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La Energía eléctrica (1910-10-10 00:00:00), página 7

Pantano de Guadalcacín.

LAS COMPUERTAS DE FONDO

Todo cuanto se relaciona con los embalses de agua, tiene gran importancia en estos momentos en que la orientación industrial se dirige al aprovechamiento de la fuerza hidráulica.

El pantano de Guadalcacín, que varias veces hemos visitado, no tiene por objeto la aplicación á las industrias, sino á la agricultura; pero en su organización se han acoplado los mayores adelantos para regularizar los servicios, y estos organismos perfectos son por igual útiles á las demás empresas en que tengan que construirse presas para la acumulación de grandes masas de agua.

Y como hemos visto que una de las mayores dificultades que se ofrecen en esas obras, es la que presentan las compuertas, y hemos encontrado en las de Guadalcacín originalidad considerable, creemos conveniente darlas á conocer (1).

Es desde luego evidente que la forma de asegurar el aprisionamiento de la masa acotosa y de facilitar el medio de soltarla á voluntad, tiene verdadero valor. Cualquier entorpecimiento en los mecanismos aplicados á ese fin, produce hondo perjuicio en la explota-

Compuerta aguas arriba.

tación, sea ésta del género que se quiera.

Las compuertas necesitase que estén constantemente expeditas para permitir toda clase de operaciones en los embalses y para prevenir los casos en que sea preciso el desagüe completo, así como para regularizar la salida normal.

Débense las del pantano de Guadalcacín á un ilustre ingeniero de Caminos, D. Pedro M. González Quijano, quien las proyectó en 1902, y es de justicia decir en su honor, que, posteriormente á su proyecto, ha sido adoptada una disposición análoga á la compuerta de aguas abajo, en el pantano de Roosevelt, en los Estados Unidos.

Como se ve por el dibujo de conjunto, las compuertas son dos: la de aguas arriba, inclinada

Compuerta aguas abajo.

(1) Véanse los grabados que acompañan á este trabajo.
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hacia el interior del pantano, y la de aguas abajo, hacia el exterior, de modo que, en la primera, el empuje del agua (que es siempre perpendicular al plano del marco), tiene una componente vertical ascendente, mientras que, en la segunda, dicha componente es descendente.

En el primer caso, el empuje del agua tiende á levantar la compuerta, y es claro que se puede escoger, para cada presión ó altura de agua, una inclinación tal, que dicha componente equilibre el peso de la compuerta y rozamientos perjudiciales, con lo cual la elevación de aquélla se haría con un esfuerzo mínimo. Es de observar que, fijada la inclinación de una vez para todas, el esfuerzo necesario será tanto menor cuanto mayor sea la altura del agua (lo contrario de lo que ocurre en las compuertas ordinarias de deslizamientos), y, para que este esfuerzo no llegue á ser negativo, lo que haría muy precario el ajuste y expondría á compresiones á las varillas de maniobra, la inclinación debe calcularse para el mayor embalse posible.

En la compuerta de aguas abajo, la componente vertical del empuje es descendente, y contribuye, por lo tanto, á mantener los marcos en contacto, haciendo el ajuste lo más perfecto posible, si es la conveniente la rigidez del conjunto, punto al que hay que prestar, desde luego, preferente atención.

Una y otra compuerta van provistas de grifos, que se abren hacia el exterior, y ambas van apoyadas sobre rodillos que ruedan contra carriles verticales, de modo que, á poco que se eleven, se
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La Energía Eléctrica.

REVISTA GENERAL DE ELECTRICIDAD Y SUS APLICACIONES

SE PUBLICA LOS DIAS 10 Y 25 DE CADA MES

SUMARIO
El ozono como depurador, por Alfredo López Álvarez.—Discos imantados. Cuestión didáctica, por Ricardo Caro.—Consideraciones generales sobre la producción y la venta de la energía eléctrica (continuación), por Luis Brandón.—Notas bibliográficas, por C. R.—Crónica e información: Una nueva bomba de vacío de mercurio del sistema Von-Reuden.—Tranvías.—Verificadores de contadores.—Contadores de electricidad aprobados.—Junta general.—Nuevas Sociedades.—Transportes de energía.—Subastas.—Recompensas.—Nueva Central en Cartagena.—Suministro de maquinaria.—La Almanna Svenska Elektriska Aktiebolaget.—La telegrafía sin hilos en la Marina de los Estados Unidos.—Catálogos recibidos.—Memorias de Sociedades.—Guía del capitalista.—Ofertas y demandas.

El ozono como depurador

La depuración y esterilización del agua por medio del ozono ha servido de tema á D. Eugenio Piñerúa para exponer su discurso de ingreso en la Real Academia de Medicina. Las palabras de Vitruvio debieron servirle de guía para ello y por esta vez la especulación científica no fué la inspiradora del académico.

Indudablemente que el estudio de un mal hasta deducir todas sus ramificaciones y consecuencias, representa toda una serie de investigaciones no pequeña cuya finalidad no suele ser otra que decretar los medios encaminados á conseguir el más perfecto diagnóstico. Pero los medios para combatir el caso propuesto, rara vez aparecen como continuación de un mismo trabajo.

El nuevo académico procuró ser una excepción en la ocasión presente, y su labor no fué enca- minada á descubrir nada nuevo ni á dejar planteadas observaciones propias, sino que supo sacrifi- car su amor propio, y allá fué á vulgarizar las excelencias purificadoras del ozono, cuya ob- tención representa una de las aplicaciones más interesantes de la electricidad.

No habló, pues, de males, y sí de remedios tan novísimos para nosotros, que de ello puede ser una prueba el que la Dirección del Canal de Isabel II en su última Memoria, al tratar de la esterilización de las aguas del Lozoya, proponga soluciones bien distintas de las contenidas en el trabajo que nos ocupa.

Y si para asegurar la cantidad de agua, la Dirección del Canal de Lozoya ha de recaer en un ingeniero de Canales, ¿no es evidente que para los efectos de la calidad se impone la presencia de un químico tan á la moderna como el Dr. Piñerúa?

** Una revisión muy atinada á cuantos procedimientos físico y fisico-químicos han sido ensaya- dos con algún éxito hasta el presente, procedimientos todos ellos más bien de laboratorio que industriales, sirve de proemio á su estudio acerca del ozono como verdadero esterilizador de las aguas destinadas á la alimentación de las grandes urbes, no sin que antes haga constar el diser-
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Si el diámetro \( b \) de los discos fuese despreciable comparado con las distancias \( a \) y \( a' \), serían \( c = a \ c' = a' \), y las fórmulas últimas nos darían

\[
H' = 4 \pi \sigma \qquad V' = 4 \pi \sigma a
\]

[10].

INTENSIDAD MEDIA.—Llamemos \( l \) á la distancia que separa los dos discos; de manera que para un punto intermedio \( O' \) las distancias serán, respectivamente,

\[
a \qquad y \qquad l - a
\]

y la primera de las fórmulas [9] nos dará

\[
H' = 2 \pi \sigma \left( \frac{l - a}{\sqrt{(l - a)^2 + b^2}} + \frac{a}{\sqrt{a^2 + b^2}} \right)
\]

La intensidad media en el espacio \( AA' \) será

\[
H_m = \frac{1}{l} \int_0^l H' da = \frac{2 \pi \sigma}{l} \int_0^l \left( \frac{l - a}{\sqrt{(l - a)^2 + b^2}} + \frac{a}{\sqrt{a^2 + b^2}} \right) da = \frac{4 \pi \sigma}{l} \left( \sqrt{l^2 + b^2} - b \right) = \frac{4 \pi \sigma l}{b + \sqrt{l^2 + b^2}}
\]

[11].

Si \( b \) fuese despreciable comparado con \( l \), quedaría

\[
H_m = 4 \pi \sigma
\]

[12].

SISTEMA DE DOS DISCOS INFINITAMENTE PRÓXIMOS.—Supongamos que la distancia que separa los discos llega á ser un infinitamente pequeño, que llamaremos \( z \). En este caso tendremos sensiblemente

\[
\omega = \omega' \qquad y \qquad c' - c = z
\]

con lo cual la segunda de las fórmulas [8] nos dará

\[
V = \sigma \omega (c - c') = - \sigma \omega z
\]

[13].

Para hallar la intensidad substituyamos \( \omega \) por su valor [1]

\[
V = - 2 \pi \sigma z \left( 1 - \frac{a}{\sqrt{a^2 + b^2}} \right)
\]

y tendremos

\[
H = - \frac{dV}{da} = - 2 \pi \sigma z \frac{b^2}{(a^2 + b^2)^{3/2}} = - 2 \pi \sigma \frac{b^2}{c^3}
\]

[14].

Si el punto estuviera adosado al sistema de los dos discos (\( a = 0 \ c = b \)) sería

\[
V_o = - 2 \pi \sigma z \qquad H_o = - \frac{2 \pi \sigma}{b}
\]

[15].

IMÁN UNIFORME.—La acción de un imán prismático ó cilíndrico sobre un punto del eje se reducirá á la acción de los discos formados por sus bases, ya que en el resto de la barra no hay manifestación magnética ninguna. Según las fórmulas [8] tendremos

\[
H = 2 \pi \sigma \left( \frac{a'}{c'} - \frac{a}{c} \right) V = \sigma (\omega c - \omega' c')
\]

[16].

y la intensidad media en el interior de la barra (fórmulas [11] y [12])

\[
H_m = \frac{4 \pi \sigma l}{b + \sqrt{b^2 + l^2}} \qquad ó \qquad H_m = 4 \pi \sigma
\]

[17].

según que el radio de la barra deba ó no tenerse en cuenta, comparado con la longitud.

HOJA MAGNÉTICA.—Una lámina de hierro, imantada de manera que presente los polos en sus dos caras y cuyo espesor sea muy pequeño, constituye una hoja magnética ó imán laminar y puede considerarse como un sistema de dos discos imantados infinitamente próximos.

En estos imanes se llama potencia de la hoja al momento magnético por unidad de superficie, es decir,
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P = \varepsilon_0.

Con este valor, las fórmulas [13] y [14] nos darán la intensidad y potencial debidos á una hoja magnética

\[
V = - P \omega \qquad H = - 2 \pi P \frac{b^p}{c}
\]
[18].

Si el punto estuviera en contacto con la hoja (\(a = 0, c =\),

\[
V_o = - 2 \pi P \qquad H_o = - \frac{2 \pi P}{b}
\]
[19]

CORRIENTE CIRCULAR.—Una corriente circular obra sobre un polo como una hoja magnética de igual contorno, substituyendo la potencia \(P\) de la hoja por la intensidad \(i\) de la corriente. Luego sobre un punto del eje de la corriente tendremos un potencial y una intensidad magnética, según las fórmulas [18]

\[
V = - i \omega \qquad H = - 2 \pi i \frac{b a}{c^2}
\]

y en el centro de la corriente (fórmulas [19])

\[
V_o = - 2 \pi i \qquad H_o = - \frac{2 \pi i}{b}
\]

Si en lugar de una sola corriente circular se tuvieran \(N\) vueltas de conductor, bastante juntas para poder prescindir de sus distancias relativas, sería

\[
V = - 2 \pi i b N = - \frac{2 \pi i b N i}{b} \qquad H = - \frac{2 \pi i b N i}{b^2}.
\]

Observemos que \(2 \pi b N\) es la longitud total \(L\) del conductor; luego podrá ponerse

\[
V = - \frac{L i}{b} \qquad H = - \frac{L i}{b^2}.
\]

Solenoide.—El solenoide de longitud \(l\), formado por \(m\) espiras recorridas por una corriente \(i\), se considera como un imán cilíndrico, cuyas caras polares están cargadas con una densidad

\[
\sigma = \frac{mi}{l}
\]

Tendremos, por lo tanto, para un punto del eje, exterior al solenoide (fórmulas [8],

\[
H = \frac{mi}{l} (\omega - \omega') = \frac{2 \pi mi}{l} \left( \frac{a'}{c'} - \frac{a}{c} \right) \qquad V = \frac{mi}{l} \left( \omega c - \omega' c' \right)
\]

La intensidad media en el interior del solenoide será, según las fórmulas [17],

\[
H_m = \frac{4 \pi mi}{b + \sqrt{b^2 + l^2}} \qquad H_m = \frac{4 \pi mi}{l},
\]

según que el radio del solenoide deba ó no tenerse en cuenta, comparado con la longitud.

AUTOINDUCCIÓN DE UNA BOBINA SIN NÚCLEO.—El coeficiente de autoinducción de una bobina es la relación entre el flujo magnético y la intensidad de la corriente; es decir, llamando s á la sección interior del solenoide,

\[
L = \frac{H_{ms}}{i} = \frac{4 \pi ms}{b + \sqrt{b^2 + r^2}}.
\]

RICARDO CARO,
Profesor de la Escuela de Artes é Industrias de Tarrasa.
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Consideraciones generales sobre la producción y la venta de la energía eléctrica.

(CONTINUACION)

Calefacción doméstica.—Se sujeta á las mismas consideraciones económicas y subjetivas que el alumbrado particular; ocioso es, por lo tanto, enumerar éstas. Pero mientras que el alumbrado se necesita todo el año más ó menos tiempo, la calefacción sólo hace falta una parte del año. Además la necesidad de calefacción se hace sentir á cualquier hora del día ó de la noche; pero es de notar que la mayor demanda tiene lugar precisamente por la noche á la hora en que la demanda de alumbrado es también máxima.

CALEFACCIÓN INDUSTRIAL.—Iguales consideraciones que para la fuerza han de aplicarse en este caso, tanto en lo que se refiere á las condiciones requeridas por el agente calorífico, como desde el punto de vista de las horas y de su empleo.

4.º Reacciones químicas.—En el estado actual de la industria, las demandas de energía eléctrica para las reacciones químicas: galvanoplastia, acumuladores, etc. no se han dirigido generalmente á las Centrales eléctricas. Las industrias electroquímicas, y en particular la electrometalúrgica, teniendo que tratar casi siempre sus productos por grandes cantidades y de un modo continuo, representan una demanda de energía muy importante y exigen, por lo tanto, un precio excepcionalmente bajo. Por esta razón, en la mayoría de los casos, dichas industrias se han previsto por sus propios medios, si bien en ciertas ocasiones podrían encontrar ventajas dirigiéndose á Empresas eléctricas.

CONCLUSIONES.—Si se considera el estado actual de la agricultura, de la industria y del comercio en general en España, y de la industria eléctrica en particular, se comprobará que la demanda de energía á las Centrales de distribución es casi nula para la calefacción y las reacciones químicas, de poca importancia en las aplicaciones de la fuerza motriz, y se reduce así á las necesidades del alumbrado; y es por esto que el diagrama de la carga de la mayoría de las Centrales afecta la forma de la adjunta figura.

Como se puede observar, la proporción entre el consumo total diario y el que sería si la carga máxima se mantuviese durante las veinticuatro horas, es decir, el coeficiente de utilización, no llega á pasar generalmente del 25 por 100.

LA OFERTA.—La demanda ha provocado la oferta, y para permitir ésta se han creado numerosas Empresas.

En la industria de producción y de distribución de energía eléctrica, como en cualquiera otra, los gastos totales de producción constituyen uno de los principales factores de las condiciones en que debe efectuarse la oferta. Dividiéndose estos gastos en gastos de capital y gastos de explotación estudiaremos separadamente ambas clases de gastos para hacer resaltar la influencia respectiva de cada una sobre las condiciones de la producción ó sea de la oferta.

GASTOS DE CAPITAL.—En la industria que nos ocupa, como en otra de igual importancia, raro es que el industrial emprenda tal negocio con sus únicos recursos: generalmente es una Sociedad
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de recorrer antes de ser puesta á disposición del abonado (transformaciones diversas, redes, acometidas, contadores), originan una pérdida de energía que la Central ha de tener en cuenta.

5.º Impuestos y contribuciones.—Si bien la ley no aplica la misma tarifa á todas las Empresas, hemos de admitir, sin embargo, que los impuestos y contribuciones varían en cierta proporción con la importancia de la producción.

Conclusiones.—Se ha de observar que cuando una Central de distribución eléctrica se instala, ciertos elementos: terrenos, algunas obras importantes, edificios, redes, etc..., se establecen desde un principio en previsión de un desarrollo que ha de ocurrir en un plazo más ó menos lejano. Por esto, si calculáramos con más detalles que nos lo permite el reducido espacio disponible para este modesto artículo, veríamos que los Gastos de Capital entran por una mitad próximamente en los Gastos Totales; los Gastos Fijos de Explotación, por una cuarta parte; y que los Gastos Variables de la misma no representan más que la otra cuarta parte, y aun bastante menos cuando se trata de Centrales Hidroeléctricas. En otros términos, si se aumenta la producción diaria en un 100 por 100, elevando, por ejemplo, el coeficiente de utilización de 20 á 40 por 100, sin que la carga máxima varíe, los Gastos Totales aumentarán á lo sumo un 25 por 100.

Luis Brandón,
ingeniero.

(Continuará.)

Madrid, 1.º Octubre 1910.

NOTAS BIBLIOGRAFICAS

Traité de physique.—2.ª fascicula del tomo IV.—TERMODINÁMICA. FUSIÓN. VAPORIZACIÓN. de O. D. Chwolson, profesor de la Universidad Imperial de San Petersburgo, traducida al francés por M. Devaux, ingeniero naval. 326 páginas; 206 figuras; numerosas tablas. Librería Hermann, de Paris.

Cuatro capítulos comprende solamente el quinto tomo de esta notable enciclopedia del célebre profesor Chwolson y que primorosamente ha editado la casa Hermann, correspondiendo el lujo de la impresión á la doctrina que se desarrolla, tanto en claridad como en detalle. El primero (8.º del tomo), estudia los fundamentos de la termodinámica; el segundo sus aplicaciones á los fenómenos de dilatación, deformación, disociación y difusión. El tercero se consagra á la fusión y cambios de estado en general y el último á la ebullición y vaporización.

En el primer capítulo se citan los diversos procedimientos para el cálculo experimental de E. En primer término, el de Mayer, fundado en la ecuación \( C - \frac{p'v'}{c'} = A R = \frac{1}{E} \) R, en la cual C, calor específico á presión constante de un gas; c' idem id. á volumen constante; R, el parámetro constante y específico \( \frac{p'v'}{273} \). Esta fórmula se transforma en otra muy empleada en termodinámica, en función del término \( \gamma = \frac{C}{c'} \), que es el exponente de las funciones llamadas politrópicas.

\[
E = \frac{R \cdot \gamma}{C'(\gamma - 1)}
\]

Para los defectuosos valores de que se sirvió Mayer, el valor de E resultó ser 367; pero el método actualmente aplicado al aire como gas, en el que \( R = 29.3C = 0.2375 \) y \( c' = 0.1916 \), E resulta ser 424.
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tante los resultados conseguidos por Nogier y Thevenot al someter el agua contaminada á la acción de los rayos ultraviolados.

La historia y composición del gas ozono, ocupa buena parte del trabajo, así como los distintos medios empleados para conseguir aquél, todos ellos de laboratorio, siendo el más práctico el que ideó Werner Siemens en 1857 recurriendo á fuertes descargas eléctricas.

De entonces acá, un número incontable de experiencias fueron las encargadas de hacer evidentes las propiedades todas del ozono, y muy especialmente las que se refieren á su extraordinario poder microbicida.

Scoutetten, por ejemplo, observó primeramente que el ozono ejercía sobre el aire atmosférico el papel de desodorante; comprobándolo con el empleo de ocho litros de aire ozonado al diluirlo en 1.100 metros de aire atmosférico en el que existía el olor producido por restos cadavéricos y materias fecales.

M. J. Chafuis demostró más tarde el poder microbicida del ozono al ejercer su acción sobre el aire atmosférico, y estos tanteos fueron los que sirvieron de base al Dr. Ohlmüller, del Instituto Imperial de Higiene, de Berlin, para decretar de un modo terminante las propiedades oxidantes y microbicidas del gas ozono, inspiradoras de los procedimientos industriales que para conseguir su aplicación inmediata fueron ideados á continuación por la Siemens & Halske, de Berlin.

Y ya acondicionados para esterilizar en grandes cantidades, tanto el agua como el aire atmosférico, pasaremos á concretar como se consiguen ambas cosas.

La instalación de Martinickeufeld, la primera que se montó como vía de ensayo y con carácter verdaderamente industrial, sirvió para evidenciar las excelencias esterilizadoras del ozono á juzgar por el resultado de la serie de ensayos bacteriológicos á que dieron lugar las aguas del rio Spree, á su salida de Berlin, que eran las que entraban en la instalación de referencia.

Como ejemplo del resultado obtenido en aquellos ensayos, veamos el de los tres distintos que aparecen á continuación:

Fig. 1.a
La Energía eléctrica (1910-11-10 00:00:00), página 3



    FECHAS
    NUMERO DE BACTERIAS
    OBSERVACIONES

    Antes de la ozonización.
    Después de la ozonización.

    10 Noviembre 1901
    53.500
    0
    Agua del río Spree mezclada con la de los viajes á Charlottenburgo.

    11 Diciembre 1901
    108.370
    10

    15 » 1901
    110.147
    2

Los doctores Ohlmueller y Prall, poco tiempo después obtenían con aquella misma instalación y con las mismas aguas, los resultados siguientes:

    FECHAS
    NUMERO DE BACTERIAS
    OBSERVACIONES

    Antes de la ozonización.
    Después de la ozonización.

    21 Marzo 1903
    44.230
    25

    21 » 1903
    85.400
    24
    Aguas del río Spree mezcladas con la de las tuberías de conducción á Charlottenburgo.

    9 Mayo 1901
    20.530
    4

    9 » 1901
    43.400
    4

    21 Abril 1901
    9.700
    6

    21 » 1901
    25.003
    10

El Instituto Imperial de Alemania, dedicado al estudio de enfermedades contagiosas, realizó bajo la dirección de los doctores Proskauer y Schüedr, buen número de observaciones, siempre con el auxilio de la instalación indicada y recurriendo al ensayo de aguas contaminadas y en posesión de diferentes bacterias de contagio, alcanzando los precedentes resultados.

    FECHAS
    NUMERO DE BACTERIAS
    CALIDAD DE LAS BACTERIAS

    Antes de la ozonización.
    Después de la ozonización.

    12 Mayo 1902
    60.000
    0
    Cólera.

    14 » 1902
    60.000
    0

    18 » 1902
    60.000
    0
    Cólico.

    25 » 1902
    60.000
    0
    Tifus.

    2 Abril 1902
    60.000
    0

    23 » 1902
    60.000
    0
    Disentería.

Todas estas experiencias, á las que se remite el Dr. Piñerúa al citar el Tramiento del agua potable por el ozono, de los doctores Ohlmueller y Prall, hacen ver el verdadero alcance que desde el punto de vista sanitario presentan la generalización de los procedimientos de la Siemens and Halske en todas aquellas conducciones de agua cuya procedencia no sea la de manantial, única que puede estar libre de bacterias al filtrarse por las distintas capas de arenas y arcillas que suelen atravesar.

Las aguas superficiales de nuestros ríos, las más generalizadas para el abastecimiento de aguas potables en España, necesitan de la acción del ozono, de ser cierta la afirmación de que basta saber el estado de salud de los habitantes de un país para predecir la buena ó mala calidad del agua que beben.

De ahí el gran valor del tema elegido en un acto como el celebrado por la Academia de Medicina y de ahí también que nosotros pretendamos con las presentes cuartillas hacer coro á la labor de vulgarización del Dr. Piñerúa.