1.1.1. El antecedente español: la invención de 1606 de Jerónimo de Ayanz y Beaumont para la elevación de agua y desagüe de las minas

El 1 de septiembre de 1606 el Rey Felipe III otorgó a Jerónimo de Ayanz y Beaumont una cédula de privilegio real (el antecedente de las actuales patentes) que le permitía disfrutar del derecho exclusivo de unas cincuenta invenciones. Una de ellas era un ingenio de vapor para elevar el agua; dicho ingenio constaba de una caldera esférica, llena de agua hasta más de la mitad de su volumen y ubicada sobre un hornillo semiesférico (figura 2).

Figura 2. — Esquema de la máquina de Jerónimo de Ayanz

Fuente: García Tapia (1990), Patentes de invención españolas en el Siglo de Oro, página 83.El agua que se quería elevar se conducía por gravedad mediante sendas válvulas antirretorno, (a) y (d), a dos depósitos de paredes gruesas. El vapor de la caldera (D) llegaba alternativamente a estos depósitos mediante las válvulas (b) y (c). Al acceder el vapor a cada uno de estos depósitos, se conseguía elevar una cantidad determinada de agua por la presión alcanzada al cerrar las válvulas antirretorno. Este proceso podía regularse de forma continua abriendo y cerrando las válvulas (b) y (c) de forma adecuada.

La figura y obra de Jerónimo de Ayanz y Beuamont, noble y militar navarro que vivió entre 1553 y 1613, ha sido descrita por el Profesor Nicolás García Tapia, de la Universidad de Valladolid. El Profesor García Tapia es autor de una dilatada bibliografía sobre la vida y los trabajos de Ayanz. Tal como se indica en estos textos, Ayanz fue un inventor muy prolífico; prueba de ello son las más de cincuenta invenciones que comprendía la cédula de privilegio real de 1606.

En el verano de 1597 Jerónimo de Ayanz fue nombrado por el Rey Felipe II Administrador General de las Minas del Reino [García Tapia (2001), pp. 124-130]; este hecho quizás pudo despertar en él la necesidad de solucionar la problemática de la evacuación de las aguas en las minas. De hecho, la máquina de Ayanz anteriormente descrita, realmente es una bomba para el achique de agua accionada por vapor; no es fácil su consideración como una máquina térmica en el sentido actual de la misma. Sin embargo, en esta máquina puede verse un avance del estado de la ingeniería térmica si, tal y como se recoge en el texto de García Tapia (2001), pp. 229-234, este ingenio llegó realmente a ponerse en práctica. Ayanz también había previsto la existencia de dos calderas en esta máquina, una funcionando y otra en espera, para disponer de vapor en forma continua [García Tapia (2001), pp. 218-219]; esta característica era común con la máquina de Savery, como se verá en el epígrafe siguiente. En otra configuración se preveía un dispositivo con sucesivos depósitos, escalonados en altura, en los que se repetían las operaciones de llenado de líquido y suministro de presión mediante vapor; con ello se conseguía la posibilidad de aumentar la cota de elevación del agua, opción que era necesaria si el agua a achicar estaba a una profundidad superior a los 10 metros. El texto completo de la cédula de privilegio real de Ayanz y su transcripción pueden encontrarse en la obra de García Tapia (1990), pp. 109-256.

A pesar de la utilidad que pudiera suponer esta invención para su época, todo indica que su vida y su éxito comercial fueron muy limitados, por no decir nulos. En cualquier caso, se puede reconocer en la máquina de Ayanz uno de los primeros desarrollos tecnológicos que obtenía un trabajo de bombeo mediante un proceso térmico, y un esbozo de ingeniería térmica. El Profesor García Tapia expone [García Tapia (2001), pp. 242-244] que a pesar de los informes técnicos favorables sobre sus invenciones, Ayanz no consiguió el apoyo del soberano para explotar los yacimientos minerales del nuevo continente con ayuda de su máquina. Parece que hechos como éstos influyeron en el ánimo de Ayanz, por lo que abandonó el cargo de Administrador General de las Minas del Reino para dedicarse a la explotación particular de minas, aunque con éxito muy exiguo. Desde una perspectiva histórico-económica cabe preguntarse por qué esta invención, que pudo suponer un avance en la explotación minera de su época, pasó prácticamente sin ningún tipo de éxito comercial. Quizás una hipótesis que pueda justificar esta nula repercusión técnica pueda encontrarse en un inmovilismo tecno- lógico asociado a la época, hecho que pondría de manifiesto la importancia de las instituciones (en este caso un régimen político basado en una monarquía absoluta donde los derechos de Propiedad Industrial estaban aún lejos de ser reconocidos).

El Profesor García Tapia plantea la posibilidad de que la máquina de Ayanz fuese conocida en la Inglaterra del siglo XVII por Edward Somerset, Marqués de Worcester, basándose entre otros hechos en el contenido técnico de su texto [Somerset (1663), pp. 70-73]. En cualquier caso, no existen pruebas documentales que permitan asegurar estos hechos, sino que son hipótesis recogidas por el propio autor y otros expertos [García Tapia (2001), pp. 222-223 y nota 10].

La máquina de Ayanz no es el único ingenio térmico que apareció en el siglo XVII; también existen diversas referencias a la máquina de vapor del italiano Giovanni Branca (1629), si bien parece que éste era un mecanismo parecido a una eolípila, pues constaba de una caldera en forma de cabeza humana que despedía vapor por su boca; el chorro de vapor servía para mover una rueda de álabes [García Tapia (2001), p. 222, y Kirby et al. (1990), pp. 151-152].

No resulta factible estimar el posible impacto que hubiese tenido en la técnica y la sociedad de principios del siglo XVII una invención como la máquina de Ayanz. En cualquier caso la realidad histórica es que hasta que no apareció la máquina de Savery en 1698 no se dieron unas condiciones (no sólo técnicas, sino también sociales y económicas) que permitieran un nuevo desarrollo de otros ingenios de vapor.