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limitada; pero su aplicación á la gran tracción, á la locomoción sobre las grandes líneas de ferrocarriles, á pesar de las costosas experiencias de M. Heilman con su locomotora en la línea del Oeste francés, ó las de los ingenieros de Berlin, parece poco probable por la especial explotación á estas líneas inherente.

No todo ha de ser para la electricidad. De otra parte las casas constructoras de locomotoras á vapor han notablemente perfeccionado sus medios de construcción, y las locomotoras Compound son ahora esparcidas en los grandes expresos europeos, verificando la velocidad de 120 y más kilómetros por hora. Una idea que quizá con antelación hágaseles ocurrido á la pléyade de ingenieros y constructores á estos asuntos dedicados, es la de substitución del motor á émbolo, ahora empleado, por el turbo-motor ó turbina á vapor de moderna construcción.

A tres tipos podemos reducir las turbinas de vapor hoy usadas. El tipo Laval, el Parsons y el Curtis. La turbina Laval es á acción directa, sin dilatación, y el regulador obra por el corte de la vena de vapor. Su concepción teórica es sencilla; unos tubos inyectores lanzan los chorros de vapor sobre una rueda alabeada, como ocurriría en una rueda hidráulica del tipo Pelton, poniéndola en movimiento esta fuerza viva del fluido inyectado.

La diferencia fundamental de funcionamiento entre los turbo-motores hidráulicos y á vapor, reside en la velocidad de paso y en la densidad específica del fluido. En tanto que el agua, á 30 metros de presión, se escapa por un orificio de bordes lisos con una velocidad de 24 metros por segundo, el vapor á diez atmósferas se escapa en el aire con una velocidad de 920 metros, y con 1.300 metros por segundo si este escape se verifica en un vacío de 685 milímetros. La gran velocidad inherente á la rueda, hizo difícil el centrado perfecto del sistema motor, y Laval resolvió esta dificultad haciendo elásticos el eje y una de las mesetas (figura 1).

Fig. 1ª

Fig. 2ª

La casa Bregnet que aporta todos sus cuidados en la construcción de las turbinas Laval, realiza un tipo especial, en el cual, el vapor salido de la primera rueda pasa en una segunda, y así sucesivamente hasta la última, de donde es conducido á un condensador.

La turbina Parsons utiliza la acción y reacción de una columna cilíndrica de vapor, circulando paralelamente al eje horizontal de la turbina entre dos superficies cilíndricas concéntricas. En este espacio anular, la corriente encuentra una serie de aletas móviles actrices y otra de aletas fijas directrices. En la figura 2 se representa la disposición de unas y otras. El vapor penetra por los ajustados en aletas oblicuas fijas del cilindro exterior, otros chorros de vapor encuentran una rueda calada sobre el árbol cuyas aletas móviles están cortadas en una dirección antagonista de las aletas fijas; el vapor pasa enseguida por una rueda directriz con aletas fijas, desde donde es conducido á otra actriz de
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aletas móviles, y así sucesivamente hasta la última, puesta en relación con el condensador. La figura 3 representa una turbina de 20 aletas móviles y 20 fijas. La dilatación se obtiene por el aumento de diámetro de las aletas sucesivas. El vapor es admitido en la turbina bajo la forma de pulsaciones por pequeños soplos ó chorros regulares provocados por la oscilación de un pistón válvula. La amplitud de carrera de esta válvula es limitada por el regulador, según la mayor ó menor admisión de vapor.

La turbina Rateau es á grandes rasgos la misma que la Parsons, presentando algunas particularidades interesantes en su construcción de aletas, las cuales no son piezas fresadas sino embutidas y asambladas.

Curtis ha combinado en sus aparatos el ajustado á acción directa de Laval con las aletas de reacción de Parsons. Su aparato es, pues, una combinación de los dispositivos usados por sus antecesores. Aplícase en estas turbinas la dilatación no por escalones bruscos sino por un aumento progresivo de las secciones. El sistema de regulación es eléctrico, muy preciso y muy instantáneo. Empléase, generalmente, este tipo de turbinas en los Estados Unidos en las grandes Centrales eléctricas; el tipo general es construido con su eje vertical. La figura 4 representa un modelo de 2.000 kilovatios que no tiene más que tres metros de diámetro exterior. La campana superior contiene la generatriz eléctrica; la parte inferior, desde el tubo medio, forma el motor á vapor. Una turbina Curtis comprende tres ó cuatro grupos superpuestos formados de platos móviles horizontales. Cada grupo se dispone como en la turbina Parsons para obrar por la reacción de aletas fijas perteneciendo al cilindro exterior de la máquina. Se diferencia de la Parsons en que todos los grupos tienen el mismo diámetro exterior. A la entrada de cada grupo una serie de largos inyectores cónicos dirige el vapor oblicuamente sobre las aletas superiores del grupo. Estos inyectores obran de la misma manera que los Laval. El esquema representado en la figura 5 indica en las partes negras las piezas fijas, formando parte de la fábrica ó envoltura, en tanto que las partes claras figuran las piezas móviles. Este esquema representa solamente dos grupos de platos. El resultado de esta combinación es reducir la velocidad periférica del sistema, que es para la turbina de 600 kilovatios 125 metros por segundo. El juego entre piezas fijas y móviles es de dos milímetros. La distribución del vapor se hace entre dos puntos diametralmente opuestos sobre el grupo superior. En las cámaras, en forma de sector, se encuentran cinco pequeñas válvulas de asiento cónico. El esquema, figura 5, representa dos de estas pequeñas válvulas levanta-
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Es de observar que al producirse el contacto, circulará por el hilo \( nN \) una corriente que podrá utilizarse para intercalar en él un sencillo aparato electromagnético, que bajo la acción de esta corriente determinará un puente entre los terminales del primario, produciendo así, y con seguridad, cualquiera que fuese el número de vueltas en corto circuito con el secundario, la fusión de las seguridades primarias.

La figura 5 es un esquema del transformador en cuestión. Los hilos A y B son los de línea que traen al transformador las tensiones producidas en la fábrica. Los hilos \( a \) y \( b \) son los secundarios que van á la red de distribución, y que por lo tanto son los que están al alcance del público. FF' son los fusibles primarios y \( f, f' \) los secundarios.

Finalmente, los terminales N y \( n \) están en perfecta comunicación con tierra.

Los puntos de ambos circuitos en contacto accidental son como antes P y \( p \).

Antes de verificarse el contacto P\( p \), cualquier punto del conductor \( b \) tendrá un potencial que será \( \pm RI \) siendo R la resistencia del conductor comprendido en-

tre el punto considerado y el terminal \( n \) y el valor I de la corriente que por él circule. En el conductor \( a \) el potencial será \( \pm (e + RI') \) siendo e el potencial del devanado secundario.

Suponiendo que la instalación trabaja á 220 voltios y que la pérdida admitida en la red de distribución es de un 3 por 100, el valor RI no puede exceder de 7 voltios y la tensión total, en el punto considerado, no llegará nunca al valor peligroso de 250 voltios.

Una persona cualquiera que toque en cualquiera de los puntos del circuito secundario, sufrirá, pues, una descarga inofensiva, sin que el consorcio de los dos devanados influya para nada en aumentar el peligro que existiría sin efectuar la unión de N y \( n \).
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Veamos lo que ocurre cuando se produce el contacto Pp. La corriente primaria, que por A entra en el devanado por M, al llegar á P se descompone en dos derivadas, una por P á N y la otra, más intensa, por Ppn á N. Luego por el conductor de unión nN circulará una corriente, como antes dijimos. En virtud de la reducción de resistencia y disminución de selfinducción debida al puente PpnN entre los puntos P y N del primario, la intensidad fuertemente aumentada fundiría las seguridades F y F', quedando suprimido el transformador.

Si el secundario está en paralelo con otros transformadores, la corriente de éstos fundirá los plomos de enlace, si los hay en la red, y en todo caso los plomos f y f', quedando completamente aislado el transformador.

El potencial en el punto Pp será el que resulte de multiplicar la resistencia reducida de P.N y pn por la corriente que circula en aquel momento por dichos conductores reunidos, y si tenemos en cuenta el pequeño valor que pn puede tener, aunque comprenda todo el inducido á la vez que el valor relativamente pequeño de la intensidad necesaria para fundir las seguridades del primario, se verá que el potencial en Pp no puede nunca alcanzar el valor de 250 voltios, considerado como el punto de partida de los potenciales peligrosos, aun teniendo en cuenta las consideraciones expuestas en este mismo capítulo.

En un transformador, por ejemplo, de la Société l'Eclairage électrique, tipo 15 kilovatios, cuyos datos son:

    Primario.
    Secundario.

    Diferencia de potencial eficaz en voltios
    2,400
    100

    Intensidad eficaz en amperios
    6,25
    150

    Resistencia en ohmios
    2
    0,00333

Suponiendo que la corriente necesaria para fundir las seguridades primarias sea el doble de la correspondiente á plena carga, el producto RI, antes citado, valdría como máximo

\[(2 \times 6,25) \times 0,00333 = 0,04\] voltios,

valor insignificante y que equivale á suponer que se ha dado tierra al punto P con una resistencia de 0,00333 ohmios, y esto aun solamente en el caso de que el punto p coincidiera con el m.

Como síntesis de cuanto acabamos de exponer, podemos deducir, que para evitar el peligro que proviene de la posibilidad de un contacto eventual entre los circuitos primario y secundario de un transformador de tensión en corrientes alternas, basta que desde luego
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se establezca este mismo contacto que se teme y se pongan los puntos comunicados en perfecta comunicación con tierra.

V

A continuación van los esquemas de diferentes instalaciones con corrientes alternas, y en ellos se indica la conexión de los terminales de los devanados y su comunicación con la Tierra, de conformidad con las teorías expuestas en este trabajo.

La figura 6 representa una instalación de transformadores en paralelo. En cada uno de ellos se han comunicado los terminales primario y secundario y se han puesto en comunicación con tierra.

La figura 7, Transformadores en serie los primarios, y en paralelo los secundarios.
En este caso, sólo un transformador tiene unidos los terminales de ambos devanados y en comunicación con Tierra. Los demás tienen el secundario, en tierra todos.

La figura 8 representa una instalación con transformación escalonada. Todos los transformadores tienen aplicado el sistema de seguridad explicado.

La figura 9 es una instalación de corrientes trifásicas, con montaje en estrella.
Los centros de las estrellas del elevador en fábrica y del transformador, comunican con tierra, empleándose o no el neutro en la canalización.

La figura 10 es una instalación de corrientes trifásicas con montaje en triángulo. Uno de los vértices del triángulo en cada transformador tiene tierra.

Aplicando á cada uno de estos casos las explicaciones, principios y cálculos de potencial en un punto del circuito de distribución cuando hay un contacto eventual entre los dos devanados, según lo hemos expuesto, cosa que no es difícil, se puede venir al conven-
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potencial considerado. La corriente alterna en cualquier instante de su ley sinusoidal seguirá los principios apuntados.

También hacemos presente, que en ningún caso hemos supuesto necesario el empleo del conductor de tierra como conductor de la corriente utilizada, de modo que quedan excluidos todos los perjuicios que este empleo trae consigo por los efectos de inducción sobre otros conductores próximos.

Finalmente, este sistema de seguridad, teniendo las tomas de tierra perfectas, es absolutamente seguro, y no queda duda sobre su eficacia, estando á cubierto de cualquiera extraelevación del potencial primario, que en nada influirá sobre el funcionamiento del transformador, por la presencia de nuestro sistema.

Y si una descarga atmosférica llega al transformador por el hilo primario ó por el secundario, véase que, debido á la perfecta comunicación con tierra, anula todo efecto destructor y no puede dar lugar nunca al fenómeno conocido por «la corriente sigue al rayo» que en pararrayos y aun en alternadores cuyo armazón está en contacto con tierra, da lugar á que se forme el arco voltaico, peligroso siempre para éstos aparatos.

A. SANDARAN.

Sevilla y Junio de 1905.

Nueva lámpara eléctrica de seguridad.

NUESTRO distinguido colaborador Mr. D. Tommasi, doctor en ciencias e ingeniero electricista, y cuyo nombre es conocido de nuestros lectores por sus notables trabajos de electroquímica y otras aplicaciones de la electricidad, nos acaba de remitir datos interesantes de su nueva lámpara eléctrica de seguridad, que, por los importantes servicios que puede prestar, consideramos de conveniente sea conocida.

Mr. D. Tommasi se ha propuesto obtener una seguridad completa en el empleo de las lámparas eléctricas de incandescencia, y hacer de este modo práctico el alumbrado eléctrico para el servicio de las minas donde haya producción de grisú, fábricas de pólvora, almacenes y pañoles de pólvora y, en general, en todos los medios peligrosos donde sean de temer la explosión y el incendio.

Sabido es que desde el punto de vista de seguridad, la lámpara de incandescencia deja bastante que desear. Cuando por un accidente cualquiera la ampolla se rompe, el filamento se quema por su contacto con el aire; pero esta combustión no es instantánea, y puede ser acompañada no sólo de proyecciones de partículas incandescentes, sino también de chispas, que, por muy pequeñas que sean, pueden bastar para producir la infla-
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rios en cuanto á la tracción, pero su empleo estaba limitado á los tranvías urbanos, que no se alejaban nunca más de 12 á 15 kilómetros de sus centrales. Para distancias mayores (vistas las restricciones de los motores de corriente continua que no se construyen para tensiones superiores á 600 voltios, aproximadamente) era preciso establecer ó colocar á lo largo de la línea subestaciones con comutatrices para la transformación de la corriente alternativa que servía para transportar la energía á los puntos distantes de la red. Era, por consiguiente, imposible aplicar este sistema á las grandes líneas de ferrocarriles, porque exigirían al principio una instalación demasiado cara, y luego gastos de explotación muy elevados. Por tal motivo, este sistema no ha sido aplicado, hasta la fecha, más que en las grandes aglomeraciones que dan un tráfico muy intenso.

Además, como las locomotoras de gran potencia en las líneas de 600 voltios necesitan una gran intensidad de corriente, 1.660 amperios, por ejemplo, para una locomotora de 1.000 kilovatios, y no es posible coger de un hilo aéreo á ese voltaje una intensidad de corriente superior á 300 amperios, es preciso recurrir, en estas locomotoras, á un tercer carril el cual presenta grandes inconvenientes desde el punto de vista de la seguridad del público y del personal de servicio.

Con la corriente alternativa, la distribución de la energía es sencilla y económica, y se puede admitir el trole aéreo para las grandes locomotoras, empleando un voltaje bastante elevado, 6.000 voltios, por ejemplo.

En muchos casos, este elevado voltaje permitirá hasta la supresión de toda estación de transformadores y de toda línea primaria para la distribución de la energía en toda la red.

El motor monofásico «Westinghouse» es parecido á los motores serie de corriente continua para tracción, de esta Sociedad, cuya reputación, para la fabricación de esta clase de máquinas, es universalmente reconocida.

Es sabido que cuando se invierte simultáneamente la dirección de la corriente en el campo y en el inducido de un motor de corriente continua, el sentido del par queda siempre igual.

Así, pues, si á través de los enrollamientos de un motor serie de corriente continua, enviamos corriente alternativa, el motor funcionará siempre en el mismo sentido, pero desarrollará variaciones de flujo proporcionales á la frecuencia de la corriente, que darán al motor un mal factor de potencia y chispas en las escobillas.

Con el fin de suprimir este inconveniente capital, la Sociedad Westinghouse, después de estudios muy detenidos, ha introducido, en el motor serie ordinario para tracción, modificaciones y perfeccionamientos tales, que ha pedido conseguir construirlos para funcionar con corriente alternativa monofásica, con la frecuencia de 25 períodos, teniendo un

Fig. 1.º.—Vista exterior de un motor monofásico «Westinghouse» por tracción.
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factor de potencia igual á 0,93 á plena carga y con una conmutación tan buena como la de los mejores motores de corriente continua modernos.

A consecuencia de la naturaleza de la corriente que atraviesa el campo magnético, ha sido necesario hacer en éste algunas modificaciones importantes; especialmente las masas polares en vez de estar sujetas con pernos á la armazón de acero del motor, ó cogidas en ella, están constituidas por proyecciones radiales de un núcleo circular de discos de chapa de acero, muy dulce á consecuencia de un recocido especial, y que están encerrados en la armazón, formando su conjunto los polos del motor. Esta disposición especial está encaminada á reducir todo lo posible las pérdidas por histeresis, que serían muy elevadas si el circuito magnético estuviera completado con acero colado, como en los motores de corriente continua.

Las bobinas de campo montadas en serie con el inducido están formadas por cintas de cobre dobladas sobre modelo. Cada bobina es de una sola espira, de pocas vueltas y muy aislada. La armadura está cubierta por una pantalla magnética, constituida por barras de cobre situadas en la parte ancha de las piezas polares y conectadas entre ellas de manera tal que se pueda constituir una serie de circuitos cerrados, ó montados en serie, en el circuito general del motor. Esta pantalla tiene por objeto oponerse al desarrollo de flujos dirigidos siguiendo las líneas de las escobillas, con el fin de reducir al mínimo los efectos de la autoinducción.

El inducido de este motor, figura 3, no difiere del de un motor de corriente continua, más que en la disposición del colector, cuyas hojas se encuentran conectadas á las diversas secciones de bobinas por medio de conexiones resistentes, colocadas debajo de las bobinas inducidas. Estas últimas están conectadas al colector, no por las partes que están inmediatamente adyacentes á las láminas de este último, pero sí por las opuestas. Las resistencias de conexión sirven para limitar la intensidad de las corrientes parásitas engendradas por las variaciones de flujo en las bobinas, puestas en corto circuito por las escobillas, con el fin de evitar que se produzcan chispas en las escobillas y un recalentamiento excesivo del colector.

El ferrocarril de Indianápolis á Cincinnati, cuya longitud total de línea es de 193 kilómetros, emplea este sistema de tracción desde hace algunos meses.

La Sociedad Anónima Westinghouse, del Havre, instala en estos momentos la línea de Roma á Civitacastellana con este sistema, el cual ha permitido estudiar un proyecto muy sencillo de instalación, puesto que la distancia que separa estas dos ciudades es de 54 kilómetros. Se construirá una sola estación generatriz que alimentará toda la red y se distribuirá la energía por medio de una sola línea de trole, de alta tensión. El precio de instalación será muy reducido y la explotación fácil y económica.

La línea será de vía simple, de un metro; el voltaje en el trole será de 600 voltios en
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la línea entre la ciudad de Roma y la estación generatriz situada en Ponte Milvio, á 4,5 kilómetros, y de 6.000 voltios en el resto de la línea.

La tensión máxima en los terminales del motor será de 250 voltios obtenidos por medio de autotransformadores montados en cada coche motor. Los equipos de estos coches son dobles, formados por motores de 40 caballos.

La regulación de la velocidad se efectúa por medio de un combinador especial de plataforma, que contiene un commutador de teclas múltiples, conectadas á las diversas espiras del secundario del autotransformador. El voltaje en los terminales del motor dependerá así de la posición sobre este commutador de un contacto móvil, conectado á los motores y que el conductor puede maniobrar á mano.

Los motores podrán, de esta manera, marchar continuamente con el combinador en cualquier tecla, sin que haya pérdidas reostáticas.

Otra ventaja de los motores monofásicos de la Sociedad Westinghouse, es que pueden funcionar también sobre una línea de corriente continua; basta para ello proveer á los coches motores de un combinador ordinario de reóstato, como para la corriente continua. Esto permitirá muchas soluciones en caso de aumento del radio de acción de una red de tranvías de corriente continua, si se desea hacer circular los coches monofásicos en la red de corriente continua, bien para entrar en las cocheras, ó bien para la partida de un punto central, aun cuando se emplee la corriente alternativa para las nuevas extensiones.

Fig. 3.º—Inducto del motor monofásico «Westinghouse».

L. OLIVA,
Ingeniero.

Las turbinas de vapor. Su adaptación á la tracción.

LEGADA la locomotora de cilindros de vapor al total perfeccionamiento que le fuera dado alcanzar, realizan se en nuestros días y en los países más adelantados prácticas experiencias para la tracción á gran velocidad con locomotoras eléctricas, ó bien con coches automotrices, estableciendo una explotación particular adecuada á los diversos casos. Las experiencias de Marienfeld-Zossen, en Alemania; las del Oeste francés; la de la Valtellina, en Italia, y tantas otras, nos dan idea del rápido desarrollo alcanzado en tracción eléctrica; pero esta distribución de la electricidad para la tracción, aplicase y con los conocimientos técnicos hoy poseídos á un circuito limitado, que si bien extensivo á una longitud de 150 á 200 kilómetros, es imposible satisfaga, si no es con crecidos gastos, no dando resultado en la explotación económica, á la total longitud de una línea de extensión media; por ejemplo, la de Madrid-Irún ó Madrid-Zaragoza, etc., etc. Por eso podemos decir, con el norteamericano Sprague, que la tracción eléctrica, el más perfecto y económico medio que en la actualidad se conoce, ha abarcado primero los tranvías urbanos de las poblaciones, extendiendo después su radio en los metropolitanos, aplicándose más tarde á los ferrocarriles secundarios de comunicación interurbana á distancia.