuerte para invertir en nueva tecnología.

De hecho, conocemos la máquina de vapor de Hero of Alexandria , por lo que sabemos que los romanos conocían el concepto. Lo que también sabemos es que no lo desarrollaron más, y he tratado de dar algunas razones por las que podría ser así. Entonces, si se les mostrara otro ejemplo de una máquina de vapor, parece probable que dirían de manera similar "eso es interesante, pero ¿qué puede hacer por mí?" y seguir adelante con la energía hidráulica y el trabajo esclavo.

Otro dato importante es el costo de las materias primas. Parte del gran ciclo de retroalimentación positiva de la revolución industrial fue la mecanización de las minas y las granjas, que liberaron trabajadores para utilizarlos en otras tareas y redujeron el precio de todas esas materias primas. No tiene sentido "mecanizar" el trabajo de 10c de un trabajador cuando los materiales le cuestan $100. Y, por supuesto, también debe tener la idea de que si el costo baja lo suficiente, la gente comprará muchos más de sus productos y obtendrá más ganancias en general, lo que no es exactamente intuitivo, como muestra la historia.
@Luaan Bastante cierto. La joyería es un gran ejemplo de esto. Las joyas antiguas son extremadamente delgadas y endebles, porque con el alto costo del oro y el bajo costo de la mano de obra, tenía sentido tener un aprendiz que vaciara el interior de todo. La joyería moderna es mucho más sólida porque el costo de la mano de obra es más alto que el costo del oro, por lo que tenemos joyas gruesas que simplemente nunca habrían sido rentables hace 100 años.
No es exactamente relevante para la pregunta, pero definitivamente para su respuesta: hace un tiempo hubo un artículo en el Reino Unido que decía que si no hubiera habido una prohibición de los monasterios, la revolución industrial habría llegado al Reino Unido 2-3 siglos antes. Lo que me lleva al segundo punto: la mecanización de la producción en el Imperio Británico ocurrió debido a la escasez de mano de obra, que casi siempre fue un estado económico permanente para Europa. Gran Bretaña necesitaba la industrialización para abordar esa escasez frente a la explosión de la demanda de bienes.

Puede construir un motor confiable con las aleaciones que los romanos podían producir de manera consistente, bronce o latón, y fundiciones pesadas, pero consumirá más combustible de lo que es cómodo. El principal problema con la reproducción de la bestia estará en la finura de las medidas, obteniendo una tolerancia de sellado lo suficientemente ajustada como para no solo rociar vapor de cada costura. Con mucha paciencia, mano de obra semicualificada ilimitada y dinero casi ilimitado, podría esmerilar a mano los componentes hasta que encajen lo suficientemente bien, pero el gasto sería asombroso. Esa es la versión en la que tienen algo que hacer con su máquina de vapor para encender, como un plano real, construyendo un plano que fue lo suficientemente detallado dado el equipo de medición de la era romana, no, simplemente no.

Honestamente, esperaría que tus romanos hicieran estallar suficientes calderas tratando de acertar con el molde como para dejarlo como una broma de mal gusto, especialmente si trataran de igualar los materiales, parece que el hierro debe ser hierro... boom, enjuague y repetir hasta que lo den por vencido.

El problema de la falta de precisión es de naturaleza superlineal. Cuando una parte tiene que caber dentro de 50 partes, y cada parte se acopla con un promedio de otras 3 partes, obtiene 50C3 o 19600 tolerancias por pares. Y ajustar uno de ellos puede romper otra tolerancia. Además, cuando las cosas van mal, pueden dañar las otras partes o requerir una búsqueda lineal o peor. En efecto, sus demandas de tolerancia frente a capacidades imponen un límite relativamente estricto sobre la complejidad que puede tener su dispositivo.
@Yakk Dicho esto, los romanos no tenían partes intercambiables. Entonces, si bien no podían mecanizar las piezas con la precisión requerida en un taller, las ajustaban en el lugar (tal como se hacía con todas las máquinas antes de esa técnica). Por supuesto, esto aumenta considerablemente los costos , pero es muy posible. El aspecto económico es probablemente el peor obstáculo en general: en primer lugar, realmente no tendrían ningún uso para una máquina de vapor, entonces, ¿por qué molestarse con el gasto masivo (si es que es manejable)?
@luaan Imagine que tiene una cadena simple de 50 engranajes en una línea. Los pones juntos y no tienen las tolerancias correctas. Así que ajusta uno de los engranajes afeitándolo o lo que sea, y ahora el siguiente no tiene la tolerancia correcta. Básicamente, tienes que ir de un lado a otro, ajustando cada marcha para que coincida con la anterior, cada vez que ajustas cualquier marcha . Ahora conviértalo en una red en lugar de una línea; el problema estalla, porque ajustar A significa que B, C y D necesitan ajuste, pero D está conectado a E, que se conecta a B. Las piezas intercambiables no son solo una reducción de costos.

Los romanos tenían la bomba de Ctesibio que fue un invento griego. Lo mejoraron y le dieron válvulas de retención tipo vástago vertical. No solo que tenían cierto grado de estandarización para sus sistemas de plomería, lo que sugiere el comienzo de la producción en masa. Tenían válvulas macho de bronce de aspecto moderno y de buena calidad y tuberías de plomo decentes que también estaban estandarizadas.

En el año 97 d. C., Sextus Julius Frontinus, el comisionado de agua romano, escribió De Aquis Urbin Romae, que describía 15 tamaños de tubería estandarizados utilizados en todo el imperio. La plomería encontrada en Pompeya sugiere un alto grado de control de calidad.

Todo esto me lleva a pensar que los romanos estaban a un paso de desarrollar la energía de vapor. Una mirada de cerca a la bomba Ctesibius me hace pensar que si se hubieran hecho algunas modificaciones relativamente menores y si se hubiera colocado en la plataforma de la caldera utilizada por Heron para hacer funcionar su eolífilo, podrían haber tenido un motor de vapor atmosférico Neucomen funcional.

Entonces, ¿en qué podrían usarlo? Bueno, tal vez nada en Roma. Pero, ¿qué hay de Lugdunum (hoy en día Lyon, Francia), un próspero centro comercial erizado en la red del río Ródano-Saona? Allí fue donde el marqués Claude de Jouffroy probó su barco de vapor Pyroscaphe, impulsado por un motor Neucomen, en 1783. ¿Cómo afectaría eso al comercio fluvial en el imperio?

Antes de que alguien diga que esta es una pregunta publicada como respuesta, estoy bastante seguro de que la pregunta al final es retórica.
Quizás si hubieran encontrado el eliopila la revolución industrial ~2000 años antes.
@SydneySleeper Creo que tienes razón en que es una pregunta retórica. Sin embargo, parece que podría formularse como una pregunta por derecho propio. Con una revisión simple, esto podría publicarse como una pregunta. Tenga en cuenta el cartel Dan.
@Ryan_L No realmente. Una economía esclavista no necesitaba máquinas de vapor. Las primeras máquinas de vapor eran muy ineficientes, extremadamente costosas y difíciles de operar. Solo con la Revolución Industrial fue posible realizar las innovaciones técnicas necesarias para fabricar máquinas de vapor que funcionaran bien. El aeliopile era realmente solo un juguete.

El problema de copiar cualquier tecnología XVIII+ no es comprender los principios de funcionamiento; Los "filósofos" romanos y Magna Graecia lo entenderían con bastante facilidad.

El problema serían los materiales necesarios, que simplemente no estaban disponibles en ese momento.

Los alquimistas medievales, mientras buscaban (en vano) la "Piedra Filosofal", acumularon una enorme cantidad de conocimientos sobre los procesos metalúrgicos que se usaron en las edades siguientes.

De ninguna manera los herreros anteriores podrían haber producido acero y otros materiales de calidad suficiente para ser utilizados en máquinas de vapor eficientes.

Sin duda, los primeros intentos habrían producido malos resultados, pero un ensayo y un error probablemente habrían producido una máquina que funcionaba. No necesita acero para construir una máquina de vapor (aunque lo hace mucho más seguro y eficiente si lo necesita).
@Slarty: No estoy convencido. Puede aprender cualquier cosa por prueba y error, pero estos detalles tomaron algunos siglos de prueba y error. Tener un ejemplo de trabajo no habría ayudado mucho ya que muchos materiales simplemente no estaban disponibles en ese momento, incluidos (entre otros): juntas, escobillas, acero cementado (para rodamientos de bolas), acero sin defectos (para cámaras y pistones), etc, etc. Si probaran con los materiales disponibles, terminarían con cilindros rotos y/o cojinetes que durarían unas pocas horas... y sin forma de saber cómo producir mejores materiales.
@ZioByte seguro, no tienen un montón de innovaciones modernas que harían una máquina más resistente. Sin embargo, supongo que encontrarían presiones operativas y materiales que funcionarían dentro de las limitaciones de materiales con las que operaban.
@ZioByte Bueno, revisé las juntas y encontré esto: antes de 1840, muchas juntas estaban hechas de piezas de cuerda llamadas Oakum. Después de separar la cuerda, los trabajadores la embrearon, martillaron y calafatearon en las costuras de los cascos de los barcos, o la lubricaron y la empaquetaron en los bordes de los pistones de vapor en los motores de estilo Newcomen y la mantuvieron en su lugar con pesos. Durante este tiempo, las juntas de cuero se usaban para las bombas de agua, aunque el cuero se desgarraba gradualmente al entrar en contacto con el vapor. temelgaskets.com/la-historia-de-las-juntas
@Verde: no estoy tan seguro. Muchas máquinas (relativamente) modernas simplemente no funcionarán si no se respetan las tolerancias específicas. Un cilindro sin escobillas, posiblemente de latón, dejaría escapar el vapor con muy poca presión o (peor) se agarrotaría.
@ZioByte, los problemas que cita se sienten como problemas de I + D, no como restricciones fatales, mientras trabajan para lograr un motor que funcione dentro de sus capacidades de precisión. Puedo verlos comprometiendo la durabilidad, la eficiencia y la potencia para cumplir con sus limitaciones.
@ZioByte Pero de ninguna manera Newcomen podría haberlo hecho tampoco. Cuando construyó sus primeros motores de viga, la metalurgia y las tolerancias para el vapor a alta presión estaban completamente fuera del alcance de los ingenieros. Tomó décadas para que esto estuviera disponible. Y, sin embargo, Newcomen construyó una máquina de vapor lo suficientemente buena, y el diseño pasó por mejoras iterativas durante los siguientes 200 años hasta que finalmente fue reemplazada por electricidad para aplicaciones estáticas y el motor de combustión interna para el transporte.

Mi respuesta intentará resumir las respuestas actuales tal como las veo.

Los problemas sugeridos

Los romanos no tenían las habilidades de mecanizado como el fresado.
Si bien es indudable que es una desventaja, no está claro exactamente qué parte de una máquina de vapor necesitaría fresado como requisito absoluto.

Los romanos no tenían la base de conocimientos
No científicos, herramientas, técnicas e ingenieros de sistemas de apoyo. O el clima social y económico equivocado. Pero tenían ingenieros, trabajadores metalúrgicos experimentados, arquitectos y pensadores y una máquina de vapor básica no es tan compleja. Este es un punto justo, pero la gravedad del problema es discutible, especialmente si se deja tiempo para el desarrollo.

Los romanos no tenían la metalurgia, particularmente acero de buena calidad
. La necesidad de acero es demostrablemente falsa, el bronce y el cobre funcionarán bien, aunque se necesitarán piezas fundidas más gruesas y más combustible, ya que son menos eficientes y disipan más el calor. Si bien los romanos podían producir acero, requería mucho tiempo y una calidad inconsistente, similar a los europeos de 1800. Las primeras máquinas de vapor usaban poco hierro. Y los posteriores usaron hierro, no acero. Aunque finalmente se utilizó acero.

Los romanos no podían fundir pistones cilíndricos
Demostrablemente falso, los romanos tenían maravillosas bombas de bronce con un ajuste de precisión de 0,1 mm, más de un orden de magnitud mejor que la precisión que usaban los constructores de vapor a principios del siglo XVIII, aunque Los cilindros de las máquinas de vapor eran varias veces más grandes. Ingeniería en el mundo antiguo, JG Landels, 1978, página 83– Vashu

Los romanos no fueron capaces de hacer ejes y cojinetes
(por lo que no pudieron haber hecho una máquina de vapor) Demostrablemente falso. Las primeras locomotoras a vapor no tenían rodamientos adecuados, solo trapos engrasados. Entonces no son un ingrediente esencial https://en.wikipedia.org/wiki/Hot_box

Históricamente, la máquina de vapor tardó miles de años en desarrollarse...
El hecho de que la máquina de vapor tardara milenios en desarrollarse en nuestra línea de tiempo hace suponer que los romanos no tenían un modelo funcional de una máquina de vapor. Entonces, no es un buen argumento, ya que es una suposición falsa en este escenario.

Los romanos no necesitaban máquinas de vapor porque tenían esclavos
(molinos de viento, burros y velas, etc.) Hay mérito en este argumento, aunque no es decisivo. La tecnología existente simplemente le da a la máquina de vapor una ventaja menor; no quitan la ventaja. También se necesitarían empresarios, inventores e ingenieros.

Las máquinas de vapor romanas habrían sido de menor presión y propensas a averías
.

Las máquinas de vapor requieren mucho combustible, probablemente carbón, no hay carbón cerca de Roma, por lo que no tendrían combustible . La madera estaba fácilmente disponible en la época romana.

El margen para un desastre o percance habría sido grande
. La máquina de vapor podría explotar si no se maneja correctamente, o podría dañarse durante el desmontaje o perderse u ocultarse por alguien antes de que se diera cuenta y solo hay un ejemplo de ello. Puntos justos, aunque nuevamente no muestran tapones. La historia tendría que asegurarse de que cayera en las manos adecuadas con un poco de suerte.

Los romanos no podían fabricar tuberías excepto con plomo
Pregunta abierta, no estoy seguro de esto y no puedo encontrar una prueba definitiva. Pero sospecho que no debería haber estado más allá de la capacidad romana, ya sea enrollando una lámina plana de cobre alrededor de una varilla sólida y sellándola con plomo (o calor) o mediante la fundición directa de tramos cortos de tubería, especialmente considerando los requisitos de presión relativamente baja. .

los positivos

  • En el siglo III, los romanos tenían acceso a todos los elementos clave de una máquina de vapor. https://en.wikipedia.org/wiki/Tecnología_romana#Tecnologías_desarrolladas_o_inventadas_por_los_romanos
  • La ingeniería inversa aporta un valor sustancial al proceso de innovación técnica.
  • Saber que algo es posible y tratar de duplicarlo es mucho más poderoso que esperar a que la imaginación lo genere.
  • No necesitas entender cómo funciona para duplicarlo.
  • Los motores que funcionan no tienen que estar cerca de la perfección
  • Dados años, décadas o un siglo o dos ideas iniciales podrían haberse construido sobre

Opinión OP
Si los romanos hubieran descubierto un ejemplo completamente funcional de una máquina de vapor y hubiera caído en las manos adecuadas, es posible que hubieran podido copiarlo (o una versión modificada del mismo usando algunos materiales diferentes). Con el tiempo suficiente para desarrollarlo, deberían haber podido producir ejemplos de máquinas de vapor de trabajo práctico.

No está tan claro cuánto tiempo habría tomado para que esta nueva tecnología se volviera realmente útil. Las desventajas habrían sido la necesidad constante de combustible, la presión y la energía relativamente bajas, la falta de confiabilidad y la disponibilidad de alternativas menos eficientes pero abundantes, como mano de obra esclava, bestias de carga, velas, energía eólica e hidráulica.

Utilidad de esta pregunta
Para mi historia, la máquina de vapor romana encaja bien. Ciertamente debería suspender la incredulidad y está al borde de lo creíble como se describe. Para hacer que la situación sea aún más creíble, se podrían introducir cambios adicionales basados ​​en las respuestas a esta pregunta (y más allá de su alcance). Tales como: encontrar más de un ejemplo, encontrar tecnologías adicionales específicas, costos más altos para la mano de obra esclava y una mayor necesidad de energía.

Muchos han señalado varios puntos que deben aclararse (apologías) Se

necesitan aclaraciones
¡Qué tipo de máquina de vapor! (Aclarado en comentarios más adelante)
Estamos hablando de 1700. Con suerte, una versión primitiva de la máquina de vapor de Watt o tal vez una máquina Newcomen con una caldera de salmuera. Pero se consideraron otras opciones.

Sin especificar y pendientes
¿Qué época romana?
¿Cuál es el contexto de la máquina de vapor?
¿Fue una bomba estática, un motor de locomotora con ruedas, un barco con motor o un modelo de demostración con volante de inercia lo que se encontró?
¿Quién lo descubrió y cómo?

Si enrolla cobre alrededor de una barra y sella la costura con plomo, obtiene una tubería que puede contener agua. Sin embargo, no retendrá el vapor: lo mejor que puede esperar es una fuga lenta a lo largo de la costura; lo peor es una explosión que mate a cualquiera que esté cerca.
@Mark, es bastante justo, entonces se trata de moldear tuberías de cobre ...
Los bosques de Italia se estaban agotando desde que se desarrolló por primera vez la metalurgia. Si los romanos hicieran funcionar máquinas de vapor de forma industrial utilizando carbón hecho de madera, se enfrentarían a un colapso ecológico incluso antes debido a la erosión.
Obviamente, entonces el motor no termina en Roma, sino que termina en algún lugar más alejado del Imperio en manos de un líder local emprendedor que no tiene fácil acceso a las masas de esclavos disponibles en Roma.

Asumir que se tuvo que inventar una máquina de vapor romana en una Roma pobre en recursos es como suponer que los hermanos Wright tuvieron que inventar el avión en Washington DC. Mencioné Lugdunum (Lyon, Francia) como un lugar probable para el desarrollo de una máquina de vapor. No solo era un próspero centro comercial sino que contaba con amplios recursos. Los depósitos de carbón y hierro estaban cerca, así como también los de cobre, plomo y zinc del área minera de Chessey, aproximadamente a 15 millas al noroeste de la ciudad. En cuanto a las calderas que explotan, eso solo se convirtió en un problema cuando los ingenieros comenzaron a usar motores de vapor de alta presión (50 psi). El Clermont y otros barcos impulsados ​​por vapor de la época funcionaron bastante bien con calderas de presión mucho más baja que obtenían la mayor parte de su energía de la fuerza de la condensación al vacío. Puede que te quemes por una fuga de vapor, pero estas cosas no iban a explotar.

Si los romanos encontraran una máquina de vapor en funcionamiento, ¿habrían podido copiarla y usarla?
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