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tro forma el polo negativo de la red continua, mientras que el cátodo del rectificador forma el polo positivo.

Admitimos que durante el semiperíodo positivo la corriente está dirigida en el sentido a, y durante el semiperíodo negativo en el sentido b, a través del arrollamiento secundario del transformador. Es fácil ver que los dos sentidos, referidos al circuito continuo, son de polaridad positiva, debido a que el punto neutro del transformador es el polo negativo de la red de corriente continua. En los dos casos, las corrientes inducidas parten de este punto neutro, salen del transformador y vuelven a él por el circuito continuo.

La semionda positiva pasa por el ánodo A, mientras que la semionda negativa pasa por el ánodo B. En los dos casos, el sentido de la corriente es positivo con relación a los ánodos respectivos. De aquí resulta que la onda negativa de la corriente alterna no queda ya interceptada, sino invertida. Las dos mitades del arrollamiento secundario del transformador son, pues, atravesadas sucesivamente por una corriente durante un semiperíodo.

Fig. 4.a

Por el contrario, en el arrollamiento primario pasa una corriente puramente alterna, puesto que la corriente de este arrollamiento es la que da origen a la corriente en las dos mitades del arrollamiento secundario. La curva de corriente continua resultante, que todavía es muy ondulada, está representada en la figura 4.a.

Existe una cierta relación entre los circuitos, la corriente y las tensiones de los circuitos de alterna (i) y continua, demostrándose que, intercalando una bobina de self en el circuito continuo, se llega a disminuir muy sensiblemente el coeficiente de ondulación de la corriente rectificada.

Se llama coeficiente de ondulación de la corriente rectificada el coeficiente \( F = \frac{i_{w\ max}}{I_g} \), que da la relación de la amplitud de la corriente alterna al valor medio \( I_g \) de la corriente continua (fig. 5.a).

M. A. Odermatt.
Ingeniero de la Sté. An. Brown Boveri & Cie, Baden (Suiza).

(Continuará.)

(i) El valor eficaz de la corriente de ánodo es igual a 0,707 \( I_g \); siendo \( I_g \) el valor eficaz de la corriente continua fuertemente ondulatoria.
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pidez, a cuyo fin será indispensable que cada uno de los cortacircuitos, interruptores, aparatos, etc., lleven la inscripción, número o signo convencional que indique claramente el servicio a que cada uno está destinado. Los interruptores y cortacircuitos estarán siempre conectados sobre polos vivos de corriente, y en ningún caso se permitirá conectarlos tan sólo sobre el neutro.

Art. 115. Los cortacircuitos serán diferenciales, y los destinados a proteger el alumbrado, de una capacidad máxima de 15 amperios.

Art. 116. Los aparatos de alumbrado o de otros usos, de consumo superior a 15 amperios, llevarán cada uno una instalación independiente de la del alumbrado general.

Art. 117. En la parte de alumbrado constituida por varales, linternas de proyección u otros aparatos portátiles, los conductores, desde ellos a las tomas de corriente, deberán reunir las condiciones de aislamiento y protección mecánica asignadas a los portátiles destinados a locales húmedos, según previene el art. 74 de este Reglamento.

Art. 118. Las resistencias o reguladores para los efectos de luz de los escenarios, sean líquidas o metálicas, estarán montadas con todas las precauciones necesarias, accesibles en todas sus partes, fáciles de reparar rápidamente y sin peligro alguno, y convenientemente aisladas de tierra, con especial mención de las líquidas. Las secciones de los conductores para estas instalaciones serán las que se indican, para instalaciones empotradas, en el art. 68, apartado H, del presente Reglamento.

Madrid, 31 de marzo de 1925.

PROGRESOS EN LA CONSTRUCCIÓN DE TURBINAS HIDRÁULICAS DESDE LA GUERRA MUNDIAL

(CONTINUACIÓN)

La casa Voith hace años que se está ocupando del desarrollo de las ruedas con aletas, y posee una copiosa información sobre sus propiedades. En ruedas modelo con aletas fijas se alcanzaron, en procesos de prueba científicamente libres de toda objeción, rendimientos de más de 88 por 100. Las curvas de rendimiento bajaron indudablemente al menguar la carga, tanto más rápidamente cuanto mayor era la velocidad específica de las ruedas. Además se ha demostrado que las experiencias en las ruedas Hélices con aletas fijas pueden también transferirse a las turbinas Kaplan, cuya circunstancia condujo a una esencial mejora en los grados de rendimiento.

Los americanos se remiten asiduamente a los grados de rendimiento que en América se alcanzaron con ruedas Hélices, y conceptúan de atrasada la construcción de turbinas en Europa.

Este criterio es al menos parcial. Prescindiendo enteramente de que los ingenieros europeos disponen de construcciones de ruedas Hélices, cuyo rendimiento, como ya queda dicho, en nada es inferior al americano, en el dictamen de los informes emitidos

Fig. 37.—Compuerta de toma de la central Alzwerk Burghausen, compuerta de fondo y compuerta giratoria automática para descarga
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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
La locomotora de vapor y la locomotora eléctrica, por E. Vidal (Carreras-Presas, ingeniero).—El rectificador de vapor de mercurio en las redes de tranvías (continuación), por M. A. Odermatt.—Progresos en la construcción de turbinas hidráulicas desde la guerra mundial (conclusión), por J. M. Voith.—Notas bibliográficas.—Crónica e información: Aguas.—Concurso para industrias electromineras y metalúrgicas.—La línea del Metro Sol-Quevedo.—Memorias de Sociedades: Hidroeléctricas del Genil (S. A.)—Gas Madrid (S. A). Ofertas y demandas.—Sección financiera.

La locomotora de vapor y la locomotora eléctrica

Es frecuente leer, sobre todo en artículos periodísticos que pretenden la vulgarización científica, que el fin de la locomotora de vapor se acerca, y que en breve será sustituida completamente por la locomotora eléctrica.

Para dejar en su lugar este concepto, y no considerando nuestra opinión personal con autoridad suficiente para tener valor por sí sola en asunto de tanta trascendencia, nos referiremos a la Asamblea de Ingenieros especializados en ferrocarriles que recientemente tuvo lugar en Nueva York, con objeto de discutir los méritos relativos de las locomotoras de vapor y de las eléctricas, así como las ventajas de la electrificación.

La defensa de las locomotoras eléctricas fué hecha por Mr. Armstrong, de la General Electric Co., y por Mr. Shepard, de la Westinghouse Co. Expondremos el resumen de sus alegatos, sin que esto quiera decir que estemos completamente de acuerdo con todas sus afirmaciones:

Mr. Armstrong argumenta en favor de la locomotora eléctrica las catorce siguientes ventajas:

1.ª No existe límite para la potencia y la velocidad de las locomotoras eléctricas, y sólo necesitan un hombre para conducirlas.
2.ª No es necesario preocuparse de las rampas, a causa de la gran potencia de que se dispone.
3.ª Permiten bajar fácilmente las pendientes, recuperando energía en lugar de gastarla inútilmente con los frenos.
4.ª Su entretenimiento es mucho más económico.
5.ª Producen una economía de carbón que puede estimarse en un 66 por 100.
6.ª Por el aprovechamiento de la fuerza hidráulica se hacen independientes de las cuencas carboníferas.
7.ª Reducen los gastos de explotación al poder aumentarse la velocidad y la carga de los trenes.
8.ª La propiedad inmueble en la proximidad de las estaciones aumenta mucho de valor.
9.ª El servicio es mucho más exacto y seguro.
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la abertura de las canales del distribuidor se limita, según el caudal existente, cada vez por un flotador distancial Voith actuando sobre el regulador.

En consideración a la muy variable afluencia del agua se adoptó la construcción de las aletas de forma que el rendimiento más favorable de 86,5 por 100 esté entre 1/2 y 3/4 de carga (fig. 42). A plena carga con 106,5 PS es, aproximadamente, de 83,5 por 100. A media carga excede todavía de 85 por 100, y a 1/4 de carga no baja del relativamente ciento valor de 78,5 por 100. La curva de rendimientos para este tipo de rueda tiene que designarse como realmente muy favorable, y denota que a la turbina Kaplan le corresponde un puesto digno de atención en la construcción de turbinas, en primer lugar por consideraciones hidráulicas, a pesar de su elevado coste, si su empleo se limita a circunstancias apropiadas.

Hemos construido en turbinas Kaplan una de 320 PS para una hilatura en Baden, y dos de 3,300 PS cada una para la central Cratwein, de la Leykan-Josefstaler Aktiengesellschaft, industria de papel e imprenta, Viena, la cual ha recibido ya de Voith 18 turbinas Francis, además una de unos 1,000 PS para la central eléctrica Untertuerkheim, del Municipio de Stuttgart, y dos más de 1,200 y 520 PS, respectivamente, para el Departamento de Construcciones hidráuli-

Fig. 41.—Turbina Kaplan, para la central Auerhammer, juntamente con regulador doble y rueda motriz Hélice con eje

Fig. 42.—Gráfico de rendimiento y potencia de la turbina Kaplan Auerhammer, según pruebas en Hermaringen

cas de Klosterbuch. Turbinas con aletas fijas ha construido ya Voith diversas para menores potencias, y hasta ahora la mayor para la primera reforma de la gran central del Danubio, Steinbach-Kachlet, de la S. A. Rhin-Main-Danubio. Esta última tiene en la rueda motriz un diámetro de 4,6 m., y se ha construido para un salto máximo de 9,2 metros y una potencia de 9,320 PS con 75 revoluciones por minuto. Para el Sur de España se construyen actualmente dos turbinas Hélice de 300 y 620 PS.

Por último, los dos gráficos figuras 43 y 44 indican comparativamente los rendimientos de diferentes tipos de turbinas y para distintas velocidades específicas, el uno con relación a los caudales y el otro en relación a las potencias

Por dichos gráficos se ve la superioridad

Fig. 43.—Gráfico comparativo de curvas de rendimiento con relación a los caudales (caudal en por 100)
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de la turbina Kaplan, aun sobre turbinas Francis de marcha lenta; además, el radio de empleo económicamente de las turbinas Hélice. Para el mejor aprovechamiento de caudales variables habría que distribuirlos entre turbinas Hélice de diferentes tamaños, de modo que siempre la menor aproveche un 65 hasta un 70 por 100 del caudal de la mayor, y correspondientemente en la misma proporción las aguas estiales. En el aprovechamiento de caudales relativamente muy elevados con relación a aguas estiales, como en España en los ríos Ebro, Duero, Guadalquivir, Tajo, Júcar, etc., se recomendará instalar turbinas Hélice o Kaplan con aletas fijas en las ruedas motrices para los grandes caudales, y una o dos Kaplan con aletas giratorias para los menores y estiales, obteniéndose así siempre los mejores rendimientos. Normalmente se ajustarán las turbinas con aletas fijas a cierta carga de base, mientras que la o las con aletas giratorias toman principalmente la regulación de las variaciones de potencias limitadas. Ciertos dispositivos introducidos en los reguladores Voith permiten una perfecta acomodación a todas las necesidades o posibilidades del servicio.

Es de advertir que las turbinas Hélice y Kaplan precisan tubos de aspiración de largo desarrollo para poder recuperar en ellos la gran pérdida de la salida de las ruedas motrices y, como consecuencia, masas volantes relativamente grandes para su regulación automática, lo cual ha de tenerse bien en cuenta para la instalación de esta clase de turbinas.

J. M. VOITH

Fig. 44.—Gráfico comparativo de curvas de rendimiento con relación a las potencias, (potencia en por-100)

NOTAS BIBLIOGRAFICAS

Aprovechamiento de las energías naturales (estudio descriptivo y razonado de los modernos métodos que la técnica y la economía aconsejan para el aprovechamiento más perfecto posible de las fuentes naturales de energía), por D. Juan Gelpi Blanco, licenciado en Ciencias, ingeniero industrial y profesor de la Escuela Especial de Barcelona.—Un tomo en 4.º de 280 páginas, con más de 100 figuras. Precio: 20 pesetas en rústica y 24 en tela.—Unión Librera de Editores (S. A.). Librería Subirana, Puertaferrisa, 14. Barcelona.

Esta obra, que acaba de salir a la luz pública, responde a una necesidad sentida desde hace mucho tiempo: la de orientar a las autoridades, a los técnicos y a los industriales en el importante problema de la producción y distribución económica de la energía.

Para aquilatar su valía basta considerar que fué premiada en el concurso establecido por el excelentísimo señor duque de Berwick y de Alba, destinado a fomentar la publicación de obras científicas de reconocido mérito, mientras no versen sobre inventos de medios de destrucción. Este premio fué adjudicado, después de haber sido detenidamente examinada la obra por los competentes ingenieros que formaban el tribunal calificador, nombrado por la Real Academia de Ciencias de Madrid, ponente del citado concurso.
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Para n fases la duración del gasto de cada ánodo es, por consecuencia, la enésima parte del período. En los puntos de intersección de las curvas de tensión el arco salta bruscamente de un ánodo a otro, mientras que permanece constante en el cátodo. Se puede decir, en cierto modo, que el arco describe un cono invertido, cuyo vértice se introduce en la mancha incandescente del cátodo, estando formada la base del cono por los diferentes ánodos. El arco da la vuelta a los ánodos durante el espacio de un período; el número de vueltas que efectúa por segundo es igual a la frecuencia de la corriente alterna de alimentación. Se puede, pues, comparar el rectificador a un colector fijo, que estaría representado por los ánodos, y a una escobilla, girando al sincronismo con la corriente y figurada por el arco eléctrico. Los ánodos y el arco constituyen, por tanto, una disposición de conmutación, no permitiendo el paso más que en los vértices de las curvas de las diferentes corrientes de fase, que forman juntas una corriente continua ligeramente ondulada.

El valor de la corriente eficaz de ánodo es teóricamente \( \frac{I_s}{\sqrt{6}} \); pero en virtud de la reactancia del circuito de utilización se obtiene experimentalmente para el rectificador exafásico \( \frac{I_s}{2.8} \) a \( 3.2 \).

El transformador es, por este hecho mejor utilizado, y el coeficiente de ondulación de la corriente rectificada menos elevado. Es preciso igualmente tener en cuenta en el cálculo del transformador las pérdidas en el arco, es decir, el rendimiento del rectificador. En la práctica se calcula el transformador completo de alimentación para una potencia aparente de 1,6 veces la potencia del lado continuo expresado en kilovatios.

Fig. 6.a - Acoplamientos de rectificadores de uno, dos, tres, seis y doce ánodos, con las curvas de corriente rectificadas.
La Energía eléctrica (1925-10-25 00:00:00), página 9

La tensión de fase \( E_a \) viene dada por la ecuación \( E_a = \frac{E_{gm}}{1,35} \). Teniendo en cuenta la caída de tensión, \( e \), en el arco, se deduce \( E_a = \frac{E_{gm} + e}{1,35 \cdot c} \); para varios rectificadores alimentados por un solo transformador se tendría, por el contrario,

\[
E_a = \frac{E_{gm} + e + e_s \cdot c_t}{1,35 \cdot c}
\]

En esta última fórmula \( e_s \) representa la tensión en las bornas de las bobinas de self de ánodo, que se utilizan para poner en paralelo varios rectificadores conectados sobre el secundario de un mismo transformador; \( c \) y \( c_t \) son factores de corrección que dependen de la curva de la corriente primaria y del acoplamiento adoptado. La figura 7.a representa el esquema de conexiones de una instalación de convertidores.

Se demuestra matemáticamente que la intercalación de una bobina de autoinducción en el circuito de utilización produce una disminución del coeficiente de ondulación de la corriente rectificada. Pero como la corriente continua producida por un rectificador exafásico no es más que muy ligeramente ondulatoria, no es necesario tratar de aminorar la ondulación.

Por el contrario, el empleo de una bobina de self apropiada puede utilizarse desde otro punto de vista, si se intercala según se indica en la figura 8.a. El arrollamiento secundario del transformador de alimentación puede ser separado en dos sistemas independientes, decalados de 60° uno con relación al otro. Los dos puntos neutros formados así se unen a las bornas de los arrollamientos de una bobina de self de dos núcleos. El conductor de retorno de la red continua está conectado a la bobina de tal suerte, que estos dos arrollamientos están atravesados por la corriente continua en sentido opuesto. El efecto de autoinducción de estos dos arrollamientos sobre un circuito magnético común es producir un recubrimiento de las corrientes (decalados 60°), de suerte que dos fases trabajan al mismo tiempo. De aquí resulta una disminución del valor eficaz de las corrientes de fase, acompañada de una mayor utilización del transformador y del rectificador. El valor de 1,6, indicado precedentemente para el cálculo de la potencia aparente del transformador, con relación a los kilovatios del rectificador, se reduce a 1,46.

Esta bobina de self, llamada «bobina de absorción», tiene además la ventaja de provocar de cierto modo una disminución de la caída de tensión de la instalación.

Fig. 7.a

Fig. 8.a
La Energía eléctrica (1925-11-10 00:00:00), página 2

Cm, coste del material móvil, referido a la tonelada kilómetro; y
g, gastos de explotación por tonelada kilómetro,
y que nos muestra que en toda empresa de transportes racionalmente concebida y explotada; lo que se perciba por tonelada kilómetro ha de ser igual o mayor que el interés y amortización correspondiente por tonelada kilómetro a instalaciones fijas, más el interés y amortización correspondiente por tonelada kilómetro al material móvil, más los gastos de explotación por tonelada kilómetro.

En el caso que se tratara de empalme de líneas, y hubiere que fijar el ancho de la nueva, hay que tener en cuenta otro gasto, cual es el de transbordo; suponiendo éste de 0,50 ptas. por tonelada, y que las mercancías que se transbordan tengan un recorrido mitad del total de la línea que proyectemos, la fórmula anterior quedaría convertida en

\[
I = \frac{Cmt}{T} + Cmt + g + \frac{0.5}{\frac{1}{2}L}
\]

Sustituyendo los valores correspondientes en los términos de segundo miembro de la ecuación fundamental; para los medios hoy más en boga, como son: camión, trac-tocarril y ferrocarril de distintos anchos, y en el caso concreto de la línea que proyectamos, no cabe duda alguna que de estos medios el mejor y más apropiado será el que dé menor valor al segundo miembro de dicha ecuación, pues será el que dé un rendimiento mayor al capital invertido.

El olvido de esta cuestión de importancia vital, y a la cual, en general, sólo se da un valor muy relativo, es la causa del mal estado económico de muchas líneas de ferrocarril de corto recorrido, y en las cuales el principal error fue su construcción, no contando con tonelaje suficiente que comercialmente justificara su existencia.

El reverendo Padre José A. Pérez del Pulgar, S. J., en su Curso Fundamental de Tracción Eléctrica, y en el número de Anales correspondiente al mes de agosto último, presenta un elegante estudio de este asunto, que se condensa en el anterior diagrama.

Para ello parte de la fórmula de explotación ya indicada, y teniendo en cuenta que la parte correspondiente a material móvil y gastos de explotación es sensiblemente constante e independiente del número de toneladas a transportar, vendrá representada por las rectas horizontales:

\[
C = 32.5 \text{ céntimos, para el camión;} \\
T = 13.6 \text{ céntimos, para el trac-tocarril;} \\
V = 7.5 \text{ céntimos, para la tracción a vapor (ancho normal), y} \\
E = 6.3 \text{ céntimos, para la tracción eléctrica.}
\]
La Energía eléctrica (1925-11-10 00:00:00), página 3

La parte variable y dependiente del número de toneladas, o séase el primer término del segundo miembro, \( \frac{C_{it}}{T} \), viene representada por las hipérbolas

A, para la tracción eléctrica;
B, para lo tracción a vapor, y
C, para el tractocarril.

Observando los puntos de intersección, vemos que la recta C del camión corta a la hipérbola de gastos del tractocarril en un punto de abscisa T = 14.000 tons., lo que nos dice que hasta este número de toneladas kilométricas-anos es más económico el empleo del camión.

La hipérbola del tractocarril corta a la del vapor en un punto de abscisa T = 612.000 tons. kms.-kms.-ano, o, lo que es lo mismo, que a partir de este tonelaje debe emplearse la tracción a vapor (ancho normal); y así sucesivamente para los demás casos de tracción que se considere.

Claro está que estos números y límites son sólo aproximados, y variarán en los distintos casos que se nos presenten; pero haciendo en cada uno el estudio gráfico indicado, que tiene la ventaja de que en un solo golpe de vista podemos cerciorarnos de si el sistema de tracción adoptado es acorde con las condiciones económicas, y si además los datos estadísticos de exportación e importación no han sido falseados, podemos asegurar, sin temor a error sensible, que el éxito de la empresa será franco, o por lo menos su planteamiento acertado.

Antonio González Medina
Ingeniero militar.

El rectificador de vapor de mercurio en las redes de tranvías

(Continuación)

4.º CONSTRUCCIÓN DEL RECTIFICADOR DE VAPOR DE MERCURIO DE GRAN CAPACIDAD

El rectificador de vidrio de Cooper Hewitt, de empleo ventajoso para la carga de pequeñas baterías y para la alimentación de lámparas de proyección y de pequeños motores de corriente continua, se conoce desde el año 1902. Está constituido por una ampolla de vidrio provista de un cátodo de mercurio, K, en la base, de un ánodo de excitación, a1 y de un cierto número de ramas laterales, que corresponden al número de fases de la corriente alterna a transformar, y que contienen los ánodos principales, A, de hierro o de grafito (figura 9.a). Los ánodos, así como la toma de corriente del cátodo, están soldados a la ampolla de vidrio, en cuyo interior se ha realizado el mayor vacío posible. El rectificador de vidrio es, pues, un aparato relativamente sencillo, sin juntas ni bombas. Si no se producen perturbaciones de servicio, la ampolla de vidrio es capaz de mantener un vacío elevado durante algunos miles de horas, después del cual debe ser cambiada. En la mayor parte de los casos su duración es mucho más corta, debido a que los cortocircuitos que pueden producirse en el circuito continuo provocan el deterioro de las entradas de ánodos, que impide sostener el vacío. La capacidad de este aparato está limitada por la magnitud de las ampollas de vidrio (cuyas dimensiones son relativamente reducidas por razones de construcción) y por las tomas de corriente fundidas en el vidrio. Se ha llegado a construir, sin embargo, rectificadores de vidrio para potencias de 50 kilovatios, aproximadamente. Para potencias más elevadas es necesario cone