Las calderas de vapor han sido una fuente de energía útil durante varios siglos. Con una configuración simple, una caldera de vapor combina agua y calor para crear vapor presurizado que se manipula fácilmente para calefacción interior, motores y más. Hay muchos tipos de calderas de vapor y cada una tiene un propósito único. Sin embargo, estas potentes máquinas conllevan riesgos de seguridad, incluidos incendios y explosiones.
La configuración básica de una caldera de vapor requiere solo unos pocos componentes clave. El tanque es lo más importante, porque este recipiente hermético de acero o hierro forjado contiene el agua que se convertirá en vapor. Un elemento calefactor, que generalmente funciona con gas, petróleo o carbón, se encuentra debajo del tanque. La válvula de vapor es una pequeña abertura en la parte superior del tanque, generalmente instalada en una tubería. La mayoría de las calderas de vapor de alta presión también tienen una chimenea que ayuda a expulsar el exceso de calor del sistema.
El funcionamiento de una caldera de vapor es igualmente sencillo. El elemento calefactor se lleva a una temperatura alta. El agua del tanque eventualmente comenzará a hervir y generar vapor. A medida que se acumula vapor, se mantiene en la parte vacía del tanque conocida como cúpula, creando un ambiente altamente presurizado. Una vez que la presión alcanza un cierto nivel, que depende del tamaño de la caldera, la presión se alivia saliendo por una válvula de vapor, creando así la energía necesaria para alimentar los motores y los sistemas de calefacción.
Este modo básico de funcionamiento se encuentra en la mayoría de las calderas de vapor, pero hay algunas modificaciones que se han creado para diferentes propósitos. Una caldera sobrecalentada toma el proceso estándar y calienta aún más el vapor, aumentando la temperatura y la producción de energía, y comúnmente se usa para rotar grandes turbinas. Las calderas de tubos de agua reemplazan el tanque grande con una serie de tubos llenos de agua que pueden llegar a hervir más rápido y emitir más vapor.
La caldera de vapor proporciona energía eficiente para una variedad de necesidades, pero también es un riesgo importante para la seguridad. Cuando se combinan altas temperaturas y situaciones de alta presión, las explosiones de calderas y los incendios pueden ocurrir fácilmente. Los operadores de calderas tradicionalmente monitorean de cerca la temperatura del tanque para evitar una catástrofe, y las calderas modernas tienen sistemas computarizados para apagar los elementos de calefacción. Además, un tipo de sistema de caldera cerrado conocido como Hartford Loop realimenta constantemente el suministro de agua del tanque para evitar los peligros explosivos de un tanque vacío.