La Gaceta industrial (1870-09-10 00:00:00), página 34

SECCION CIENTIFICA.

MAQUINA CONTRANEUMÁTICA DE COMPRESION INDEFINIDA,
ó MAQUINA CONTRANEUMÁTICA DE COMPARTIMENTOS.

§. 1.—Teoría de esta máquina.

Al ocuparnos de la máquina neumática hemos visto que es imposible obtener el vacío perfecto, esto es, una presión cero en el recipiente, si bien es posible acercarse á este límite indefinidamente. Asimismo en la máquina contraneumática, la compresión del aire puede crecer teóricamente de un modo indefinido, sin alcanzar jamás el límite infinito. Desde luego se comprende que así debe ser, observando que á cada embolada se inyecta nueva cantidad de aire en la capacidad limitada del recipiente, y hasta parece preverse que la ley de esta compresión debe venir representada por una progresión geométrica creciente, cuya razón sea recíproca de la de la progresión hallada para expresar la presión del aire en el recipiente de la máquina neumática, toda vez que la máquina de compresión se diferencia de esta solamente en tener las válvulas invertidas.

Apelemos al cálculo, verdadero lenguaje de la Física, y único capaz de darnos en todos los casos una respuesta incontrovertible. Sea v el volumen del cuerpo de bomba, V el del recipiente y conductos adyacentes, y P la presión primitiva, esto es, la atmosférica. Después de la primera embolada se habrá introducido en el recipiente un volumen v de aire; después de la segunda, el volumen inyectado será 2v... después de la enésima nv; luego, en virtud de la ley de Mariotte, la presión del aire en el recipiente, después de la 1.a, 2.a... n.a embolada, vendrá representada por los términos correspondientes de la siguiente serie divergente:

\[
\frac{P}{V}, \quad \frac{P(V+v)}{V}, \quad \frac{P(V+2v)}{V}, \ldots, \quad \frac{P(V+nv)}{V}.
\]

Como se ve, la presión aumenta, en efecto, indefinidamente; pero la ley no es la que parecía preverse por analogía con la máquina neumática. Fácil es darse cuenta de esta, al parecer anomalía, comparando minuciosamente las dos máquinas y notando la diferencia esencial que las distingue en su modo de funcionar. Trátase en la máquina neumática de trasladar el aire de una capacidad finita (el recipiente) á otra sensiblemente infinita (la atmósfera); en la máquina de compresión es el objeto trasportar el aire de una capacidad sensiblemente infinita (la atmósfera) á otra limitada (el recipiente). Puede, por lo tanto, compararse esta última con una máquina neumática, que tiene por recipiente la atmósfera, cuya tensión no puede disminuir, por ser sensiblemente infi-

nito su volumen. Luego la masa de aire extraída de la atmósfera con esta máquina, á cada embolada, esto es, la masa de aire introducida en el recipiente de la máquina de compresión, á cada descenso de pistón, es constantemente igual; al paso que en la máquina neumática la masa de aire extraída del recipiente á cada pistonazo forma una progresión geométrica decreciente, cuya razón es

\[
\frac{V}{V+v}
\]

como es fácil calcular.

La serie hallada en el cálculo de la compresión en la máquina contraneumática no asigna límite posible á la presión. No obstante, la práctica ofrece siempre un límite, lo mismo que en la máquina neumática, á consecuencia también del espacio perjudicial. Se comprende sin dificultad que, después de cierto número de emboladas, debe llegar necesariamente un momento en que la presión del recipiente sea tal, que haga equilibrio á la del aire que el nuevo descenso del pistón haya de condensar en el espacio perjudicial. Desde este instante el movimiento del émbolo no hará más que dilatar y condensar esta masa de aire (representada por el volumen del cuerpo de bomba á la presión atmosférica), y habrá cesado el aumento de presión en el recipiente.

Este límite x de presión se calcula de la misma manera que en la máquina neumática, fundándose siempre en la ley de Mariotte. Sea v el volumen del cuerpo de bomba, y u el del espacio perjudicial. Es evidente que, si suponemos llegado el límite en cuestión, dejarán de abrirse las dos válvulas (fig. 1.) (1). Cuando el émbolo se hallaba en la parte superior; el cuerpo de bomba v estaba lleno de aire á la presión atmosférica P; pero al descender, esta misma masa de aire se ha reducido al volumen u del espacio perjudicial; luego su tensión, y por lo tanto la tensión final x del recipiente, será

\[
x = \frac{P}{v} \cdot \frac{u}{v}
\]

Hé aquí la expresión del límite mayor de compresión que hasta la fecha ha podido obtenerse con una máquina contraneumática. Pero una vez conocida la máquina neumática de compartimentos, es imposible detenerse aquí, e irresistiblemente surge la idea de alejar indefinidamente este límite, adoptando una disposición en un todo análoga á la de aquella máquina.

En efecto, supongamos que existe otra base en la parte superior del cuerpo de bomba (fig. 2.). Para calcular el límite de compresión en este caso, demos que sea llegado, como antes, el momento en que no puede condensarse más el aire en el recipiente, habiendo quedado el émbolo en la parte inferior de su trayecto. El aire alojado en el cuerpo de bomba v, sobre el pistón, tiene evidentemente una presión P igual á la de la atmósfera; pero antes de bajar dicho pistón, esta misma masa de aire se hallaba reducida al pequeño espacio u que quedaba entre el mismo y la base añadida, y su tensión era \( \frac{P}{u} \). Entonces quedaba debajo del émbolo con igual tensión, una masa de aire ocupando el volumen v; la cual, confinada

(1) Véanse las figuras en la lámina litografiada que acompaña á los números correspondientes á Agosto; pero supónganse todas las válvulas invertidas, esto es, abriéndose hacia abajo, y los pistones en la parte inferior.