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La Energía eléctrica (1918-01-25 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
Cálculo de una línea trifásica doble, por Enrique Gallego.—Ferrocarril eléctrico de Madrid a Valencia, por Silvio Rahola.—Necesidad del resurgimiento industrial en España, por Sancho López. Crónica e información: Agua.—Emisiones realizadas en España en 1917 por entidades eléctricas y Compañías de Ferrocarriles.—Central de Palma.—Nueva instalación hidroeléctrica.—Fabricación de calderas.—Admisión de valores a la cotización.—Modificaciones en los motores de submarino.—Admisión de acciones de la Compañía Sevillana de Electricidad.—Emisión de obligaciones de la Compañía Mallorquina de Electricidad.—Material para telégrafos.—Metropolitano Alfonso XIII.—El tranvía de Granada a Atarfe. Talleres Nacionales.—Datos sobre la producción nacional.—Libros y revistas.—Ofertas y demandas.

Cálculo de una línea trifásica doble

Habiendo tenido necesidad de calcular una línea de transporte de corriente alterna, y creyendo será de utilidad para algunos de nuestros lectores conocer los métodos de cálculo de aplicación más breve y exacta, insertamos a continuación nuestro caso práctico, en el que si bien no hay una gran novedad, puede valer, al menos, como un ejemplo meditado y procedente de un caso real.

Se trataba de duplicar la capacidad de transporte de una línea trifásica que transmitía 500 HP a 38 kilómetros de distancia.—Como únicos datos se nos daba: la tensión, 20.000 voltios, y el número mínimo de caballos que llegaban al final de la línea, 450 HP.

Lo primero que fué necesario conocer es el diámetro de los hilos del sistema en servicio, ya que la solución más rápida y económica que se nos ocurrió, consistía en aprovechar la línea actual con los mismos hilos y postes, proyectando otro sistema idéntico, que, con el antiguo, constituyese un sistema simétrico doble trifásico con la disposición de la figura 1.

Fig. 1.a
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Aparatos de contacto y de señales eléctricas.
Aparatos de medición para ensayos de aislamiento y capacidad de redes para distribución.
Aparatos eléctricos para medidas de temperatura.
Aparatos de medida eléctrica, magnética y óptica, y sus accesorios para laboratorio y gabinete de ensayo.
Electrodonamómetros.

Telegrafía y telefonía.
Aparatos de telegrafía de cuadrante, signos e impresores.
Timbres y accesorios para estaciones telegráficas.
Aparatos telefónicos fijos o portátiles, con sus accesorios para las estaciones.
Aparatos para telegrafía sin hilos.

Electroóptica.
Proyectores eléctricos y sus accesorios.
Lámparas para los mismos, automáticas, a mano o mixtas.
Trenes completos de alumbrado en campaña.

Cables eléctricos.
Cables submarinos.

Material eléctrico complementario y para instalaciones de alumbrado eléctrico.
Interruptores de menos de 10 amperios.
Conmutadores de menos de 10 amperios.
Cortacircuitos de menos de 10 amperios
Cortacircuitos de tapón fusible.
Portálamparas.
Portatulipas y portapantallas.
Tubos aislantes para protección de las canalizaciones eléctricas en el interior de los edificios, con o sin capa exterior de metal, y sus accesorios.
Lámparas de arco voltaico.

Maquinaria y aparatos para centrales y líneas.
Máquinas dinamoeléctricas de corriente continua, alterna, monofásica, bifásica y trifásica, de más de 2.000 caballos de fuerza absorbidos en régimen normal.
Máquinas dinamoeléctricas volantes de corriente continua, alterna monofásica, bifásica y trifásica, de velocidad reducida, con arreglo a la siguiente tabla:
De 500 a 700 caballos de fuerza absorbida en régimen normal y menos de 100 revoluciones por minuto.
De 751 a 1.000 caballos de fuerza absorbida en régimen normal y menos de 120 revoluciones por minuto.
De 1.001 a 1.500 caballos de fuerza absorbida en régimen normal y menos de 200 revoluciones por minuto.
Electromotores de corriente continua, alterna, monofásica, bifásica o trifásica de más de 2.000 caballos de fuerza en régimen normal.
Transformadores de corriente alterna, monofásica, bifásica o trifásica de más de 1.000 kilovatios de potencia en régimen normal o tensión de trabajo superior a 35.000 voltios.
Electromotores para tracción eléctrica, ferrocarriles o tranvías) de más de 60 caballos de potencia en régimen normal y sus aparatos accesorios.
NOTA.—Las potencias en régimen normal para dinamos, electromotores y transformadores, se entienden con arreglo a las prescripciones del Reglamento alemán de ingenieros electricistas.
Aparatos de interrupción o seguridad de baja o media tensión (hasta 750 voltios) para centrales y líneas de más de 3.000 amperios de intensidad de servicio (interruptores, conmutadores o cortacircuitos.
Aparatos de interrupción o seguridad para alta tensión, de más de 35.000 voltios de tensión de servicio (interruptores, conmutadores, cortacircuitos, pararrayos y descargadores).

Alumbrado por gas.
Aparatos y accesorios para el alumbrado por gas en los coches de ferrocarriles.
La Energía eléctrica (1918-01-25 00:00:00), página 2

I.—Sistema sencillo trifásico en estrella

Teníamos los datos siguientes:

\[
\begin{cases}
V_1 = \text{(tensión compuesta a la salida)} = 20,000 \text{ voltios;} \\
l = \text{longitud de la línea} = 38 \text{ kilómetros;} \\
P = \text{pérdida admitida en el voltaje} = 10 \%_p, p = 0,10; \\
f = \text{frecuencia de la corriente} = 50; \\
\varphi = \text{ángulo de fasaje de la intensidad respecto a la tensión} = 36^{\circ} 52' 11'', \cos \varphi = 0,8; \\
D = \text{distancia entre hilos} = 70 \text{ centímetros.}
\end{cases}
\]

Siendo la pérdida admitida de un 10 por 100, la tensión compuesta a la llegada será

\[
V_2 = V_1 (1 - p) = 20000 \times 0,9 = 18000 \text{ voltios;}
\]

y la potencia recibida será de la forma

\[
P_2 = \sqrt{3} V_2 I \cos \varphi = 1,732 \times 18000 \times I \times 0,8.
\]

Como, por otra parte, la potencia recibida no ha de bajar de 450 HP = 450 × 736 = = 331200 vatios, podremos despejar el valor de la intensidad de la igualdad

\[
331200 = 1,732 \times 18000 \times I \times 0,8, \quad I = \frac{331200}{1,732 \times 18000 \times 0,8} = 13,3 \text{ amperios.}
\]

Conocida ya la intensidad de la línea, podremos obtener el valor del coeficiente \( A = \frac{I l}{V_1} \), que nos servirá para obtener en seguida el diámetro de los hilos, gracias a los cuadros obtenidos por el Sr. Caro en su tomo segundo de «Lecciones de Electrotecnia».

En la fórmula anterior, \( V_1 \) es la tensión simple, o por fase a la salida, relacionada con la compuesta por la fórmula

\[
v_1 = \frac{V_1}{\sqrt{3}} = \frac{20000}{1,732} = 11561 \text{ voltios},
\]

y

\[
A = \frac{I l}{v_1} = \frac{13,3 \times 38}{11561} = 0,0437;
\]

la tabla de la página 29 nos da, para \( p = 0,10 \) y \( \cos = 0,8 \), un valor del diámetro \( d = 4 \) milímetros, que corresponde una sección de 12,5 milímetros cuadrados y una densidad de corriente

\[
\tilde{s} = \frac{13,3}{12,5} = 1,06 \text{ amperios por milímetro cuadrado, muy aceptable.}
\]

Podría también haberse obtenido el diámetro empleando el nomograma para el cálculo de líneas eléctricas de alta tensión construido por el ingeniero militar Sr. Alcayde, cuya descripción apareció en el número de esta Revista correspondiente al 25 de Abril de 191.

Bastaría para ello determinar la pérdida de tensión por kilómetro y amperio dada por la fórmula

\[
K = \frac{p v^2 \cos \varphi}{l \times \frac{1}{2} P} = \frac{0,10 \times 20000^2 \times 0,8}{38 \times \frac{1}{2} \times 500 \times 736} = 4,6 \text{ voltio} \times \text{kilómetro} \times \text{amperio}.
\]

y después de efectuar los tanteos admitimos una sección de 12 milímetros cuadrados (\( d = 4 \) milímetros), que tiene una pérdida de 3,2 voltios menor que la de 4,6 deducida.

II.—Sistema trifásico doble simétrico

Elegimos la disposición indicada en la figura 1.ª (empleada, entre otras empresas, por la «Energía eléctrica de Cataluña», en sus líneas a 80.000 voltios), y estudiaremos las ca-
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se obtiene más sencillamente:

\[
I = \frac{v_1}{l} A = 304 \times 0,0741 = 22,6 \text{ amperios},
\]

que difiere poco del obtenido directamente.

La tensión simple (por fase) a la llegada será:

\[
v_2 = v_1 (1 - p) = 11560 \times 0,9 = 10404 \text{ voltios},
\]

y la compuesta

\[
V_2 = v_2 \sqrt{3} = 18020 \text{ voltios},
\]

siendo, por tanto, la potencia recibida

\[
P_2 = \sqrt{3} V_2 I \cos \Sigma = \sqrt{3} \times 18020 \times 23,1 \times 0,967 = 697174 \text{ vatios} = 947 \text{ HP}.
\]

Perdiéndose 1.980 voltios con 23,1 amperios, la pérdida en vatios será

\[
1980 \times 23,1 = 45738 \text{ vatios},
\]

y el rendimiento del transporte proyectado

\[
\frac{697174}{697174 + 45738} = 0.93.
\]

ENRIQUE GALLEGOS,
ingeniero

Valencia, Enero 1918.

***

Ferrocarril eléctrico de Madrid a Valencia (1)
(Extracto del proyecto del Sr. Bellido)

Para la construcción del ferrocarril de Madrid a Valencia se han presentado dos proyectos: uno de ellos, pasando por Utiel, con tracción por vapor; otro, pasando por Chelva, con tracción eléctrica. De este segundo es el que vamos a dar algunos datos, sin entrar en pormenores que pudieran presentarnos como partidarios de uno u otro sistema.

La distancia actual de Madrid a Valencia, pasando por Almansa, es de 490 kilómetros. Con el ferrocarril eléctrico, proyectado por el distinguido ingeniero Sr. Bellido, queda reducida a 336 kilómetros, diferencia notable que permitirá disminuir en gran manera el tiempo invertido actualmente por los trenes para circular entre una y otra capital. No somos nosotros de los que consideramos que los trenes, al circular por esta línea, han de poder efectuar una velocidad de 100 kilómetros por hora, y por consiguiente que en menos de cuatro horas han de recorrer la distancia total; pero sí podemos decir que un tren rápido, a la velocidad comercial de 50 kilómetros por hora, podrá trasladarse de Madrid a Valencia en unas siete horas, y, entre Valencia y Madrid, a la velocidad de 45 kilómetros, lo efectuará en unas ocho horas. Actualmente, pasando por Almansa, los trenes rápidos invierten diez horas y media.

La estación de Madrid se emplaza en los altos del Hipódromo, quedando la aguja de salida junto a la carretera de Chamartín. A los 1.397 metros se encuentra la calle de Arturo Soria, que se cruza con un puente superior; dos túneles, uno de 157,10 metros y otro de 212,60 metros, permiten llegar sin gran rodeo a la carretera de Canillas. Las estaciones de la línea son: Madrid, San Fernando, Loeches, Pozuelo del Rey, Villar del Olmo, Mon-

(1) De la revista Ibérica.
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dejar, Almoguera, Albalate de Zorita, Jabalera, Portalrubio, Peraleja, La Ventosa, Fuentesclaras, Cuenca, Mohorte, Cañada del Hoyo, Pajaroncillo, San Martín de Boniches, Henarejos, Soto, Talayuelas, Sinarcas, Túajar, Chelva, Domeño, Losa del Obispo, Casinos, Liria, Pla del Pou y Valencia, situándose esta última a la salida del Puente del Real.

La rasante de la línea, según puede verse en la figura adjunta, está formada de pendientes y horizontales entre Madrid y el Río Jarama, trayecto que, aparte los dos túneles indicados, exige pocas obras importantes. El río Jarama se atraviesa con un puente metálico de 52,80 metros de luz y tres tramos de hormigón armado de 15 metros de luz. La línea, al salir de este puente y hasta más allá de la estación de Pozuelo del Rey, ofrece

una rampa muy pronunciada (29 por 1.000) entre la carretera de Ajalvir a Estremera y el camino de Camporreal, o sea en una longitud de 5.050,14 metros; una corta pendiente se halla proyectada para el cruce del Arroyo de Velilla. El trayecto más elevado entre las cuencas del Jarama y Tajuña se encuentra junto a la carretera de Nuevo Baztán (832 metros sobre el nivel del mar), existiendo en dicho trayecto seis túneles y dos puentes, uno de éstos con cinco arcos de 12 metros de luz, antes de llegar a la estación del Olmo.

En el río Tajuña se proyecta un tramo metálico de 15 metros de luz; junto a él, se cruza el ferrocarril de Orusco a Cifuentes, y la rasante de la línea forma una rampa hasta más allá de la estación de Mondéjar; para tomar luego la pendiente hasta el río Tajo. En esta divisoria existen ocho túneles y varios puentes para cruzar los barrancos y arroyos, debiendo citarse como importante el cruce del Almoguera, con un viaducto de cinco tramos metálicos de 30 metros de luz.

Para el cruce del río Tajo, se proyecta un puente formado con un tramo de 54,40 metros y un arco de fábrica de 12 metros de luz, y en la divisoria de los ríos Tajo y Mayor se han de construir una serie de túneles bastante importantes. El de la salida de la estación de Zorita es de 1.840 metros, teniendo la vía una rampa de 19,41 por 1.000. No es menos im-
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portante la rampa proyectada a la salida del río Tajo, que en una longitud de 4.575,50 metros, tiene una inclinación de 28,19 por 1.000.

Entre los ríos Mayor y Júcar se presentan muy pocos obstáculos para el trazado, siguiendo la línea con el perfil en buenas condiciones hasta más allá de la estación de Mohorte, en que da principio la rampa, para cruzar, con varios túneles, los montes de los Palancares. El túnel más importante tiene 2.215,20 metros de largo.

Estos montes separan las cuencas de los ríos Júcar y Guadazaón, existiendo en el trayecto el río Maranchón (puente de 15 metros). Después de pasar el Guadazaón, se encuentra una rampa que permite llegar a la encaña del Cabriel. A uno y otro lado de este río es donde existen las obras más importantes, constituyendo, con el túnel de los Palancares, la parte más dificultosa de la línea, considerada desde el punto de vista económico. El mismo Cabriel, a pesar de ser río poco importante, precisa un tramo metálico de 30 metros y tres arcos de 12 metros de luz.

Desde el apeadero de San Martín de Boniches hasta Valencia, presenta el perfil muy pocas rampas: predominan las pendientes para descender de la altura de 1.238 metros a que se encuentra aquel apeadero. Como obras importantes de este trayecto indicaremos el río de los Ojos de Moya (cuatro tramos de 40 metros), barranco del Fraile (seis arcos de 20 metros y dos de 12 metros), río Turia (siete tramos metálicos de 55,40 metros y tres arcos de fábrica de 40 metros), río Tuéjar (tres tramos metálicos de 30 metros y siete arcos de fábrica de 16 metros), barranco de Cajante (tres arcos de 16 metros), barranco de la Fuente seca (un arco de 20 metros y dos de 12 metros), rambla de Albotas (viaducto con cuatro tramos de 38 metros y un arco de 16 metros), barranco de La Salada (tres tramos de 40 metros y seis arcos de 20 metros).

En los planos que presentamos se puede observar que la línea sigue las direcciones de Madrid a Cuenca, de Cuenca a Chelva y de Chelva a Valencia, con ligeras variaciones, necesarias para que las rasantes resulten poco pronunciadas y puedan cruzarse las diferentes cuencas de los ríos.

Mucho se ha fantaseado en cuanto se refiere al precio de coste de la construcción; pero si hemos de atenernos al presupuesto formulado, que es de 153 millones de pesetas, inclu-
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yendo todos los gastos, podemos observar que corresponden a 446.428 pesetas para cada uno de los 336 kilómetros.

En nuestros ferrocarriles de vía ancha, los gastos de primer establecimiento importan:

    Pesetas.

    A cargo de las Compañías
    2.720.849.641

    A cargo del Estado
    355.617.718

    De corporaciones y particulares
    70.072.293

    SUMA
    3.146.539.652

correspondiendo 276.390 pesetas para cada uno de los kilómetros en explotación.

En estas cantidades entran ferrocarriles que, como el de Mollet a Caldas, tienen asignadas 104.303 pesetas por kilómetro; el de Alcantarilla a Lorca, 108.605 pesetas, etc.; es decir, un valor muy reducido. Si nosotros nos fijamos en los que tienen mayor valor, vemos que las líneas de Madrid a Irún, Venta de Baños a Santander y Quintanilla a Barruelo, figuran con 500.575 pesetas; Salamanca a la frontera portuguesa, con 485.691 pesetas; Bilbao a Portugalete, con 747.483 pesetas; Triano a Ría Bilbao y Ortuella a San Julián, con 502.816 pesetas: todos ellos y otros que podríamos señalar, con cantidades superiores a las consignadas en el presupuesto del ferrocarril eléctrico de Madrid-Valencia. Y si a las diferentes Compañías nos atenemos, vemos que el capital del Norte es de 329.240 pesetas por kilómetro; el de M. Z. A., es de 298.647; el de M. C. P. es de 254.571, y el del Sur de España es de 286.222, cantidades que no dejan de ser importantes.

Ignoramos el sitio en que se tomará la fuerza hidráulica para la producción de la energía eléctrica; pero dado el gran número de saltos de agua que pueden establecerse en la región cruzada por la vía, saltos que hoy están improductivos, fácil ha de ser el conseguir establecer la línea aérea con la corriente necesaria para la circulación de un gran número de trenes.

Si bien el precio del kilómetro de línea resulta 117.188 pesetas, más caro que el asignado para las líneas del Norte, debemos tener en cuenta que la fuerza para el arrastre de los trenes eléctricos tiene un precio muy inferior a la que se emplea utilizando las locomotoras de vapor, especialmente si aquélla se obtiene con fuerza hidráulica utilizando saltos de agua de fácil construcción. Conocida la diferencia de gasto que existe entre la tracción por uno y por otro sistema, y el interés y amortización del capital invertido en más para la construcción según el sistema eléctrico, puede fácilmente determinarse el número de toneladas kilométricas que han de transportarse o el número de kilómetros que han de recorrerse, para saber cuál es el sistema más conveniente.

Nos hemos limitado en estas líneas a exponer el trazado del ferrocarril eléctrico, para conocimiento de muchos de nuestros lectores a quienes interesa su construcción; pero no entramos en comparaciones con el trazado del otro proyecto que, pasando por Utiel, fun-
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cionaria con tracción por vapor, ni exponemos mayores datos que, según indicamos al principio, podrían presentarnos como partidarios de uno u otro sistema (1).

SILVIO RAHOLA,
ingeniero.

Madrid, Noviembre 1917.

NECESIDAD DEL RESURGIMIENTO INDUSTRIAL EN ESPAÑA

(CONTINUACIÓN)

Carbón.—Las reservas de combustible mineral que el mundo encierra pueden evaluarse, según los datos aportados en el Congreso de Geología del Canadá, celebrado en el año 1913, en 7.397.553 millones de toneladas métricas, que pueden distribuirse en la forma siguiente (2):

    Estados del Norte de América
    Canadá
    China
    Alemania
    Inglatera
    Siberia
    Australia
    Otros países

    16,40
    13,50
    5,70
    2,60
    2,30
    2,20
    5,50

    51,80 por 100

Entre ellos figura España por 5.500 millones de toneladas, que equivalen a 0,07 por 100, de la reserva mundial.

El consumo total de carbón, expresado en millones de toneladas, puede evaluarse como sigue:

    Año
    Millones de toneladas

    1903
    800

    1908
    1.000

    1913
    1.250

y la producción en los principales países productores viene dada en el cuadro siguiente:

    Estados Unidos
    Inglatera
    Alemania

    Años 1900 a 1904
    288,2
    226,8
    112,5

    1905 a 1909
    400,5
    256
    139,8

    1910 a 1914
    519,2
    269
    168,3

(1) Tampoco prejuzga esta exposición el otro aspecto del problema, sobre si el directo de Madrid a Valencia se ha de buscar en la misma línea actual mejorada para facilitar el tráfico y dando mayor velocidad a los trenes, pues sabido es que en todo trayecto hay que tener en cuenta no sólo su longitud horizontal, sino también sus alturas, para deducir la longitud virtual, esto es, la que corresponde a la mínima fatiga en un trayecto horizontal y recto.

(2) The Iron and Coal trades Review de 15 de Septiembre de 1916.
La Energía eléctrica (1917-12-25 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
Combinación económica de las centrales de vapor y las hidroeléctricas, por Manuel Gallego.—Notas relativas a las líneas de tranvías eléctricos, por Miguel Ancil.—Notas bibliográficas, por S. L. L.—Crónica e información: Aguas.—Compañía Navarra de abonos químicos.—El tranvía eléctrico de Oviedo.—Asamblea Nacional de Ferrocarriles.—Tranvía de Sada a Betanzos.—Construcciones eléctricas y mecánicas, Ortueta y Landaburu. Admisión de valores a la contratación oficial.—Emisión de la Sociedad Crédito y Docks de Barcelona.—Nueva protección de los flexibles conductores de electricidad.—La navegación aérea.—Ofertas y demandas.

Combinación económica de las centrales de vapor y las hidroeléctricas (1)

En una memoria remitida al American Institute of Electrical Engineers y publicada en el Boletín de esta institución, correspondiente al mes de Junio de 1917, M. Clair Putnam hace observar, con gran razón, que hoy día es de interés primordial considerar todos los progresos posibles en los métodos de explotación de las centrales conducentes a aumentar su rendimiento.

El éxito depende también en gran parte de la prontitud con que se tenga noticia exacta de los cambios y mejoras introducidos en la industria que afecten a la economía de la empresa, pues se hace preciso conocerlas a tiempo y saber adaptarlas a los medios disponibles.

El autor de la memoria citada nombra como ejemplos: los perfeccionamientos de las turbinas de vapor, el aumento de potencia de las calderas, el de las centrales eléctricas, la mayor presión que hoy se alcanza para el vapor, el crecimiento del grado práctico de vacío, las mejoras introducidas en el recalentamiento y las de los cargadores automáticos, perfeccionamientos todos que han aumentado de 30 a 40 por 100, en el transcurso de diez a quince años, el rendimiento global de las centrales modernas.

Mucho se ha progresado también en la construcción de las turbinas hidráulicas, a las que en pocos años se las ha dotado de considerables perfeccionamientos; no solamente se ha podido aumentar la potencia unitaria de estas máquinas, sino que se ha conseguido alcanzar con ellas un rendimiento mayor del 80 a 90 por 100 de la potencia hidráulica disponible.

Sin embargo, los beneficios debidos a estos aumentos de rendimiento realmente juegan

(1) Extractada en L'Industrie Electrique del 27 de Octubre de 1917.