ferjorosa/bne-hemeroteca-ocr-xix huggingface dataset:
La Energía eléctrica (1910-03-10 00:00:00), página 1

La Energía Eléctrica.
REVISTA GENERAL DE ELECTRICIDAD Y SUS APLICACIONES
SE PUBLICA LOS DIAS 10 Y 25 DE CADA MES

SUMARIO
Los motores primarios, por G. R. Lasso de la Vega, ingeniero de Montefiore.—Las aplicaciones industriales de los acumuladores eléctricos, por L. M. Juman.—La electroquímica, por Miguel Ancil.—Notas bibliográficas, por Carlos Barutell.—Crónica e información.—Aguas.—Cancelación de obligaciones.—Tranvías.—Emisión de obligaciones.—Real Academia de Ciencias de Madrid.—Subastas.—Línea de transporte.—Los motores Otto.—Concurso de proyectos de iluminación del Paseo de Gracia y Plaza de Cataluña.—Hornos eléctricos con solado conductor.—Consideraciones para la elección de un motor.—Un medio original de emplear el grafito como lubricante.—Necesidad de la ventilación de los talleres de trabajo.—Guía del capitalista.—Ofertas y demandas.

LOS MOTORES PRIMARIOS (1)

Para darse cuenta exacta del empleo de las diferentes clases de máquinas motrices, que respondiendo á exigencias económicas llenen también las condiciones necesarias al servicio eléctrico, discutidas en los apartados precedentes, hay que tener presente sus rasgos característicos.

La industria dispone de las máquinas motrices siguientes:

A. Turbinas hidráulicas.—En éstas existen los tipos: de acción, de reacción y las combinaciones diversas de ambos tipos.

B. La máquina de vapor.—Funcionando sin y con condensador y con y sin recalentamiento de vapor.

La turbina de vapor.—Sin y con recalentamiento de vapor con ó sin condensación.

Los motores de gas.—Alimentados directamente por un combustible disponible, ya sea gas natural, gas de Altos Hornos, aceites crudos ó esenciales de petróleo, etc.

Los motores de gas.—Alimentados por un gasógeno en el cual se convierte un combustible sólido en un combustible gaseoso.

La turbina de gas.—Que no existe aún, pero, como tiene que hacer su aparición algún día, se la considerará también.

A. MÁQUINAS MOTRICES HIDRÁULICAS.—Las instalaciones hidráulicas se distinguen por su relación íntima con las condiciones meteorológicas, tales que, secas, crecidas, deshielos y desnieves, influencias mecánicas y eléctricas sobre las líneas de transmisión que sirven de vehículo de la potencia al sitio de distribución. Resultando de todo esto que la seguridad del servicio es bastante menor en las instalaciones hidráulicas que en las de vapor.

La manera de asegurar un servicio de energía hidráulica, es redoblar la instalación, ya sea con estación de vapor de reserva, etc.

Los gastos invariables ó permanentes son generalmente muy elevados, motivado por los grandes trabajos que se necesitan. Los gastos proporcionales son, por el contrario, muy bajos, pues no existe el capítulo de gastos de combustible.

(1) Véase el artículo anterior en el número 23 de 16 de Diciembre de 1909.
La Energía eléctrica (1910-03-10 00:00:00), página 12

medio de bornas, la inspección de una placa se hace muy fácil y rápidamente, sin que para ello haya necesidad de interrumpir el funcionamiento del elemento. Para los grandes elementos de estaciones centrales no se pueden ya emplear las barras de vidrio y se utilizan cubetas de madera forrada de plomo, siendo entonces suspendidas las placas sobre lasos de vidrio.

Las capacidades de los elementos de puesto fijo son variables según los diferentes constructores. Sin embargo, para los elementos robustos se puede contar, por término medio sobre una capacidad máxima de:

8 amperios-horas por kilogramos de placas al régimen de descarga en 10 horas.
7.2 — — — — — 6
6 — — — — — 2
4.4 — — — — — 1

En un anteproyecto se pueden adoptar estas cifras. Del peso de placas se deduce el peso total del elemento, doblando; el coeficiente de los accesorios es de 2, poco más ó menos, para los elementos de puesto fijo.

El precio de compra de las baterías de puesto fijo es igualmente variable con los diferentes tipos. Escogiendo elementos robustos se llega á los precios medios indicados en el cuadro consignado más adelante.

Estos precios se relacionan con la unidad de capacidad y pueden utilizarse para formar un anteproyecto.

En la práctica hay que tener en cuenta un punto muy importante, cual es el del precio del entretenimiento anual de una batería. Al cabo de cierto tiempo de servicio es preciso reemplazar las placas, mientras que los diferentes accesorios pueden durar mucho más tiempo. La duración de las placas es variable con el tipo escogido y las condiciones de explotación y entretenimiento. De una manera general se puede estimar que el precio de costo anual de una batería de puesto fijo varía del 5 al 10 por 100 del precio de compra de la batería, según estas condiciones.

    TAMAÑO DEL ELEMENTO DEFINIDO POR SU CAPACIDAD AL RÉGIMEN DE 10 HORAS.
    DURACIÓN DE LA DESCARGA EN HORAS.

    10
    6
    8
    1

    20
    0.45
    0.50
    0.56
    0.82

    50
    0.29
    0.32
    0.36
    0.54

    100
    0.23
    0.26
    0.29
    0.43

    200
    0.22
    0.25
    0.28
    0.42

    500
    0.22
    0.25
    0.28
    0.42

    1000
    0.21
    0.23
    0.26
    0.38

    2000
    0.19
    0.21
    0.23
    0.35

    3000
    0.19
    0.20
    0.22
    0.34

Para no verse obligado á hacer gastos excesivos, de entretenimiento, conviene tomar siempre una ba-
La Energía eléctrica (1910-03-10 00:00:00), página 2

Estas condiciones económicas hacen que un factor de carga elevado sea más importante en las centrales hidráulicas que en las de vapor. La práctica demuestra que se encuentra una economía en la venta de una cantidad de energía mayor que la que produce el salto de agua, de manera á conservar constantemente la plena carga en la central y emplear material auxiliar de vapor para llegar á conquistar las puntas de carga acusadas por el diagrama.

B. MAQUINAS MOTRICES TÉRMICAS.—El rendimiento térmico depende esencialmente de la diferencia de temperaturas que existen en la máquina. El rendimiento mecánico, los gastos de conservación y la regularidad de marcha dependen en gran parte de los esfuerzos mecánicos y de las temperaturas á las cuales están sometidas las máquinas motrices, de la energía almacenada por unidad de peso y por unidad de volumen en el fluido que obra (vapor ó aire) y de la velocidad de la máquina.

Fig. 1

Fig. 2

Para comparar las máquinas desde este punto de vista hay que estudiar los ciclos térmicos que cada una de ellas realiza.

En la figura 1.ª hemos puesto en abscisa la temperatura en grados centésimales y en ordenadas la energía disponible en kilo-julios por kilogramo de fluido que obra, vapor ó aire, en los tres ciclos típicos de gases perfectos y por vapor empleado con y sin condensación; la presión en el condensador, siendo de 0,1 kgs. cm.² que representa un vacío de 68 cm., que es la media entre el vacío aplicado en la turbina de vapor y el empleado en la máquina de pistón. Las presiones correspondientes están marcadas en líneas de puntos y los rendimientos termodinámicos en la parte alta de la figura. Las figuras 2 á 6 representan ciclos típicos.

Se ha admitido para el vapor una presión máxima de 12 kgs. cm.² y una presión doble para los ciclos de gas.

Como lo demuestra la figura 1.ª, el ciclo de Carnot ó isotérmico (admisión á temperatura constante, compresión adiabática) no produce una cantidad apreciable de energía y no puede utilizar grandes diferencias de temperatura sin que tengamos que emplear presiones excesivas. Esta es la causa por la cual este ciclo no pasa del terreno teórico; así, pues, con una presión máxima \( p = 24 \) kgs. cm², la energía máxima que produce un kilogramo de aire es 70 kilo-julios, que representa la décima parte de la energía
La Energía eléctrica (1910-03-10 00:00:00), página 22

nes severas de funcionamiento se pretendió acelerar la prueba, ya que las lámparas habían vivido lo bastante para demostrar su bondad y poder entrar en comparación con la lámpara ordinaria de carbón.

Claro está que no se ha esperado á que la lámpara se funda, sino que cuando la intensidad luminosa bajó lo bastante para que la vista lo notase, cosa fácil, puesto que todas estaban en un mismo cuadro, se dió por inútil ó fundida. Esto es equivalente, según he tenido ocasión de comprobar con el fotómetro, á una baja en la intensidad luminosa del 15 por 100, es decir, que sin fotómetro, el ojo aprecia perfectamente en un grupo de lámparas cuáles son las que bajan en intensidad 15 por 100 sobre las demás.

El resultado es el que se consigna en el siguiente cuadro:

    Metal.
    Felten.
    Westinghouse.
    Philips.
    A. E. G
    Z.
    Osram.

    20
    1774
    35
    700
    2275
    740
    217

    374
    1776
    1635
    750
    2302
    1360
    1452

    408
    1776
    1640
    760
    2303
    1672
    2256

    1067
    1793
    1688
    1192
    2405
    2084
    2203

    1139
    1968
    1819
    1372
    2497
    2084
    2286

    1268
    2064
    1848
    1576
    2468
    2180
    2287

    1408
    2088
    1850
    1604
    2471
    2226
    2300

    1473
    2136
    1939
    2396
    2589
    2228
    2400

    1985
    2143
    2201
    2403
    2591
    2262
    2420

    2199
    2160
    2352
    2420
    2602
    2715
    2614

    Vida media
    1134
    1969
    1701
    1518
    2446
    1955
    2050

Como se ve, las mil primeras horas, con voltaje rebajado, sólo las resistieron las marcas A. E. G. y Felten.

De las Osram se quemó una á las doscientas diez y siete horas; las Z tuvieron una sola baja á las setecientas cuarenta horas; las Philips, tres; otras tres, las Metal, y una la Westinghouse.

La vida media resultante durante estas primeras mil horas, y el número de lámparas utilizadas, es el siguiente:

    Duración.
    Lámparas inútiles.

    A. E. G.
    1000 h.
    10

    Felten.
    1000
    0

    Z.
    974
    1

    Osram
    922
    1

    Philips
    921
    3

    Westinghouse
    603
    1

    Metal
    780
    3

El ensayo fotométrico no acusó ni disminución en la intensidad luminosa, ni aumento en el consumo específico. Siguen las Felten siendo menos económicas que el resto de las marcas ensayadas.

En las seiscientas horas siguientes, el voltaje se elevó, según hemos dicho, al valor normal de 120 voltios. Durante este intervalo dejaron de lucir cuatro Metal, tres Philips, una Z y otra Osram. Se observó la circunstancia que todas, excepto las Philips y Metal, dejaban de lucir por rotura del filamento, en tanto que de las tres Philips, dos fueron dadas de baja por ennegrecimiento de la ampolla y caída consiguiente de la intensidad luminosa.

Al terminar este período de mil seiscientas horas, las bajas se repartieron como sigue:
La Energía eléctrica (1910-03-10 00:00:00), página 23

A. E. G. ................. 0 por 100
Felten .................. 0
Westinghouse .......... 10
Osram .................. 20
Z ....................... 20
Philips ................. 60
Metal .................. 60

Se elevó entonces el voltaje en 4 por 100, ó sea a 125 voltios, y así se mantuvo hasta las dos mil sesenta y dos horas, ó sean cuatrocientas sesenta y dos horas, registrándose las bajas siguientes: una, Z; una, Philips; seis, Westinghouse; seis, Felten, y tres, Metal, resultando, por consiguiente, el reparto de las lámparas inutilizadas que puede tomarse como á las dos mil horas, el siguiente:

A. E. G. ................. 0 por 100
Osram .................. 20
Z ....................... 30
Felten ................. 60
Philips ................. 70
Westinghouse .......... 80
Metal .................. 90

Al finalizar este plazo se hizo un nuevo ensayo fotométrico. Las lámparas Felten, que á las mil horas conservaban su consumo primitivo de 1,34 vatios por bujía decimal, pasaron á 1,52 y 1,80 (mínima y máxima de las lámparas ensayadas). Las Z, supervivientes, conservaron su consumo primitivo, así como las A. E. G., Westinghouse y las Osram, pareciendo indicar estas últimas un ligero aumento.

Se nota la diferencia entre las lámparas ordinarias y las de filamento metálico, en que, mientras que las primeras decrecen en potencia luminosa, aumentando rápidamente su consumo específico, las segundas conservan sensiblemente la potencia luminosa y casi (salvo el caso de las Felten) el consumo específico, la cual denota una disminución en la resistencia eléctrica del filamento que hace que pase más corriente á igualdad de voltaje, conservando así automáticamente su intensidad primitiva, si bien á costa de un ligero aumento en el consumo específico. Todo esto es, bien entendido, antes de que la ampolla se ennegrezca lo suficiente para que disminuya la intensidad lo bastante para que sean dadas de baja.

Repetido el ensayo fotométrico á las dos mil quinientas dos horas de vida sobre las lámparas supervivientes, que eran una Osram, otra Z y tres A. E. G., dio el resultado siguiente:

    Voltios
    Amperios.
    Vatios.
    Bujias.
    Vatios bujia

    Z
    120
    0,209
    24
    16,6
    1,44

    Osram
    120
    0,141
    17
    14,1
    1,20

    A. E. G.
    120
    0,162
    19,5
    17,1
    1,14

Se fotometraron tres lámparas que seguían luciendo de la marca Felten, con dos mil noventas horas y la media fué la siguiente:

    Voltios
    Amperios.
    Vatios.
    Bujias.
    Vatios-bujia

    Felten
    120
    0,227
    27
    16,6
    1,62

En todas estas lámparas se advierte ya un ligero ennegrecimiento de la ampolla, sin que sea suficiente para disminuir de un modo sensible la potencia luminosa. Solamente se advierte un decrecimiento marcado en la lámpara Osram que se queda reducido á 14,1 bujías con un consumo casi normal 1,20.

Al llegar á las dos mil quinientas horas el reparto de bujías era el siguiente:
La Energía eléctrica (1910-03-10 00:00:00), página 24

A. E. G. ..................... 70 por 100
Osram ......................... 90 —
Z ............................... 90 —
Feltten ......................... 100 —
Westinghouse ................. 100 —
Philips ......................... 100 —
Metal .......................... 100 —

En las tres supervivientes A. E. G., así como en la Osram y en la Z, se nota un ligero ennegrecimiento de la ampolla que no es todavía suficiente para disminuir de un modo sensible la intensidad luminosa.

La clasificación final, por orden de vida de las seis marcas que tienen consumo normal por bujía, e decir, excluyendo á la marca Feltten, es la siguiente:

    Horas de duración

    A. E. G.
    2.446 horas de duración.

    Osram
    2.050 id.

    Z
    1.955 id.

    Westinghouse
    1.701 id.

    Philips
    1.518 id.

    Metal
    1.134 id.

Otra de las diferencias esenciales que presentan las lámparas en su funcionamiento con respecto á las ordinarias, es su menor sensibilidad á los cambios de voltaje. En las curvas de la figura 1 están representadas gráficamente las características de dos lámparas, una de filamento metálico de 16 voltios A. E. G., y otra de filamento de carbón marca Watt. Las abcisas son el tanto por ciento del voltaje.
La Energía eléctrica (1910-03-10 00:00:00), página 26

hacia el eje de las abscisas. Por otra parte, experiencias, si no de precisión; por lo menos de valor práctico me aseguran que con un 20 por 100 de sobrevoltaje, ó sea por el punto 120 por 100 del eje de las x, la duración de un lote de un número no corto de lámparas ha sido por lo menos de seiscientas horas.

Estos datos autorizan, en tanto no se hagan experiencias más precisas, á trazar la curva AB de la figura 2.a

Lámparas de filamento metálico.

Curvas de funcionamiento.

Figura 2a

Con este dato y los de la figura 1.a se puede determinar cuál es el régimen de funcionamiento que proporciona al poseedor de la lámpara la bujía-hora más económica.

En la figura 2.a se toman como abscisas el % del voltaje al cual está tarada la lámpara.

La curva AB es la que representa la duración en horas. La CD, la intensidad luminosa en función siempre del voltaje. Del producto de las dos se deduce la EF, que es el número de bujías-hora que la lámpara suministra á su poseedor durante su duración ó vida. Conocida, como lo es, la curva JK, que es la del consumo específico, se puede determinar por una sencilla multiplicación de valores correspondientes, la energía consumida en producir las bujías-horas de la curva EF, y con la tarifa que paga el abonado por kilovatio-hora, y lo que le cuesta la lámpara, se viene en el conocimiento de la curva GH, que representa lo que cuesta la bujía-hora por los distintos regímenes á que puede someterse la lámpara.

Para trazar esta curva se ha supuesto que la lámpara cuesta 3,50 pesetas, y el cuadro siguiente es el que corresponde á dichas curvas.
La Energía eléctrica (1910-03-10 00:00:00), página 3

almacenada en el vapor saturado á una presión mitad menos y la temperatura superior del cielo, para llegar á esta energía máxima es relativamente baja: 250° C.

Este cielo lo hemos representado en la figura 2, es el ciclo de Carnot más espeso que se puede realizar con una presión inferior á 24 kg./cm.² Con temperaturas más elevadas el rendimiento del ciclo de Carnot aumenta, pero la energía suministrada disminuye. La energía se reduce á cero y el ciclo á una línea á 455°C; lo que representa una temperatura bastante más inferior que la que se admite en los motores á gas.

El ciclo isovolumétrico de gas perfecto, admisión á volumen (combustión á volumen constante), escape á volumen constante, es el ciclo del motor constante á gas ideal. El ciclo isobárico: admisión á presión constante y escape á presión constante sería el de la turbina de gas. Las curvas de la figura 1.a que se refieren á estos ciclos están establecidas sobre la base de energía suministrada en su máximo entre límites de temperatura fijos. En estas condiciones el rendimiento termodinámico es bastante más inferior que el rendimiento máximo, representado por el ciclo de Carnot. Pues tenemos en rendimiento

\[
\eta = \frac{1}{2} - \sqrt{\frac{T_2}{T_1}}
\]

para los ciclos isovolumétricos é isobárico con energía máxima, mientras que para el ciclo isotérmico el rendimiento es

\[
\eta = 1 - \frac{T_2}{T_1}
\]

T1 y T2 son las temperaturas absolutas máxima y mínima que se alcanzan en el ciclo. Se puede aumentar el rendimiento termodinámico de estos ciclos aumentando la presión, pero se reduce la energía suministrada y por consecuencia, el rendimiento mecánico.

Las curvas de la figura 1 nos enseñan también que el ciclo isobárico produce mayor energía que el ciclo isovolumétrico con una presión mucho más baja, lo cual indica que la turbina de gas funcionará á presiones moderadas.

Las figuras 3 y 4 representan los ciclos isobáricos é isovolumétrico á una temperatura máxima de 800° C y en las mismas condiciones de energía máxima que en la figura 1.a El ciclo isovolumétrico, aun en la más alta
La Energía eléctrica (1910-03-10 00:00:00), página 4

temperatura, la presión correspondiente á la energía máxima, no llega á la del ciclo de Carnot con una energía suministrada insignificante.

Las curvas que se refieren al vapor, en la figura 1, son interesantes por su elevación rápida y los valores elevados de la energía disponible. Así para una diferencia de temperatura de 141°C entre la caldera y el condensador, el ciclo de vapor da por kilogramo, más de cuatro veces la energía disponible en el ciclo isovolúmico del aire por una diferencia de temperatura de cerca de 800°C. La causa es evidentemente la enorme cantidad de calor desprendida en la condensación parcial del vapor.

El ciclo de vapor saturado da un rendimiento prácticamente igual al ciclo de Carnot, llegando al máximo teórico con la diferencia de temperaturas utilizadas. Pero no hay que olvidarse que la elevación rápida de la presión impone un límite á la diferencia de temperatura que se puede realizar con este ciclo. Así, partiendo de 187°C, temperatura que corresponde á una presión del vapor de \( p = 12 \) kgs. cm.\(^2\), el aumento de temperatura no se produce con saturación ni con aumento de presión en el vapor, sino á presión constante, por recalentamiento.

Las curvas del vapor recalentado están calculadas con las constantes siguientes: Calor específico

Fig. 6
Ciclo con vapor saturado y con condensación.

Fig. 5
Ciclo con vapor saturado y sin condensación.

\( cp = 0.525 \) á la presión \( p = 12 \) kgs. cm.\(^2\), y con constante adiabática, \( v = 1.286 \). Estas curvas indican que el suplemento de energía disponible por recalentamiento es débil, hasta que el recalentamiento es muy fuerte y llega á temperaturas tan elevadas como las que se aprecian en los motores de gas. La enseñanza de estas curvas es que el aumento de rendimiento termodinámico correspondiente al recalentamiento del vapor es débil, siendo la razón, que el suplemento de energía disponible por aquel recalentamiento es muy débil en proporción á la energía total del ciclo.

Si el rendimiento del ciclo de la máquina de vapor está mejorado por el recalentamiento, la causa no es el aumento del rendimiento termodinámico del ciclo, sino la disminución de pérdidas, sobre todo las que origina la condensación sobre las paredes. Es, pues, un aumento esencial del rendimiento mecánico tal cual ha estado definido más arriba.

La energía que se ha puesto disponible por el empleo de vapor recalentado no es importante más que á temperaturas muy elevadas y el rendimiento termodinámico se aumenta también.

Se nota, sin embargo, que todo intervalo comprendido entre la temperatura de la caldera, 187°C, y la de 800°C, temperatura tan elevada como en los motores de gas, está acompañado de un suplemento de energía, debido á este recalentamiento, que iguala con poca diferencia á la que suministra el vapor saturado en el intervalo 141°C mientras que el rendimiento termodinámico no se eleva más que de 9 por
La Energía eléctrica (1910-04-25 00:00:00), página 12

Las peticiones de local pueden hacerse desde ahora, dirigiendo las instancias por escrito hasta el día 10 de Mayo á la Secretaria de la Exposición, situada en el pabellón de la Comisión ejecutiva, calle de Alfonso XII, Puerta de Murillo, de cuatro á seis de la tarde.—Madrid, 24 de Marzo, de 1910.—El presidente, Alberto Aquilera.—El secretario, Augusto Comas.

Clasificación general de los productos que han de figurar en la Exposición de Aplicaciones de la Electricidad.

GRUPO PRIMERO

GENERADORES Y TRANSFORMADORES INDUSTRIALES DE CORRIENTE

Dinamos, alternadores monofáceos y polifáceos, etc.
Transformadores estáticos, motores-generadores, regulatrices, compensatrices, comutatrices, válvulas electrolíticas, elevadores de tensión, rectificadores de mercurio, etc.

GRUPO PRIMERO (bis).

Material empleado para producir el movimiento de los generadores eléctricos: Motores hidráulicos, calderas y máquinas de vapor, generadores y motores de gas, etc.

GRUPO II

TRANSPORTE Y DISTRIBUCIÓN DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA

Líneas aéreas y accesorios empleadas en las mismas: Postes y castillejos, redes protectoras, pararrayos de línea, seccionadores é interruptores de línea, aisladores, etc.
Líneas subterráneas: Cajas de unión, de distribución y de seccionamiento, tuberías de protección, etcétera.
Puestos y kioscos de recepción, distribución y seccionamiento. Aparatos empleados en los mismos, tanto para la alta como para la baja tensión, así como en las instalaciones domésticas: Interruptores, cortacircuitos, pararrayos de punto, limitadores de tensión, condensadores, bobinas de reactancia, aisladores, comutadores, reóstatos, disyuntores, cuadros, etc.
Alambres, cables y flexibles.

GRUPO III

APLICACIÓN DE LA FUERZA MOTRIZ ELÉCTRICA Á LA INDUSTRIA FABRIL Y Á LAS INDUSTRIAS DOMÉSTICAS

Motores eléctricos de corriente continua y alternativa y accesorios de los mismos.
Aplicaciones á las máquinas-herramientas-electroimanes industriales.
Aplicaciones á las diversas industrias: Molinos y Panaderías, Serrerías, Fábricas frigoríficas, Imprentas, etc.
Pequeñas máquinas herramientas, máquinas de coser y bordar, máquinas en la industria salchichera y lechera, máquinas de secar, planchar, encerar, etc.

GRUPO IV

APARATOS ELEVADORES

Grúas, puentes giratorios, transbordadores, transportadores, elevadores, ascensores y montacargas, etc.

GRUPO V

TRACCIÓN ELÉCTRICA

Vehículos de diversas clases.
Piezas sueltas, accesorios y equipos eléctricos de locomotoras y automotrices, frenos.