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Perfil transversal más conveniente de los muros-presas de mampostería

I

La elección acertada del tipo de perfil conduce a llenar las condiciones exigidas por la seguridad de la obra con el menor volumen de material, y, por tanto, más económicamente, comprendiéndose, en consecuencia, la importancia que tiene el estudio en cada caso del perfil más adecuado. Teniendo en cuenta las anteriores indicaciones, y recordando que la presión del agua que actúa sobre una pared varía para las distintas alturas h, según la fórmula \( E = \frac{1.000 h^2}{2} = 500 h^2 \), traducida gráficamente en el triángulo de la figura 1.a, se deduce ya a forma teórica del perfil transversal en las presas de mampostería, que es la triangular indicada con paramento de aguas arriba vertical. En la práctica este perfil sufre una primera modificación motivada por la necesidad de que la cresta o coronamiento de la presa pueda resistir los choques con los cuerpos flotantes que las aguas arrastran en las crecidas, lo que conduce a sustituir el perfil antes indicado, que reproducimos en la figura 1.a, por el de la figura 2.a, dándose generalmente a dicha cresta un espesor práctico comprendido entre 1/3 y 1/5 de la altura de agua, y que suele estar comprendido entre 0,50 y 1,50 metros. Por otra parte, es frecuente dar a la presa una cierta altura por encima del nivel máximo del embalse (de ordinario de 0,30 a 1 metro), a la que los franceses denominan "revancha".

En los muros-presas de pequeña altura (hasta 5 metros) se aplica mucho el perfil trapecial (fig. 3.a), que es, por otra parte, el adoptado en los muros de depósito sin contrafuertes, a los cuales pueden los muros-presas asimilarse.

Cuando son frecuentes las crecidas en las que la presa queda sumergida, vertiendo el agua por su coronación (presas-vertederos), hay que emplear para la debida seguridad y duración de dichas obras perfiles en los que el paramento de agua abajo sea muy tendido para evitar el choque de agua en la caída y las socavaciones. Acéptase entonces generalmente para perfil un trapecio (fig. 4.a), en el cual el paramento de agua arriba es vertical y el de agua abajo tiene una inclinación de 2 de base por 1 de altura, redondeándose la unión de este último con el lecho del río. También es muy corriente sustituir este paramento rectilíneo por un arco de círculo de radio variable con la altura de la presa e importancia de las crecidas. Este tipo (fig. 4.a) se acepta, en general, para presas de pequeña altura, que son las más corrientes.

Cuando la lámina de agua que vierte por la presa es de algún espesor, suécele también sustituir el talud inclinado de agua abajo por escalones de 0,50 a un metro de altura, que reducen considerablemente los efectos del choque del líquido, sustituyendo la caída de la total altura de la presa por las parciales de escalón a escalón. La figura 5.a es un ejemplo de este tipo de presas de reducida

Fig. 1.a
Fig. 2.a
Fig. 3.a
Fig. 4.a—Perfil de presa sumergible de poca altura
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altura, y al tipo representado en la figura 6.a pertenecen numerosas presas de 2 a 6 metros de altura que hemos incluido en el proyecto de aprovechamiento de los ríos Cofio y Molinos para derivar hacia los embalses las aguas de varios arroyos (Chorrete, Valgarcía, Trampal).

Fig. 5.a.—Perfil de presa sumergible de débil altura.

Para las alturas de agua superiores a 5 ó 6 metros se obtiene economía, que va creciendo con la altura de presa al sustituir en el trapecio el lado que corresponde al paramento seco de aguas abajo por una curva cuya convexidad mire hacia el lado del agua. Del examen de los perfiles adoptados en las presas más antiguas de Europa, que son las españolas de Almansa, Alicante y Elche, construidas en el siglo XVI; en las de Val del Infierno y Huesca, y la destruida de Puentes, del siglo XVIII, lo mismo que el de las más modernas de Nijar y Pontón de la Oliva y de las francesas de Langry (1780), Grosbois y Chazilly, de 1838, se deduce que el carecer de métodos precisos de cálculo llevó a los autores de los proyectos a aceptar perfiles muy variados, aunque casi siempre hacían vertical el paramento mojado o de aguas arriba, y curva la planta para reducir los efectos del empuje del agua, procurando no cargar con exceso el suelo de fundación y satisfacer las condiciones de equilibrio estático: estabilidad al giro con relación a la arista exterior y resistencia al resbalamiento sobre la base o sobre una hilada horizontal cualquiera, lo que condujo a secciones excesivas y a una mala repartición de las mampos-

Fig. 6.a.—Perfil corriente de presas de pequeña altura.
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terías, habiendo presas en las que podía haberse reducido su masa a la mitad sin aumentar el coeficiente máximo de trabajo.

La presa de Almansa (fig. 7.a) es anterior al 1586. Tiene 20,60 metros de altura, 10,28 de anchura en la base y 2,90 en el coronamiento, siendo su paramento anterior vertical y de piedra tallada. El perfil en los 8 metros primeros reduce su espesor a 3,50 metros, resultando por ello bastante atrevido; la curva de presiones en carga se sale del tercio medio

Fig. 7.a. Presa de Almansa.
Fig. 9.a. Presa de Elche.
Fig. 8.a. Presa de Alicante.
Fig. 10. Presa de Puentes.

en la base, y el trabajo llega a 14 kilogramos centímetro cuadrado en la arista de aguas abajo, debiendo advertirse que la parte superior está construida en forma de bóveda.

La presa de Alicante (fig. 8.a), de la misma época que la de Almansa, con sus 41 metros, ha sido la más alta de Europa hasta que se construyó en 1861 la del Barranco del Infierno, cerca de Saint-Etienne. Su perfil es muy macizo, pues mide 37,70 metros de espesor en la base y 20 en el coronamiento, teniendo su paramento aguas abajo en escalones, y el de aguas arriba con inclinación próximamente de 1:10; la presión en la base es de 12 kilogramos centímetro cuadrado. En cambio, la de Elche (fig. 9.a), para una altura de 23,20 me-

Fig. 11. Presa de Nijar.
Fig. 12. Presa del pontón de la Oliva en el río Lozoya.

tros, los espesores máximo y mínimo son 12 y 9 metros, teniendo ambos paramentos casi la misma inclinación.

La presa de Puentes (fig. 10), construida del 1785 a 1791, tenía una altura de 50 metros, embalsando 35 millones de metros cúbicos. Su anchura en la base era 46 metros, y 10,89 en la coronación, teniendo en escalones el paramento aguas abajo y vertical el de aguas arriba. Quedó destruida en 1802, debido a que la parte central descansaba en pilotes introducidos 7 metros en la grava, debajo de los cuales se produjeron socavaciones. La del Nijar (figura 11), de 27 metros de altura, construida del 1843 a 1850, tenía 21,50 metros de espesor en la base y paramento mojado vertical y exterior en gradines. Por último, la presa del Pontón
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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
Construcción de estaciones radiotelegráficas.—Caldera de tubos verticales combinada con combustión de carbón pulverizado unida a la de emparrillado, por U. E.—Notas bibliográficas.—Crónica e información.—Notas diversas.—El año ferroviario de 1926.—La Cooperativa de fluido Eléctrico, S. A. (Barcelona).—El funicular de Montjuich (Barcelona).—Motor sincrónico para aplicaciones generales.—Obscuros de nuestros anunciantes.—a propagación de las ondas electromagnéticas—Ofertas y demandas.—Sección financiera.

CONSTRUCCION DE ESTACIONES RADIOTELEGRAFICAS (1)

I

SOMERA DESCRIPCION DE LOS ELEMENTOS COMPONENTES DE UNA ESTACION

Toda la técnica radioeléctrica arranca del fenómeno conocido por los cursos de electricidad general con el nombre de «descarga oscilante», de un condensador sobre una bobina de inducción. La intensidad de la corriente producida por la descarga del condensador es máxima cuando el radical que figura en el denominador es cero, o sea \( \omega L = \frac{1}{\omega C} \) equivalente a \( T = 2 \pi \sqrt{LC} \) que es la fórmula de Thomson o de Lord Kelvin, siendo \( T \) = período valor inverso de la frecuencia y \( \omega \) = pulsación \( = 2 \pi f \). Para que la descarga sea oscilante, es preciso que no predomine la resistencia ohmica \( R \), cuyo valor ha de ser inferior a \( 2 \sqrt{\frac{L}{C}} \).

Dicho circuito, oscilante y cerrado, engendra oscilaciones electromagnéticas de la frecuencia obtenida por la fórmula anterior y cuya longitud de onda está dada por \( \lambda = 300.000 \) kilómetros \( \times T = 18 \times 10^6 \sqrt{LC} \), estando expresados \( C \) en microfaradíos y \( L \) en centímetros. Modernamente se ha dado por expresar la onda no por su longitud, sino por su frecuencia, ya que ésta tiene siempre en el grado o agudeza de sintonía el mismo margen de influencia, ya se trate de ondas cortas o largas. Así, por ejemplo, suponiendo que la frecuencia más elevada que ha de obtenerse en el teléfono para que sea audible, sea de 3.000 periodos, tendremos llamando \( f \) la de la onda que llega y \( f' \) la creada en el oscilador local o heterodino

\[
f - f' < 3.000 \frac{3 \times 10^8}{\lambda} - \frac{3 \times 10^8}{\lambda'} < 3.000 \quad 3 \times 10^8 (\lambda' - \lambda) < 3 \times 10^8 \lambda^2 \quad \lambda' - \lambda < \frac{\lambda^2}{10^5};
\]

(1) Conferencia pronunciada por nuestro colaborador, el capitán de Ingenieros, D. Enrique Gallego Velasco, en el Centro Electrotécnico.
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lles; la Compañía Hispano-Americana ha recibido seis calderas Humbolt de 545 metros cuadrados de superficie de caldeo y 14 atmósferas de sobrepresión, para la central Dock-Sud, de Buenos Aires, y después, por segundo pedido, para la misma central, otras dieciocho calderas Humboldt más con igual superficie de caldeo y para 35 atmósferas de sobrepresión. Se han suministrado para la Société d'Electricité de Rosario cuatro calderas Humboldt con 550 metros de superficie de caldeo y para 25 atmósferas de sobrepresión. Además, para las Companhias Reunidas Gaz e Electricidade, de Lisboa, se ha remitido una caldera de 550 metros

Fig. 9.a.—Vista exterior de calderas para funcionar.

cuadrados y para 35 atmósferas. En España mencionaremos dos calderas a 300 metros cuadrados de la Compañía de Alcoholes, de Bilbao, en las que la caldera superior grande desempeña perfectamente el papel de acumulador de calor y representa al mismo tiempo una atrayente propiedad del sistema Humboldt.

La figura 8.a muestra en sección la caldera Humboldt suministrada para El Rosario, y la figura 9.a., la vista exterior de esta instalación de calderas, lista ya para funcionar.

U. E.

NOTAS BIBLIOGRAFICAS

Elementos de Electroquímica y Electrometalurgia, por D. Julio Montes Fuentes, profesor de la Escuela Industrial de Linares.—Un tomo en 8.º, de 293 páginas y 51 figuras intercaladas.—Editor, Gustavo Gili. Barcelona.—Precio, 7 pesetas.

En el capítulo I se estudia la energía, calculándose, por transformaciones, el voltaje 1,083 del elemento corriente de pila Daniell. En el capítulo II se refieren los principios de la Electroquímica. En el III, los de la Electroálisis, definiéndose los iones (del griego, caminantes), formulándose las leyes base de Faradag y su demostración experimental.
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ciendo los circuitos intermediarios hasta llegar a la producción directa de la energía de alta frecuencia, bien en el alternador (sistema de alternadores de altafrecuencia) ó válvulas termoiónicas.

La antena misma, como circuito oscilante de C y L, repartidas a todo lo largo de su longitud, tendrá onda propia, dada por la fórmula de Kelvin, pudiendo obtenerse prácticamente intercalando un sencillo pararrayos entre el aislador de entrada y la tierra, excitando con débil energía y midiendo con el ondámetro la oscilación propia así producida. En una antena recta y vertical la onda propia es algo mayor que cuatro veces su longitud. Si la antena es acodada o en L, llega a cinco veces. Hasta siete si la antena en L es de varios hilos y su anchura total llega a la mitad de la longitud. Las antenas en T tienen 5,5 de la longitud, contada, como siempre, entre el pie de antena y uno de sus extremos libres. La antena de paraguas tiene una onda propia, variable entre seis y ocho veces la longitud total de un hilo. Conviene tener en cuenta que todas las antenas son equivalentes si tienen la misma altura media, y que en un tipo de antena dado el producto de la conductibilidad del suelo, por las dimensiones de la antena, es constante; es decir: que si se duplica la altura, longitud y anchura de una antena, la resistencia total cae a la mitad para la misma tierra. (Ley de Abraham, 1918), elevándose notablemente, por este medio, el rendimiento de la Estación.

Caldera de tubos verticales combinada con combustión de carbón pulverizado unida a la de emparrillado

Desde hace varios años se ha introducido en Alemania una clase de combustión para las calderas de tubos verticales que puede designarse como una combinación de la combustión de carbón pulverizado con la de emparrillado. Esta clase de combustión se estableció por primera vez en una caldera Humboldt, de tubos verticales, en enero de 1922, y desde entonces se ha empleado con éxito en otras muchas calderas del propio tipo. A principios de 1926 funcionaban en total veintiuna calderas, con 7.815 metros cuadrados de superficie de caldeo, equipadas con la combustión de carbón pulverizado combinada con la de emparrillado; otros catorce hogares más de esta clase, para calderas con una superficie total de caldeo de 9.880 metros cuadrados, se encuentran en construcción desde entonces.

La combustión de carbón pulverizado combinada con la de emparrillado nació en Alemania en el tiempo de escasez

Fig. 1.a—Principio fundamental de la combustión del carbón pulverizado combinada con la de emparrillado.
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de combustibles. Como es sabido, en la actualidad no hay penuria de carbón, sino más bien exceso. A pesar de esto, no sólo la Casa Humboldt ha conservado esta clase de combustión, sino que ya han comenzado otras Casas a imitar, con mayor o menor fortuna, la combustión demostrada como buena en las calderas mencionadas. Esto nos demuestra que no se trata de uno de aquellos medios auxiliares empleados para salir del paso en el tiempo de escasez de carbón, y que más tarde, al cambiar las circunstancias, se abandonaron rápidamente, sino que la combustión de carbón pulverizado combinada con la de emparrillado ha alcanzado una importancia permanente por sus excelencias, tanto técnicas como económicas.

Su importancia es particularmente grande para aquellos países que tienen interés en limitar la importación de carbones de buena calidad, sobre todo cuando procede del extranjero, y sustituirlos con el uso más extendido posible de sus carbones nacionales de inferior calidad.

El principio sobre que se basa la combustión de carbón pulverizado combinada con la de emparrillado se encuentra representada en una caldera Humboldt de tubos verticales en la figura 1.a. La llama del carbón pulverizado sopla desde arriba sobre un emparrillado móvil cargado con combustible sólido. La construcción del emparrillado puede ser a voluntad. La esencia de esta combinación consiste en que la llama del carbón pulverizado se dirige verticalmente hacia la capa de carbón del emparrillado, y así se establece un efecto alternado técnicamente muy favorable entre la llama del carbón pulverizado y la llama del emparrillado. Por una parte, se acelera el encendido por la llama del carbón pulverizado, y también la velocidad de combustión en el emparrillado, y así es posible emplear en el emparrillado también combustibles de calidad inferior, tales como carbones pobres en materias volátiles y ricos en cenizas, que no se podrían quemar económicamente sin este efecto auxiliar de la llama del carbón pulverizado. Por otra parte, la llama del emparrillado asegura el encendido de la llama del carbón pulverizado e impide su interrupción; por consiguiente, para la llama del carbón pulverizado es suficiente un combustible mucho más grueso que el necesario para la combustión del carbón pulverizado pura. Se puede emplear sin preparación alguna carbón en polvo con 50 a 70 por 100 de residuos en la criba de 4.900 mallas. Con frecuencia basta para la llama del carbón pulverizado los residuos que se produzcan en la propia fábrica.

Se realiza, pues, una utilización doblemente favorable de combustibles de calidad infe-

Fig 2.a—Caldera Humboldt de tubos verticales (650 m²) con combustión de carbón pulverizado combinada con la de emparrillado en sección.
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rior. El carbón extraído puede aprovecharse por completo, sin que sea necesario, como hasta el presente era corriente, conglomerar primero el polvo de carbón en briquetas, y, por consiguiente, encarecer artificialmente su precio. La combustión del carbón pulverizado combinada con la de emparrillado consume todo el combustible, tal como se ha extraído, quemándose los pedazos en el emparrillado y el polvo en la llama del carbón pulverizado. Se podrá separar en la misma mina el grueso del menudo y remitirlos por separado, o bien la separación se podrá hacer con reducido coste directamente, delante de la caldera, por medio de un separador por viento.

Las ventajas de la combustión del carbón pulverizado combinada con la de emparrillado, comparada con la combustión pura del carbón pulverizado, se deducen ya, en parte, de lo dicho hasta ahora. Las costosas instalaciones de molienda y secamiento, que ocupan mucho espacio, desaparecen en la combustión de carbón pulverizado combinada con la de emparrillado, puesto que en ésta se tienen menos exigencias en lo que respecta a la finura del polvo de carbón. También se reducen con esto considerablemente los gastos de explotación. Además, es mucho menor el peligro de explosión cuando el polvo de carbón es de grano grueso; puede, por consiguiente, ser transportado en vagones de mercancías descubiertos corrientes, necesitando sólo llevar una lona de cubierta para protegerlo contra la lluvia.

Una de las mayores dificultades que presenta la combustión pura del carbón pulverizado es la influencia destructora que ejerce la llama del carbón pulverizado sobre la obra de albañilería. En la combustión de carbón pulverizado combinada con la de emparrillado, siempre que esté bien construida, no existe peligro ninguno en este respecto. La llama de carbón pulverizado no toca ya más contra el muro, sino contra una capa de combustible que protege, a su vez, el em-

Fig. 3.a—Caldera Humboldt con combustión de carbón pulverizado combinada con la de emparrillado, vista del lado del hogar.

Fig. 4.a—Diagrama de carga de una caldera Humboldt (550 m³) con combustión de carbón pulverizado combinada con la de emparrillado.

parrillado contra la llama de carbón pulverizado. En otros modelos de construcción se busca auxilio en los emparrillados refrigerados por agua; pero en nuestro caso lo hacemos con un
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emparrillado a fuego que participa en el caldeo. Las partículas aun encendidas, despedidas de la llama del carbón pulverizado, se queman por completo con el carbón del emparrillado. Las escorias se sacan automáticamente de la parrilla, mientras que en la combustión pura del carbón pulverizado se agarran al muro, a cuya destrucción cooperan, siendo difícil el quitarlas. Mientras que de este modo se evitan las desventajas conocidas de la combustión pura del carbón pulverizado y hasta se obtiene una serie de nuevas ventajas, se conservan invariables las excelencias de la combustión del carbón pulverizado. Sabido es que su ventaja principal consiste en la rápida adaptación a las oscilaciones de carga. La combustión de carbón pulverizado combinada con la de emparrillado hace aseguible esta ventaja a todas las explotaciones con fuerza motriz de vapor, puesto que no está exclusivamente limitada a grandes unidades de calderas, como lo está la combustión pura de carbón pulverizado. La instalación más pequeña equipada hasta ahora por Humbolt con combustión de carbón pulverizado combinada con la de emparrillado tiene 300 metros cuadrados, y la mayor, 1.250 metros cuadrados de superficie de caldeo de la caldera. La figura 2.a representa una caldera Humbolt de tubos verticales de 650 metros cuadrados de superficie de caldeo en sección con combustión de polvo de carbón combinada con la de emparrillado para lig-

Fig. 5.a—La circulación del agua en el sistema actual de caldera de tubos verticales.

nito, y la figura 3.a representa la misma caldera en sección transversal, mirada desde la parte del hogar.

En las explotaciones en que la carga varía considerablemente el emparrillado se calcula sólo adecuadamente para la carga fundamental, mientras que la llama de carbón pulverizado recibe las tensiones variables; en pocos minutos se puede adaptar a la carga variable hasta de 50 por 100. Se requiere, por tanto, para el rendimiento total de la caldera, sólo aproximadamente la mitad de la superficie de emparrillado de una combustión pura de emparrillado móvil; en igual proporción queda reducido el espacio necesario para la instalación de las calderas, y en su lugar sólo se requiere mayor altura de la casa de calderas exigida por la combustión de carbón pulverizado. El diagrama diario (fig. 4.a) de una caldera Humboldt de 550 metros cuadrados de superficie de caldeo nos muestra las variaciones de carga que puede vencer esta caldera equipada con la combustión de carbón pulverizado combinada con la de emparrillado.

Con este motivo mencionaremos la construcción de la caldera Humboldt, variante de los demás sistemas de calderas de tubos verticales. El sistema Humboldt tiene la caldera superior transversal a la inferior y no paralela. El objeto de esta disposición es lograr en todas las situaciones del funcionamiento una circulación de agua sin estorbo alguno. La figura 5.a nos muestra cómo en los sistemas actuales queda estrangulada la circulación del agua por los tubos de unión entre las

Fig. 6.a—La circulación del agua en el sistema Humboldt.
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calderas superiores. A causa de la estrecha sección de estos tubos, la mezcla de vapor y agua,

Fig. 7.º— Dos calderas de tubos verticales, sistema Humboldt, cada una de 1.000 m² de superficie de caldeo.

que en plena producción del vapor asciende enérgicamente, no puede fluir con suficiente rapidez; de modo que la caldera superior delantera se produce un violento remolino, y en la caldera de atrás un considerable descenso del nivel del agua.

En el sistema Humbolt (fig. 6.ª) los tubos de unión transversal quedan sustituidos por la misma caldera superior transversalmente montada, la circulación del agua pasa a lo largo de la caldera superior, y no encuentra resistencia alguna en su trayecto desde los haces anteriores de tubos verticales a los posteriores.

La figura 7.ª nos permite ver el empleo de este sistema en grandes unidades de calderas. La figura representa dos calderas Humboldt, cada una de 1.000 metros cuadrados de superficie de caldeo antes de la construcción de obra de albañilería. El sistema Humboldt se ha introducido perfectamente en todo el mundo, gracias a su irreprochable circulación del agua. Para los países de habla española se han suministrado las instalaciones más importantes para la Société Financière de Transports et d'Entreprises Industrielles (Sofina), Ixelles-Bruxe-

Fig. 8.ª— Caldera suministrada para El Rosario
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REVISTA DE ELECTRICIDAD
La Energía Eléctrica

Publicación quincenal ilustrada
Órgano de la Asociación de Productores y Distribuidores de electricidad
FUNDADA EN 1899
PREMIADA EN LA EXPOSICIÓN DE APLICACIONES DE LA ELECTRICIDAD DE MADRID EN 1910

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