James Watt, nado o 19 de xaneiro de 1736 en Greenock e finado o 25 de agosto de 1819 en Birmingham (Inglaterra), foi un matemático e enxeñeiro escocés. As melloras que realizou na máquina de Newcomen deron lugar á coñecida como máquina de vapor de auga, que resultaría fundamental no desenvolvemento da primeira Revolución Industrial, tanto en Inglaterra como no resto do mundo.
Mentres traballaba fabricando instrumentos na Universidade de Glasgow, Watt interesouse na tecnoloxía das máquinas de vapor e decatouse de que os deseños coetáneos desperdiciaban unha gran cantidade de enerxía arrefriando e quentando repetidamente o cilindro. Watt introduciu unha mellora no deseño, o condensador separado, que evitaba a perda de enerxía e mellorou radicalmente a potencia, eficiencia e rendibilidade das máquinas de vapor. Finalmente adaptou este motor para producir un movemento rotatorio, o que ampliou enormemente o seu uso máis aló do simple bombeo de auga.
Watt intentou comercializar o seu invento, pero atopou moitas dificultades financeiras ata que se asociou con Matthew Boulton en 1775. A nova firma Boulton & Watt chegou a ter grande éxito e ambos enriquecéronse. Unha vez xubilado, Watt continuou inventando, pero ningunha das súas últimas creacións foi tan destacada como a mellora da máquina de vapor. Watt tamén desenvolveu o concepto de cabalo de vapor, mentres que a unidade de potencia do Sistema Internacional de Unidades, o vatio (W) foi nomeada no seu honor.
Malia que naceu en Escocia, viviu e traballou en Birmingham, Inglaterra. Foi un membro chave da Lunar Society ("Sociedade Lunar"). Moitos dos seus escritos consérvanse na biblioteca Birmingham Central.
Traxectoria James Watt naceu o 19 de xaneiro de 1736 en Greenock, Renfrewshire, un porto do Fiorde Clyde. O seu pai era carpinteiro de ribeira, armador e contratista, mentres que a súa nai, Agnes Muirhead, procedía dunha familia distinguida e tivo unha boa educación. Os dous eran convencidos Presbiterianos e Covenants. O avó de James, Thomas Watt, era profesor de matemáticas e alcalde da baronía de Cartsburn.
A súa precaria saúde infantil aconsellou que James non asistira regularmente á escola, e foi educado na súa maioría pola súa nai, despois asistiu á escola de gramática de Greenock. Demostrou unha grande habilidade e aptitude manual para as matemáticas, aínda que o latín e o grego non lle dixeron nada, interesouse polas tradicións e lendas escocesas.
Tiña un irmán chamado John, que morreu nun naufraxio cando James tiña dezasete anos.
Cando tiña 18 anos, a súa nai morreu e a saúde do seu pai comezou a empeorar. Watt foi a Londres para estudar a fabricación de instrumentos de medida durante un ano. Despois, aos 21 anos, volveu a Escocia -a Glasgow- coa intención de montar un negocio de fabricación de instrumentos. Pero como non estivera de aprendiz polo menos durante sete anos, o gremio dos artesáns que usaban martelos en Glasgow rexeitaron a súa solicitude, aínda que en Escocia non había ningún fabricante de instrumentos.
Por este feito, as esperanzas de Watt terían sido pouco menos que frustradas e probablemente as súas enerxías e inventiva terían sido orientadas cara a unha dirección diferente se non tivese o apoio dos profesores da Universidade de Glasgow. En 1757, este órgano docente, que naquela época tiña algúns dos grandes homes do coñecemento do momento -Adam Smith, economista político, Joseph Black, químico introdutor do concepto de calor latente, e Robert Simson, xeómetra- apoiou a Watt outorgándolle o título de construtor de instrumentos matemáticos na universidade, con todos os privilexios da súa posición, residindo no seu seminario, xunto ao apartamento ocupado polo famoso impresor Foulis. Continuou traballando na súa vocación neste espazo durante uns seis anos, tempo no que se dedicou á adquisición de coñecemento científico. Foi tamén neste período cando estableceu unha forte amizade co doutor Joseph Black, nome asociado á valiosa contribución ao coñecemento da dinámica da calor, e tamén con Robinson, estudante da Universidade de Glasgow, e que despois ocuparía a Cátedra de Filosofía Natural da Universidade de Edimburgo.Portal d'història d'Escòcia i d'escocesos famosos
En 1763 observou que as máquinas de vapor Newcomen desaproveitaban gran cantidade de vapor, e en consecuencia unha alta proporción de calor latente de cambio de estado susceptíbel de ser transformado en traballo mecánico. En 1766 deseñou un modelo de condensador separado do cilindro, a súa primeira e máis importante invención, que permitiu un maior aproveitamento do vapor, e polo tanto mellorou o rendemento económico da máquina. Esta contribución foi un factor determinante na Revolución Industrial.
En 1768, asociouse con John Roebuck para construír o seu propio modelo de máquina de vapor, que patentou un ano máis tarde. Trala quebra do seu socio en 1772, trasladouse pouco despois a Birmingham para asociarse con Matthew Boulton, propietario de Soho Works, e compartir con el a explotación da súa patente. Esta sociedade mantívose durante 25 anos.
Entre outras grandes contribucións á mellora da máquina de vapor destacan a máquina de dobre efecto, cuxos pistóns soben e baixan alternativamente, (patentada en 1782), o regulador de forza centrífuga para o control automático da máquina e o paralelogramo articulado (1784), unha disposición de rodetes conectados que guían o movemento do pistón.
En 1785 ingresou formalmente, xunto ao seu socio, na Royal Society de Londreshttp://royalsociety.org/uploadedFiles/Royal_Society_Content/about-us/fellowship/Fellows1660-2007.pdf, ao igual que tamén foi membro da Royal Society de Edimburgo e da Lunar Society de Birmingham, integrada por un grupo de científicos e escritores promotores do avance da arte e a ciencia. A finais do século XVIII, Watt e Boultou tiñan construído e instalado máis de cincocentas máquinas a vapor.
En 1794 fundou unha empresa cuxos primeiros directores foron o fillo de Watt, James, e o fillo de Boulton, Matthew. A partir de entón, e xa cunha excelente posición económica, foi retirándose da actividade industrial e económica ata que en 1800 as deixou definitivamente. Porén, seguiu realizando experimentos dos que se desprenden unha máquina copiadora para oficina e un pantógrafo para reproducir escrituras.
Aínda que varias fontes datan a morte de Watt o 19 de agosto de 1819, fontes contemporáneas indican que foi o 25 de agosto e foi enterrado o 2 de setembro. A data do 19 de agosto orixinouse na biografía La vida de James Watt (1858, p. 521) de James Patrick Muirhead. Muirhead era un sobriño de Watt e, polo tanto, debería estar ben informado. A data do 25 de agosto tamén aparece nos xornais contemporáneos (por exemplo, na páxina 3 de The Times do 28 de agosto) así como nun resumo e codicil da última vontade de Watt. Morreu a causa da tuberculose.
Familia En 1764, Watt casou coa súa curmá Margaret Miller, coa que tivo cinco fillos, dous dos cales sobreviviron á idade adulta. Margaret morreu en 1772. En 1777, Watt casou con Ann MacGregor, a filla dun fabricante de colorantes de Glasgow, que o sobreviviu a el, morreu en 1832.
Experimentación co vapor miniatura|James Watt, en 1792, nunha pintura de Carl Frederik von Breda (National Portrait Gallery, Londres). Despois de catro anos de abrir o taller, un amigo seu, o profesor John Robison dirixiu a súa atención ao uso do vapor como fonte de enerxía, e Watt empezou a experimentar. Watt non vira nunca funcionar ningunha máquina de vapor, pero probou de construír un modelo. Non funcionou ben, pero continuou os seus experimentos e empezou a ler todo o que podía sobre o tema. Descubriu de forma independente a importancia da calor latente para entender o motor, que, sen sabelo el, Black xa descubrira algúns anos atrás e se fixera famoso por iso. Soubo que a Universidade tiña un modelo de máquina de Newcomen, pero estaba en Londres para repararse. Conseguiu que a universidade o trouxera de novo, e fixo as reparacións el mesmo en 1763.
Estas primeiras ideas despregadas ao atopar a solución aos problemas que tiña a máquina van fixar a súa atención, e aplicouse desde entón a sacar esta máquina do estado de insignificancia, e traer á esfera de importancia que creu tiña que ocupar entre as artes mecánicas. Despois de moitos anos de perseverante aplicación, construíu a súa primeira máquina, tan poderosa que o cilindro tiña 18 polgadas de diámetro. A finalidade deste equipo non era desaugar minas, como as primeiras Newcomen, senón aplicala como unha nova xeración de potencia nas fábricas, impactando de forma importante na prosperidade de Inglaterra e os Estados Unidos.
Tamén funcionaba apenas, e despois de moitos experimentos demostrou que ao redor do 80% da calor do vapor consumíase para quentar o cilindro, porque o vapor de dentro condensábase por un chorro de auga fría que se inxectaba. A intuición crítica que tivo foi facer condensar o vapor nunha cámara separada á parte do pistón, e manter a temperatura do cilindro igual á do vapor inxectado. Cara ao 1765 xa tiña un modelo que funcionaba.
Agora tocaba unha longa loita para producir un motor a escala natural. Isto requiría máis capital, parte do cal veu de Black. Tivo un apoio máis importante por parte de John Roebuck, o fundador da fundición Carron, preto de Falkirk, con quen formou unha sociedade. Pero a dificultade principal era mecanizar o pistón e o cilindro. Os traballadores metalúrxicos da época eran máis ferreiros que maquinistas, e os resultados deixaban moito que desexar. Gastouse moito capital para conseguir unha patente realmente innovadora. Conseguiuse unha prórroga da patente (que naquela época requiría a aprobación do Parlamento). Falto de recursos, Watt tivo que coller traballo de agrimensor durante oito anos. Roebuck crebou, e Matthew Boulton, que era o amo da Fundición Soho preto de Birmingham, comproulle os seus dereitos da patente. Watt e Boulton formaron unha asociación que tivo un éxito espectacular (Boulton & Watt), que durou os seguintes vinte e cinco anos.
A máquina de vapor viable miniatura|esquerda|Motor de vapor deseñado por Boulton & Watt. Gravado dun motor de 1784. Por fin, Watt tiña acceso a algúns dos mellores traballadores metalúrxicos do mundo. A dificultade de fabricar un gran cilindro cun pistón que fose á medida xusta foi resolta por John Wilkinson, que desenvolvera técnicas de furar con precisión para facer canóns en Bersham, preto de Wrexham, Gales do norte.
Finalmente, en 1776, van instalar e facer funcionar os primeiros motores en empresas comerciais. Estes primeiros motores usábanse como bombas, e producían só o movemento recíproco para mover as bielas da bomba ao final do eixo. Empezaron a chegar pedidos e durante o cinco anos seguintes, Watt estivo moi ocupado instalando máis motores, a maioría en Cornualla para bombear auga fóra das minas. miniatura|Reprodución da máquina de vapor de James Watt.
O campo de aplicación do invento ensanchouse enormemente cando Boulton pediu a Watt que convertese o movemento recíproco do pistón para producir enerxía rotacional para limar, tecer e moer. Aínda que a manivela parecía a solución máis lóxica e obvia por esta conversión, Watt e Boulton non puideron conseguir a patente, posto que o seu propietario, James Pickard e os seus socios propuxeron intercambiar a patente pola da cámara de condensación externa. Watt negouse rotundamente, e esquivaron a patente coa súa engrenaxe sol e planeta en 1781.