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La Energía eléctrica (1911-10-25 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
La electricidad en los puertos, por J. G. Benítez.—El laboratorio eléctrico del Instituto Católico de Artes e Industrias, por José A. P. del Pulgar.—Comisión Electrotécnica Internacional.—Las centrales eléctricas y la agricultura, por G. J. de Guillén y García.—Notas bibliográficas, por C. B.—Crónica e información: Aguas.—Fusión de Sociedades.—Contadores de electricidad aprobados.—Admisión de valores á la cotización oficial.—Instalación de maquinaria.—La Telefonia Montañesa.—Nueva instalación Helling en el Japón.—El policía eléctrico.—Congreso de electricidad en Turín.—Exposición Internacional de Sofía en 1912.—La Escuela Politécnica de Mittweida.—Aparato automático para la determinación de las horas de servicio de los motores eléctricos.—El motor á vapor: su última palabra.—Nueva Sociedad.—La Exposición de Turín.—Motor de doble colector para conectar en redes de corriente trifásica.—Nota sobre las fuerzas hidráulicas.—El alumbrado por tubos al neon.—Ensayos de las turbinas de vapor y de los turbo-generadores.—Desarrollo de la calefacción eléctrica.—Libros y revistas.—Guía del capitalista.—Ofertas y demandas.

La electricidad en los puertos.

Analizábamos en nuestro anterior artículo las razones que podían justificar la afirmación hecha en la comunicación á la Sociedad de Ingenieros Mecánicos de Londres, de que la corriente continua era preferente á la trifásica para las maniobras en los puertos.

La regulación de voltaje por los procedimientos ordinarios, decíamos que no podía constituir preferencia marcada.

La regulación automática que se consigue muy bien para las necesidades corrientes con las dinamos de doble devanado y en general con las dinamos auto-reguladoras, merece experimentos que comprueben tales ventajas.

La regulación automática de las corrientes trifásicas (regulación de voltaje), si hemos de creer en los estudios teóricos de Blondel, Boucherol, Leblanc y otros más antiguos, descritos magistralmente en nuestra revista por Mateo García de los Reyes, tampoco dejan nada que decir, no sólo respecto á regulación de voltaje, sino á la conservación del factor de potencia próximo á la unidad con cargas inductivas en la línea, pero necesitarían también la comprobación de la práctica, sobre todo de la práctica especial de las maniobras de fuerza en los puertos.

Esto por lo que se refiere á elección de corriente generadora y central productora. Por lo que se refiere á motores, la elección ya se hace indudable. El motor de corriente continua, por su flexibilidad, su fuerza en velocidades, en adaptación á las variaciones exigidas en las maniobras de que tratamos, todo lo que se traduce en economía y en seguridad, marca una preferencia tan grande, que autores bien modernos como Claude W. Hill, que acaba de publicar una obra interesantísima sobre la materia «Electric Crane Construction» 1911, recomienda terminantemente que en caso de disponer de corriente trifásica se transforme en continua para las atenciones de los puertos.
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2). Corriente continua de voltaje variable hasta 500 voltios, seis amperios, producida por una dinamo especial instalada en el Laboratorio y suministrada por la casa Siemens Schuckert.

3). Corriente continua de voltaje variable, desde dos hasta 120 voltios y de intensidad también variable, desde 20 hasta 400 amperios, de una batería de acumuladores suministrada por la casa Tudor.

4). Pequeñas baterías de pilas portátiles.

B. Corriente alterna.—Siendo el estudio de estas corrientes lo más importante indudablemente, pero sobre todo, lo más difícil del estudio de la Electrotecnia, hemos puesto un esmero especial en poner á la disposición de los alumnos todas las corrientes habitualmente usadas en la Industria, y aun otras muchas que aunque de poco uso práctico, son muy útiles para la inteligencia y manejo de las demás. Pueden, pues, obtenerse en el laboratorio.

1). Corriente trifásica de 240 voltios, 100 amperios, procedente de la transformación de la que nos suministra á 15,000 voltios la subestación de Bolarque, instalada en el Cerro de la Plata. La transformación se verifica en un local especial, bien distante, de la sala del laboratorio, por dos transformadores de 45 KW de capacidad, de donde se obtiene también la monofásica destinada al alumbrado.

2). Corriente monofásica de voltaje regulable, desde 110 á 200 voltios proximadamente, producida en el mismo laboratorio.

3). Corriente bifásica de voltaje regulable entre los mismos valores próximamente que la anterior.

4). Corriente trifásica de voltaje variable y un valor medio de 120 voltios.

5). Corriente tetrafásica de tensión regulable y valor medio de 110 voltios.

6). Corriente exafásica con tensión regulable de 50 á 100 voltios.

7). Corriente de 12 fases de tensión regulable, entre 25 á 50 voltios.

Todas estas corrientes se producen en un alternador polifásico de seis anillos de 3,5 KW de potencia, suministrado por la casa Siemens Schuckert. La frecuencia de todas estas corrientes, excepto la del núm. 7, puede variarse á voluntad, desde 25 á 66 periodos por segundo, y con objeto de hacer la tensión independiente de la frecuencia el alternador está provisto de excitación independiente, derivada directamente de la red general y regulable por medio de su correspondiente reóstato.

8). Corriente monofásica y trifásica, hasta 500 voltios, procedente de un grupo de tres transformadores monofásicos acoplables en estrella ó triángulo, á voluntad.

9). Corriente trifásica de decalaje variable, entre 0° y 90°, procedente de un transformador de fase.

10). Corriente monofásica de amperaje variable hasta 200 amperios procedente de un transformador especial.

En resumen: el laboratorio cuenta con corrientes continuas y alternas de todas clases, desde 0 á 400 amperios y de 0 á 500 voltios, que es el límite que hemos adoptado entre la baja y la alta tensión, y como se ve, además de la maquinaria necesaria para obtener estas corrientes, comprende aparatos de todas las formas, tanto para la generación como para la transformación de
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Damos á los lectores la fotografía del cuadro visto de lado.

El primer cuadro de la izquierda, figura 1.º, está destinado á los interruptores de continua de fábrica, automático para el motor, acumuladores y dinamo á 500 voltios, dejando lo demás de reserva para el caso en que en lo sucesivo desee ampliarse la instalación. El segundo mármol contiene los aparatos de medida generales de continua, voltímetro de la dinamo, frecuencímetro de la alterna de fábrica y medida de la excitación del alternador y de la dinamo. Los cuatro volantes inferiores son los de arranque y regulación del motor y reguladores de la excitación de la dinamo y alternador. El cuadro del centro está destinado á la distribución de las corrientes por las 10 mesas del laboratorio y la mesa de experimentación de la cátedra. El cuadro número cuatro está dedicado á los interruptores y aparatos de medida de las corrientes polifásicas producidas por el alternador. Y por último el número 5 contiene un vatímetro Ferraris y los interruptores y conmutadores necesarios para enviar al cuadro del centro corrientes de calaje variable y al vatímetro estas ó la trifásica del alternador. Todas las conexiones de cuadro están hechas con varilla provista de un aislamiento inmejorable, capaz de resistir 1.000 voltios después de veinticuatro horas de sumergido en el agua. A ambos lados del cuadro se han instalado dos grandes voltímetros con esfera iluminable uno, para la corriente continua, y otro para alterna.

Encima del cuadro se ha colocado un reloj antimagnético para las determinaciones que exigen medidas de tiempo. Desde el cuadro general pueden enviarse corrientes á todos los demás.

3.º Cinco cuadros laterales para escoger la corriente que en cada mesa se desea. A ellos vienen las corrientes por siete circuitos metidos en tubo Peschel y que corren á lo largo del zócalo por uno y otro lado del laboratorio hasta llegar á la mesa de experiencias de cátedra, desde donde por medio de un teléfono puede pedirse á un ayudante colocado en el cuadro la corriente que se desee sin necesidad de instalar máquina ninguna en la clase.

4.º Cuadro de transformadores. Ha sido objeto de un estudio especial por el interés particular que ofrecen los análisis á que se presta. La disposición especial que le hemos dado permite no sólo poner en cantidad ó tensión las secciones en que se hallan divididos los inducidos é intercalar una resistencia reglable en el inductor para variar el voltaje del inducido, sino también conectar uno y otro en triángulo ó en estrella por medio de simples conmutadores, lo que permite leer directamente en los aparatos de medida del cuadro, los cambios correspondientes de la tensión etc.

5.º Cuadro de acumuladores. La pequeña batería de 60 acumuladores Tudor, instalada en

Figura 3.—Vista de perfil del cuadro de distribución.
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una habitación aparte, no tiene mas objeto que enviar corrientes á un potencial rigurosamente constante para los galvanómetros, potenciómetros, etc., es decir, hacer el oficio de pilas y también dar corrientes de alguna intensidad para el taraje de amperímetros cuya capacidad exceda de 50 amperios. Mediante un reductor de sólo 20 contactos, hacemos variar el voltaje de 0 á 120 voltios con intervalos de dos y de cuatro voltios. La adjunta fotografía da idea de toda la instalación de acumuladores y transformadores, los cuales tienen méritos especiales por el peligro de la corriente alterna á 500 voltios y porque estas corrientes han de usarse relativamente pocas veces.

Aparatos de mesa.

Además de los aparatos de medida instalados en los cuadros, etc., existen:
A). Medidas de cantidad. Dos voltámetros y dos balanzas de precisión, pudiendo apreciar directamente hasta \( 5 \times 10^{-4} \) de gramo.
B) Medidas de intensidad. Galvanómetro de Arsonval,
    Idem balístico,
    Idem diferencial (Siemens).
    Idem universal, Siemens, modelo antiguo.
    Idem universal, Siemens, modelo nuevo.

Elementos patrones Latiner, Klark y Weston.

Medidas de resistencia:
Ponte de Weatstonne de bobinas, pudiendo apreciar directamente \( \frac{1}{1,000} \) de ohmio.
Ponte de Thomson con accesorios y reglas para la determinación directa de la resistividad.
Ohmio patrón de SH.
Cuatro cajas de resistencias contrastados de H. B. dispuestos para servir de Shunt y que permiten subir de unidad en unidad desde 0 á 100,000 ohmios.
Colección de Shunts contrastados de 100, 1,000, 10,000, 100,000 y 1,000,000 de microohmios y permitiendo pasar fuertes amperajes.
Otros Shunts y resistencias regulables para diversos usos.

Figura 4.—Cuadros de transformadores y acumuladores.

Medidas de capacidad:
Dos microfaradíos patrones divididos cada uno en dos partes de 0, 5 S. H.
Medidas de autoinducción;
Dos patrones de autoinducción de 0,1 de Henry cada uno.
Medidas de frecuencia:
Frecuencímetro de precisión de 30 á 60 periodos por segundo.
Medidas de potencia:
Potenciómetro de Chauvin Arnoux.
Ambos modelos permiten hacer determinaciones de resistencias de todo género de voltaje y amperaje, de faltas, de circuito, etc.
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SUMARIO
La telefonía sin hilos.—Aplicación de las líneas de fuerza electromagnéticas en las transmisiones de fuerza y como previsión á la vez contra los accidentes del trabajo, por Miguel Pineda Reyes.—La producción de fuerza barata, por X.—Crónica e información: Azuas.—Sociedad General de Fuerzas Hidroeléctricas.—Contadores de Electricidad aprobados.—Nuevo domicilio social.—Nuevas centrales.—Recompensa merecida.—Aumento de capital.—Memorias diplomáticas y consulares.—Sobre el procedimiento de cálculo aproximado Blondel-Le Roy, para el transporte de fuerza á alta tensión.—Utilización del alquitrán en los motores Diesel.—Cálculos y ejecución de resistencias líquidas.—Acaba química en los arrollamientos de las máquinas de alto voltaje.—Guía del capitalista.—Ofertas y demandas.—Anuncio.

La telefonía sin hilos (1)

El problema de la telefonía sin hilos, es mucho más difícil de resolver, que el de la telegrafía sin conductores.

Recordemos, ante todo, que los sonidos están caracterizados por las tres cualidades siguientes: la altura, que depende del número de vibraciones por segundo del aire puesto en movimiento; la intensidad, que está definida por la amplitud de estas vibraciones; por último, el timbre que proviene de oscilaciones suplementarias de mayor frecuencia que se superponen á la onda fundamental. Estas harmónicas varían con la naturaleza y construcción del aparato ó órgano que produce la vibración del aire.

Los sonidos de la palabra articulada, son debidos al aire, que proyectado de los pulmones, hiere las cuerdas vocales, haciéndolas vibrar. Las oscilaciones fundamentales correspondientes, se modifican por las harmónicas que dependen de la conformación de la boca, de los dientes y de la posición de la lengua. Estas harmónicas diferencian la pronunciación de las diversas letras. Su frecuencia puede alcanzar varios miles de vibraciones por segundo. La de los sonidos fundamentales musicales, varía entre 40 y 4.000 periodos por segundo. Se considera que el sonido de mayor altura, perceptible para el oído, corresponde á 33.000 vibraciones por segundo.

El principio adoptado para la transmisión á distancia sin hilos de la palabra, consiste en producir, como en la telegrafía sin hilos, en una antena transmisora, oscilaciones eléctricas, y modificadas bajo la acción de la voz, sea como frecuencia ó como intensidad, ó actuando en ambos elementos á la vez.

Las ondas electromagnéticas correspondientes, engendran en la antena receptora oscilaciones eléctricas que hacen entrar en acción un detector de ondas, el que hace á su vez funcionar un teléfono.

(1) Conferencia leída por M. F. Fontaine en la sesión del 30 de Abril de 1911. Asociación de Ingenieros electriistas, salidos del Instituto Electrotécnico de Montefiore.
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en que \( m \) es la intensidad del campo, \( l \) la distancia entre polos. La inducción magnética vectorial por

\[
\Phi = 4 \pi m,
\]

siendo \( m \) masa magnética concentrada.

El flujo de fuerza queda representado por \( \Phi = BS \), en que B son las líneas de fuerza por centímetro cuadrado de sección de un imán circular; y S la sección correspondiente, de donde deducimos que

\[
\frac{4 \pi m}{BS} = \Phi, \quad \text{de donde} \quad BS = 4 \pi m \quad \text{y} \quad m = \frac{SB}{4 \pi}.
\]

Substituyendo valores en [1] tendremos:

\[
M = ml = \frac{lSB}{4 \pi}.
\]

Para mayor sencillez al hacer los cálculos, los referiremos á un solo elemento ó punto P del eslabón EE' (fig. 3.a), puesto que las deducciones para este elemento han de ser iguales á las de todos los demás.

Desde este supuesto veamos á qué fuerza F' se encuentra sometido el punto P para otro punto a del polo contrario ó volante V, cuyo magnetismo es \( mr \), en que \( r \) es igual á la superficie del elemento a, y \( m \) el magnetismo por unidad de superficie. Si llamamos \( c \) á las coordenadas del punto P y \( \varphi \) al ángulo que forman estas coordenadas con los vectores aa', según la ley de Coulomb, tendremos que la superficie considerada la atracción \( mr \) sobre el polo unidad, es

\[
F = \frac{mr}{c^2 + z^2} \cos \varphi,
\]

puesto que \( c \) es la distancia del punto ó polo supuesto P á la superficie polar aa' que denominamos z.

Caso de referirnos á toda la corona descrita por el elemento a y llamando A á esta superficie ó lugar geométrico de P, en la cual entran los factores \( 2 \pi \) debido á su figura geométrica, resulta

\[
F = \frac{A}{c^2 + z^2} \cos \varphi.
\]

Si consideramos toda la superficie circular ó número infinito de coronas concéntricas que componen este círculo, tendremos:

\[
F = 2 \pi m (1 - \cos \varphi).
\]

Y si el cos \( \varphi \) se anula,

\[
F = 2 \pi m,
\]

ó sea cuando P esté atraído por V y V'.

La fuerza de atracción de uno de estos volantes es, pues, \( F = 2 \pi m \), y la del otro volante, que podemos llamar fuerza de repulsión magnética teórica, será también \( F = 2 \pi m \). Por consiguiente sumando estas dos fuerzas tendremos la acción total de las dos piezas V y V' sobre el punto P, resultará, pues,

\[
F + F = 2 \pi m \times 2 = 4 \pi m.
\]

Es decir, que llegamos á la consecuencia de que cada punto P de la superficie polar que consideramos, sobre la cual tenemos una unidad de masa magnética, es atraída por otra superficie aa' bajo una fuerza \( F = 2 \pi m \), en la que \( m \) representa la densidad de masa magnética. De
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signamos por U la extensión superficial del anillo que está frente á V ó dentro de su esfera de acción magnética.

El total de unidades de masa magnética de esta superficie polar lo obtendremos sin más que multiplicar m por U, de donde la atracción entre estas dos superficies que consideramos, ó eslabón y volante, será finalmente

\[
F = 2 \pi m^2 U,
\]

expresión que nos da la fuerza de atracción entre estas dos masas.

Para llegar á obtener la fórmula final de aplicación práctica, pongamos la anterior en función de la inducción magnética B ó intensidad del campo del entrehierro, sin dejar de tener presente que la fuerza de tracción ó que la unidad de polo en este caso es igual á \(4 \pi m\) unidades, y la intensidad del campo \(B = 4 \pi m\) líneas de fuerza por centímetro cuadrado de la superficie U. Tendremos, pues, para flujo total

\[
\Phi = \frac{UB}{4 \pi m U}
\]

de donde \(B = 4 \pi m\), y por consiguiente,

\[
m = \frac{B}{4 \pi}
\]

ó también

\[
m^2 = \frac{B^2}{16 \pi^2}.
\]

Substituyendo este valor de \(m^2\) en [5], obtendremos la fórmula general

\[
F = \frac{UB^2}{8 \pi}.
\]

***

Para hacer aplicación al caso presente supongamos que el radio de la sección perpendicular al eje de la varilla de que está hecho el eslabón, tiene un diámetro de 30 mm. La longitud de la superficie de contacto del eslabón con el volante, 60 mm., y su anchura un cuadrante de la circunferencia de dicho diámetro. Por último, la inducción magnética \(B = 1.000\) C. G. S.

Con objeto de simplificar, admitamos una inducción media en todo el campo magnético, y que está uniformemente repartida, á pesar de ser cilíndricas y esféricas las superficies que consideramos; es decir, las suponemos completamente planas.

El eslabón tiene, pues, las superficies laterales inferiores en contacto con los volantes VV' bajo una superficie de contacto de \( \frac{1}{4} \) de circunferencia, como hemos indicado, ó sea \( \frac{2 \pi r}{4} \) ó substituyendo valores,

\[
\frac{2 \pi 15}{4} = \frac{1}{2} \pi 15 = 23,63 \text{ cm}^2.
\]

Pero como los dos lados del eslabón están sometidos al mismo trabajo ó atracción, resulta para superficie total \(A = 2 \times 60 \times 23,63 = 2835,69 \text{ cm}^2\).

Substituyendo valores en [6], ó sea en

\[
F = \frac{UB^2}{8 \pi} = \frac{2835,69 \times 1000^2}{8 \pi} = \frac{2835600000}{8 \pi} = 11252380 \text{ dinas}.
\]

Dividiendo esta cantidad por la equivalencia en kilogramos, ó sea por 981000 dinas, tendremos que la potencia lateral del eslabón es igual á

\[
\frac{1125238}{98100} = 11,470 \text{ kilogramos}.
\]

Este sistema de embrague es de poco consumo de corriente eléctrica. Por término medio, podemos calcularlo entre 1 á 12 por 100 del trabajo que tiene que transmitir el motor.
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que en las grandes máquinas marinas no se emplean lubricantes para no perjudicar á las calderas. Si no se permite el uso de lubricación en los cilindros no se puede recalentar el vapor antes de entrar en la máquina y si se desea que el vapor de escape esté seco ó recalentado antes de ir á la tubería de calefacción, entonces hay que efectuarlo después de salir de la máquina.

Para conseguir este objeto, el vapor de escape puede hacerse pasar por un recalentador situado en la parte atrás de la caldera ó puede hacerse con recalentador independiente, quemando carbón barato ó desperdicios como virutas ó serrín.

Otro sistema es el de recalentar el vapor vivo en la caldera y en el camino á la máquina pa-

sarle por un aparato recalentador, por medio del cual el vapor de escape absorbe el calor sobrante y ese vapor vivo llega á la máquina seco ó muy poco recalentado.

Otro ejemplo interesante de lo que se puede realizar con una reorganización bien estudiada, es el que se ha llevado á cabo en el bien conocido Colegio de Rossall, según el artículo que se publicó en el Electrical Review del 3 de Diciembre de 1909. Al principio los edificios de este Colegio estaban alumbrados por gas, fabricado por ellos mismos, y la calefacción se hacía por medio de ocho calderas independientes ó caloríferos y además se empleaba una caldera Lancashire de 2m 15 de diámetro por 8m 25 de largo para el lavadero y el suministro de agua caliente; pero ocurría que casi nunca podía disponer de una cantidad suficiente de agua caliente y el alumbrado por gas dejaba mucho que desear aun desde el punto de vista de la intensidad lumínica y claro es que era deficiente mirado desde el punto de vista de la higiene.

Se consultó el caso á los conocidos ingenieros Sres. Lacey, Sillar y Leigh, quienes recomendaron un cambio radical, sustituyendo, entre otras mejoras, el alumbrado de gas por el eléctrico. Por lo tanto, se instaló una central eléctrica, provista de una máquina de vapor Bellis del tipo no-compound, empleando vapor á una presión de 5,3 kilos por \( \frac{cm^2}{cm^2} \), suministrado por la caldera Lancashire existente y empleándose el vapor de escape para la calefacción, á una presión de 0,35 kilos por \( \frac{cm^2}{cm^2} \).

Al principio la caldera Lancashire de que se trata suministraba vapor á una máquina que