El Minero de Almagrera (1893-08-04 00:00:00), página 2

ta transmisión y el rendimiento que podríamos obtener de ella, siguiendo un procedimiento análogo al que acabamos de emplear para el estudio de la transmisión por aire comprimido.

Una instalación completa de este género se reduce en su esencia a una máquina de vapor destinada a mover una o varias bombas, a las que inyectan el agua el aparato que ha de elevar su presión. El movimiento de la tubería que ha de conducir el agua, convertida ya en agente motor; y de la máquina receptora que ha de aprovechar la energía así producida, coordinándola en movimiento para aplicarla al límite máximo de las bombas de desagüe.

Un acumulador tipo Armstrong consta de un cilindro vertical de fundición en el cual se mueve un pistón inmerso que lleva en su parte superior una caja de pistón en cuyo interior se coloca una carga cualquiera presurizada con el segundo gas que se desea encauzar. Desempeña un papel análogo el de los compresores en las instalaciones neumáticas, como reguladores de presión. Como en el trabajo de compresión en el acumulador, no se desarrollan las emisiones de calor, ni tan perjudiciales efectos producidos en la condensación del agua. Los mismos medios auxiliares ningunos de enfriamiento, y bajo este punto de vista ofrecen los acumuladores mayor sencillez de construcción que los compresores de aire.

El rendimiento de un acumulador comprendiendo las bombas que lo alimentan, es la relación del trabajo útil, representado por la cantidad de agua gastada en un tiempo dado bajo la presión exigida, al trabajo del vapor en los pistones de la máquina motriz. Para aparatos de grandes dimensiones y estrechamente construidos, puede fijarse este rendimiento, según ha enseñado la experiencia, en 75 por 100.

La canalización del agua exige cuidados muy especiales por las elevadas presiones a que por lo común hay necesidad de dotarla, lo que obliga a dar gruesos espesores a los tubos y a aumentar una parte considerable de tubos otros, disponiendo, además de trecho en trecho algunos llaves de descarga para contrarrestar los efectos de una rotura en la tubería; aun con todas estas precauciones se acostumbra en muchos casos a establecer dos conductos paralelos estando uno de ellos cerrado para el caso en que se interrumpa el servicio del otro.

Las pérdidas de carga en estas conducciones, se calculan por la fórmula de Darcy

\[
J = \frac{2k^2v^2}{10339D}L
\]

en la cual \( J \) representa la pérdida de carga en atmósferas; \( b \) un coeficiente práctico igual a \( 0.000657 + \frac{0.0001294}{D} \) en el caso de tubos nuevos, y doble de esta expresión cuando los tubos llevan algún tiempo de uso, teniendo en cuenta las materias fijas que el agua va depositando y que disminuyen el diámetro; \( v \) la velocidad del agua en el conducto; \( L \) la longitud de este y \( D \) su diámetro.

Según esta fórmula la pérdida de carga aumenta con la velocidad del agua, la longitud del tubo y disminuye con el diámetro del conducto, aumenta. Habrá pues ventaja el punto de vista del rendimiento en dar grandes diámetros a los tubos, pero se comprende que entonces la conducción sería en extremo costosa, si cambio, si este diámetro se disminuye, se debe aumentar la presión para obtener un buen rendimiento y forzar extraordinariamente la presión.

M. Dechamps en su curioso estudio de este transporte (1) deduce por el cálculo, que para obtener en un conducto de 5.000 metros de longitud y 0-20 de diámetro el mismo rendimiento que con el aire comprimido a 7 atmósferas absolutas y una velocidad de 8 metros por segundo, el rendimiento que ya vimos era 0,89, sería necesario dar al agua una velocidad de 1, m31 por segundo y una presión de 83,4 atmósferas. Se comprende que este resultado no puede ser aceptado, pero los accidentes de las máquinas de bombeo y a veces desastrosos accidentes en las máquinas de las instalaciones que marchan con presión de 75 atmósferas, pero puede asegurarse que la marcha de ellas no puede ser perfecta, si bien cerca tenemos el desagüe por presión hidráulica ya citado en la "Santa Ana" en Mazarrón, en donde el agua llega al motor en un finito tubo con una presión de 70 atmósferas, y sabidas son las interrupciones frecuentes que por diversas averías tuvo que sufrir el funcionamiento de las bombas.

Ordinariamente no se excede de 50 atmósferas de presión para una marcha normal, y para el establecimiento de una conducción á este límite tenemos dos medios, ó bien procurar un buen rendimiento aumentando un poco el diámetro ó bien disminuir el diámetro perdiendo en el rendimiento; no hay que dudar que la primera solución es más ventajosa, pero aún cuando ésta se haga parte de la instalación, en cambio se aumenta el efecto de la fricción. En este sentido Mr. Dechamps calcula los valores de la velocidad del agua y del diámetro del conducto, para que con una presión igual á 50 atmósferas el agua transmita el mismo trabajo que el aire comprimido á 7 atmósferas, y obtiene las siguientes cifras para los diámetros de 1.000 y 5.000 metros que son las que venimos considerando:

    Longitud del conducto
    Rendimiento de la conducción de aire para \( P_{abs}=50 \) atmósferas y \( V=1 \) metro
    Para \( P_{abs}=50 \) atmósferas

    Rendimiento
    Para velocidad media del agua
    Diametro del conducto

    1000
    0,98
    1,21
    0,388

    5000
    0,89
    1,18
    0,271

Siendo el diámetro de los tubos para el aire comprimido, con este rendimiento, de 0,38, se ve que ha que aumentarlo en 0,07. El espesor ha de ser también más considerable; se admite que si para el aire á 6 atmosferas absolutas el espesor necesario es de mm. 10, para el agua á 50 atmósferas no debe ser inferior á mm. 30. El precio de la tubería para el aire y para el agua varía por estos dos conceptos en la relación de 1 a 1,5. Cabe decir que este coste se duplica cuando se establecen dos tuberías paralelas para conducir el agua en presión, y no tomamos en cuenta para esto caso la tercera tubería que generalmente se dispone para llevar el depósito de las bombas del acumulador el agua que ha de pasar por el interior del acumulador de la máquina receptora, porque en nuestro caso de Almagrera este agua marcharía por la cuneta de los socavones en unión de las procedentes del desagüe, teniendo las bombas de esta instalación el depósito situado en el mar.

Las máquinas recientes de aquellas turbinas máquinas de columna de agua de simple ó de doble efecto. Las turbinas tienen su especial aplicación en aquellos trabajos de resistencia variable en que el gasto de energía ha de oscilar en amplios límites y no se exigen grandes presiones. Su rendimiento es escaso; aun las más perfeccionadas no exceden de 0,70.

Para presiones elevadas y grandes potencias, deben usarse exclusivamente las máquinas de columna de agua de las cuales existen varios tipos. Diferencian estos motores de los de vapor no solamente por sus materiales naturales, sino porque los moven, sino por la ausencia absoluta de expansión y condensación. Esta última, con decir que es el agua que transmite su energía á la máquina, está explicado que no sea necesaria; en cuanto á la expansión no puede ser usada en las máquinas incendiarias de vapor y su ausencia únicamente hace innecesarios los complicados mecanismos empleados para la distribución del vapor, puesto que lo único que hay que procurar con el agua es que la admisión y el escape ocurran exactamente con el curso del pistón y terminen al mismo tiempo en el coto.

Para la mejor conservación de estos motores hay que prestar gran cuidado á la pureza y limpieza de las aguas que se emplean para su funcionamiento, pues las materias fijas que pueden llevar en suspensión acaban por interponerse entre las superficies de las piezas que se hallan en contacto, deteriorándolas bien pronto y exigiendo su frecuente reposición. Se evita en parte este inconveniente, cuando se trata de las aguas ácidas de una mina, haciendo de bronce los pistones y sus vástago y todas las piezas frágiles de cobre. Por otra parte, no se podrá evitar el efecto de las materias que en suspensión llevan estas aguas, á menos de filtrarlas previamente por procedimientos comprobados y no siempre eficaces. Igual inconveniente se presenta al emplear el agua del mar, pues además de sería necesaria durante el verano el uso del sistema de recirculo, así, tamborizas, depositaria aun mas sustancias fijas que el agua de las minas, tanto en los tubos de la conducción general como en el interior de la máquina de columna de agua. Inconveniente serio que hay que tener muy en cuenta en la aplicación de este sistema.

Las obras de mecánica solo dan para las buenas máqui