MECÁNICA SOCIOLÓGICA EN SU RELACIÓN CON

LOS MOTORES APLICABLES A LA INDUSTRIA,

PEDRO AGUSTÍN DE ARANCBTA,

SAlXálME

IMPRENTA DE ANTONIO DE QuESADA.

1892.

ffi/fo cL lauJtM Je ¿s/ranrrta

ISK *£m¿(maM

O.SR. jlARdOES BE HAZAS,

SENADOR VITALICIO

(3/? prueba de enfrañabíe

am is fad u de graíifud eíerna.

~tf> J yf / •-S. c_-/?>. <^y Clanceta

LA:///J. Í //:. tL f/cirijiifj í/r &¿h:ii.

PRÓLOGO

A nuestros leoto

«En el libro q^e mís mal nos parezca, siempre se hollará algo útil que nos convenga sabir.»

L a r r a (HIJO)

Nada más fácil que escribir un libro cuya lectura le produzca el dictado de malo; pero nada má> difícil que conseguir el que la opinión pública le califique de biuno. Al publi* car este 'rabajo, quisiéramos no merecer el primer calificativo, pero exentos de las precisas fuerzas para allegar el segundo, nos daremos por muy satisfechos si obtenemos el término medio que sintetiza el escritor que evocamo.; como portada de este proiogoi

Si los lectores de este libro encuentran ei*' él algo úlil que les convenga saber, habremos obtenido la ¿neta de nuestras aspiraciones;;

No se ocupa esta, obra? deninguno dé* esos* asuntos que pueden recrear, efl¿e£~&Métrá&6v

- V i -

ral, el espiritu; antes por el contrario, tiene por objeto la aplicación de determinados princijpios cuya aplicación puede aparecer árida, á quien olvida, que entre los riscos y debajo de las innacesibles montañas, se en-, cuentran los metales preciosos y ese otro conjunto de sustancias que son, para las ciencias y las artes, la industria y el comercio, bases de comodidad, salud y prosperidad. Entre los silvestres zarzales se encuentran plantas que nos pueden curar de una

••grave enfermedad, junto á las agrestes y difíciles colinas hay siempre amenos valles.

No empleamos, empero, esta figura retórica con la loca pretensión de que nuestras consideraciones sean panacea universal para aquellos agentes, para quienes en primer término se dirigen. Nada más lejos de nuestro ánimo el presentar ideas nuevas ni mucho menos uua obra acabada; pero ya que en Ingl «terra, Francia, Bélgica, Alemania y otros paíse-', hallan los llamados á intervenir en la práctica de ios motores varios aplicados á la industria, libros donde estudiar y volúmenes donde consultar, permítasenos, en aras de los que no conocen el idioma de esos pueb'os, compendiar aquí aquellos principios y aquellas consecuencias que la práctica de treinta y dos años en el ejercicio de la profesión que nos honra, juzgamos indis-

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pensables á todo aquel que aspire á obtener con justicia dictado de hombre de máquina.

La ciencia y la experiencia sancionan la indestructible verdad de que la teoría y la práctica, en todo estudio de aplicación, son dos fenómenos, correlativos y mutuamente complementarios, y ..ambos tactores unidos forman el hombre de máquina, verdad, no aquél, como hasta aquí sucede en su mayoría, á quien la ciega rutina es l:i única guía-de sus pasos. Queremos hacernos la idea que con esta nuestra obra podrán todos modificar, así sea en poco, su conducta, al par que nuestro atrevimient) sirva de estímulo á otros, que más eruditos, pueden proporcionar á los homb es de taller mayores medios para obtener aque la instrucción profe ional que han menester.

Si con la maniobra de una rueda hidráulica ó de un motor de gas ó máquina de vapor; si sobre la locomotora se aprende la práctica de su conducción y 11 c!el tren que remolca, en el libro se determina el porqué de los-fenómenos que han lugar en aquella práctica, cual natural y lógico complemento.

Dividiremos á este nuestro propósito nuestras conferencias, en tres partes . Comprenderá la primera aquellas cuestiones que conceptuamos de carácter general á los motores varios que aplica la industria, empezando

- Vltl -

^r.oel-'fec-uerdortie aquellas nociones-peculiares de la -^geometría referentes á las áreas y volúmenes de los cuerpos y siguiendo el examen de los órganos mecánicos de uso general sin dejar de examinar en esta parte todos aquellos otros conceptos de carácter general cuales son los engrases, antifricciones y mastiques etc.

Referiremos nuestra segunda parte al estudio de los motores animados y los inanimados que se aplican tal y como la naturaleza nos los proporciona, como sucede con el agua y el aire, y dedicaremos la tercera parte, al debido estudio de la máquina de vapor en -sus diversos aspectos y de los demás motores, cuya aplicación, requiere alguna previa operación ó modificación para su debida utilización en los receptores.

Este es el programa que bien quisiéramos desarrollar á satisfacción de nuestros lectores, eco fiel de nuestras conferencias en la cátedra, y sin que en nues-tro trabajo llevemos otra aspiración que el de contribuir con nuestras limitadas fuerzas al mejoramiento de las clases trabajadoras, ávi Ja siempre de aquella instrucción que les ha de reportar el bienestar que se merece y que de todas veras le^deseamos.

MECÁNICA SOCIOLÓGICA

TOMO I

P A R T E P R I M E R A

Preliminares y asuntos comunes á todos

los motores y receptores

PARTE SEGUNDA

Motores cuya aplicación tiene lugar

sin alterar su estado

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pre, tienen que aparecer en nuestras sucesivas explicaciones.

Entendemos en primer término que todos cuantos honren con su presencia á estas conferencias tienen cabal conocimiento de que el metro es la medida que se emplea para determinar longitudes ó distancias lineales; (1) que el metro cuadrado es la medida de las superficies y el metro cúbico la de los volúmenes.

Sábese también que el gramo es la unidad del peso aunque en la práctica se emplea más conmumente el kilogramo ó sea 1000 gramos, y finalmente que el litro es la unidad de medida de los líquidos y áridos.

Y nunca debe de olvidarse que el kilogramo es equivalente al peso de un decímetro cúbico de agua á 4 grados sobre cero, que es precisamente el líquido que ocupa un litro; de modo que litro, decímetro cúbico y kilogramo, son medidas fijas é invariables, y fijo é invariable es, por tanto, el sistema métrico decimal pues sus fundamentos son invariables y fijos.

Ocurre frecuentemente en el cálculo de las máquinas, como oportunamente veremos,

(i) En la marina se emplea la milla. La milla española tiene i852 metros y la inglesa 1609 metros, de modo que una milla inglesa es igual á 0,868 de la española.

—4r-que hay que multiplicar kilogramos por metros, y evidentemente entonces su producto resulta ser kilográmetros.

Ocurre así mismo tener que hallar la superficie ó el volumen de una pieza de maquinaria de forma y dimensiones conocidas y á este fin hay que recurrir á las fórmulas geométricas que se emplean al efecto, razón de suyo poderosísima para que nosotros las demos aqui lugar por el orden de su enunciación en la Geometría en los términos siguientes:

Superficie de 3 lados ó triángulo: Llamando S á su superficie; b, á la base, y. h; á la al*

tura; tendremos: S—-«-

FIGURAS DE 4 L A D O S . - Cuadrado; siendo a el lado y S su superficie, tendrá mos S = a*.

Rectángulo: Llamando a un1 lado y b esotro contiguo, S = ax b.

Par al el ó gramo: Si b es su base,! y h la?. altura perpendicular levantada á ¿>, se tiene S=bxh .

Trapecio: Si B y b son los lados opuestos paralelos y h la altura ó perpendicular comprendida entre aquellos, S=~7>-(B+b) h.

Cuadrilátero: Los irregulares no comprendidos en los anteriores se descomponen.

PARTE PRIMERA <jmamt^

Preliminares y asuntos comunes á todos los motores y receptores.

Conferencia I,

Remember preciso á la exacta inteligencia de las sucesivas conferencias.

El hombre, dueño absoluto de cuanto le rodea y cuyo conjunto se denomina Natura-lesa, aspira con justa legitimidad á saber lo que posee, y solo lo puede conseguir mediante cierto orden y sistema que constituye lo que se llama Ciencia.

Pero este conocimiento de la Naturaleza, ó sea, esa Ciencia universal, rebasa los límites de la inteligencia humana, y no puede abrazarla en toda su extensión, razón por la que, y bien pensando, hubo de dividirse la ciencia universal en diversas ramas, y ya el hombre pudo dedicarse con debido discernimiento y con consecutivo progreso, al estu-

Casquete esférico: Si r es el radio y h la altura del casquete, se tiene S = 2 F^( r h.

Huso esférico: A es el ángulo del huso y r el radio: S = ) ^ ( r 2 x A.

El inglés Mr. Simpson establece una regla para hallar el área de una figura irregular y es la siguiente:

Dividese la figura por medio de líneas verticales equidistantes, se toma, por escala la medida de la Ia y última de estas lineas, que se llaman ordenadas y á la suma del valor de ambas se agrega el cuadruplo del valor de las líneas de división pares, y el duplo del valor de las impares. Le suma total se divi" de por 3 y el cociente se multiplica por la distancia que separa estas líneas. Así por ejemplo, si tenemos una figura que la dividimos en 10 partes iguales por líneas verticales de modo que la 1*, valga 52; la 2a, 60; la 3a, 84; la 4a, 66; la 5a, 68; la 6a, 69; la 7a, 67; la 8a, 57; la 9a, 61 y la 10a, 42, tendremos: Arca=52+Í2"t"í{60">'68't"69"t"57)'f2(:8j:4"68"t"67+61)=540 66

y muitiplicendo por 20, que es la distancia entre las divisiones resulta:

A=10813,2=l»,2 08131

VOLÚMENES DE LOS CUERPOS Prisma: Sea V el volumen, B el área de

a base y h la altura, tendremos V=Bh. Prisma truncado: Siendo V el volumen B

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el área de la base* a, b, c... las alturas de cada vértice superior, y n el número de caras,

tendremos V = Bx ^±-^±^±ni-n

Cilindro: Llamemos V al volumen, B el área de la base y h á su altura, tendremos: V = Bxh.

Cilindro t/uncado: Si B es él área de su base ye el eje tendremos V =*'Bxe.

^Pirámide: Sean B el área de la base y h su altura, tendremos V = V3

!Bh. Pirámide truncada: Si B y b son las áreas

de las bases paralelas y h la altura del tronco, tendremos V = V3h(B+b+ VIb.)

Cono: Llamemos B al área de la base y h á su altura, tendremos V = -~- B x h

Cono truncado: Cual en la pirámide trun

cada, V = -i-h (B+b+VBb.)

Poliedro: Se descompone enrpiramides, se hallan los de estas y se suman.

4 3

Esfera: Si r es el radio: V = -Ó-) W ( r

Sector esférico: Si C es el área del casque

te y r el radio, V== -5- Cxr . -Huso esférico:Si ^4=ángulo dentro la an

gula y r el radio, resulta:

en dos triángulos, y se suman.' la$ ateas dé ellos.

FIGURAS DE 5 Ó MÁS LADOS.—Regulares: llamando *P al perímetro y r al ir adió

P x r del círculo inscrito, tendremos S=—~-

Irregutares: Se descomponen en triángulos y se suman las áreas de todos ellos.

FIGURAS CURVAS,—Circulo; llamando 5 á su superficie, r almadio y )^( á la relación del diámetro con la circunferencia resulta S = p " ( r 2

Sedo y: Si S es su superficie, a la longitud

de su arco y r su radio, tendremos S=—K~

Elipse: Siendo S su superficie, a el semieje mayor, b el semi-eje menor y )w( la relación de la circunferencia con el diámetro, resulta S = ) w ( x a x b .

Parábola: Si S es el área de un segmento parabólico, h la altura, ó mayor amplitud de la curva, y b la ságita ó mayor distancia del arco parabólico á su cuerda tendremos:

S=- | ^bxh

SUPERFICIE DE LOS CUERPOS Prisma recto: Sea p el perímetro de la

base, h la altura y S, su superficie; tendremos S=*ph.

Prisma oblicuo: Sea p el perímetro de una

r e

sección perpendicular á las aristas, l el lado de la prisma y tendremos S=pl.

El área total se completa con las dos de las bases paralelas.

Prisma truncado: Las caras son trapecios, se calculan como tales y se suman.

Cilindro recto: Siendo r el radio de la base y h la altura, tendremos S=2)^(rh.

Cilindro oblicuo: Si a es la arista y / la longitud de una sección perpendicular á las aristas, tendremos S—al.

Cilindro truncado: Sea e el eje y r el radio de la base y tendremos S = ) w ( r e.

Pirámide regular: Si p es el perímetro de su base y a la apotema ó altura de sus caras, tendremos S='/2pxh-

Pirámide truncada: S i P y ^ s o n los perímetros de sus bases y h, la altura de sus

caras, tendremos S==—«-xh

Cono recto: Si r es el radio del círculo base y / el lado ó arista del Cono, tendremos:

S = ) w ( r l . Cono truncado: Si R y r son los radios de

de los dos círculos bases y h la arista ó lado, resulta S = ) " ( h (R x r)

Esfera: Si r. es su radio, S = 4 ) ^ ( r 2 , y también )^"( D 2, siendo D el diámetro de la esfera,

- ft,—

Volumen de una pipa, tonel ó barril. Esta determinación que también se llama aforar porque sabido su volumen se sabe el líquido que puede contener, se puede hallar con suma facilidad por cualquiera de las fórmulas siguientes:

1.» V = 0,2618H (2D2 +d2) que es la fórmula de Ougtred, en la que H representa el lanío de>la pipa, tonel ó barri!, D el diámetro en la panza y d- el-diámetro en el fondo que debe ser igual en ambos.

2il V=3,14, H (R— | (R-r)2; siendo en ella

H el largo, R el radio de la panza y r el radio del fondo.-(Esta fómula es debida á Mr. Dez.)

3a V = ¿ D 2, (^D+d)+0,15 d »,)fl+l,0453

y es muy usada en la marina, y consideramos de más fácil aplicación.

4* V=86,s H (2 D+d) 2 litros. El inglés Mister Simpson establece una re

gla práctica para hallar el volumen de un cuerpo irregular cualquiera.

Divide la longitud del cuerpo en un número par de partes iguales; 0—1, 1—2, 2—3, 3—4 etc. y se halla el área de estas divisiones.—Súmase el área de la Ia división, 0—1, y la de la última división hecha, y se multiplica esta suma por la unidad. Seguidamen-

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te se hallan las áreas de las divisiones que ocupan lugar impar, súmanse todas y su suma se multiplica por 4: nácese lo mismo con la divisiones pares, menos la última y la suma de todas estas áreas se multiplican por 2. Seguidamente se suman estos tres productos y esta suma total se multiplica por la distancia que hay entre dos divisiones, y dividiendo este producto resultante por 3, se tiene el volumen buscado.

Si el cuerpo no se perjudicara por introducirle en un líquido cualquiera, es micho más breve arrojarle á un recipiente de forma geométrica que tuviera un líquido menos pesado que el cuerpo, y observando lo que había crecido, con su inmersión, el líquido del recipiente, es fácií determinar el volumen correspondiente á este ctecimiento de altura, y este sería del volumen exacto del suerpo sumergido.

Conferencia I I

Importancia de la Mecánica—Definición

y propiedades de los cuerpos.—Defini

ción y división de la Mecánica.

MECÁNICA, DEFINICIONES QUE LE SOf4 PECULIARES-—Ya hemos anunciado que entre las ramas de las matemáticos mixtas, ó aplicadas, figura en lugar preferente la que se ocupa de los movimientos que toman los cuerpos y sus causas originarias, ó sea la Mecánica, ciencia que aparecía hasta hace poco formando parte de la Física, pero que posteriores progresos han venido á probar que del estudio de la

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fijas y determinadas de la mecánica. No en vano dijo C. L. Bergery, y nosotros repetimos ahora, «nos parece que la Mecánica es la ciencia cuyos datos y principios conviene dilatar más; sus leyes dirigen toda la industria del hombre, todo el concurso y pormenores del uni. verso», y ¿como no, si no es dado la existencia del reposo ni del movimiento sin la acción de una fuersa, causa de ese estado, y de una velocidad en el movimiento, efecto, motivos sustanciales del estudio de la Mecánica? y ¿como no, si no es dado á ningún cuerpo cambiar su estado habitual, esto es, pasar del movimiento al reposo, ni viceversa, ni disminuir, ni aumentar, sin la existencia de una causa que se llama, Juerza, potencia, motor ó resistencia, y cuyo conocimiento es peculiar de la Mecánica?

Ciertamente que en esta como en toda otra ciencia existen previas definiciones, nociones preliminares y significación de palabras que, además de ser indispensables para hacer el estudio de las verdades científicas que le son peculiares, juegan un papel importante en la exposición misma de la doctrina y análisis de aque Has y en que no podría darse un paso sin tener muy presente su verdadero significado.

Así pues tenemos que se llama Materia, todo cuanto afecta á nuestros sentidos, especialmente

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al tacto y es Cuerpo, toda porción limitada de materia.

Todo cuerpo se compone de elementas ó partes infinitamente pequeñas, que se llaman Alamos tomando la acepción de Molécula la reunión ó grupo de varios átomas, y Masa la cantidad de materia que contiene un cuerpo.

Los átomos y moléculas que componen un cuerpo cualquiera, se hallan sometidos á la acción de mutuas atracciones y repulsiones que se denominan fuerzas moleculares y según prevalezcan unas sobre otras, así se presente el cuerpo en el estado sólido, líquido ó gaseoso, (i)

En efecto, son cuerpos sólidos, aquellos cuyas moléculas no se pueden separar sino empleando un esfuerzo mayor ó menor, como las piedras, maderas, metales etc. y conservan siempre su forma primitiva. En ellos la fuerza de atracción molecular es mayor que la de repulsión.

Son líquidos, aquellos en que su débil adherencia les hace cambiar continuamente de forma, pues sus moléculas resbalan unas sobre otras con suma facilidad y toman la forma de la basija que las contiene; tales son el agua, al-

(i) NO no nos ocupamos del nuevo estado que bajo la acepción de materia radiante designa la ciencia moderna, porque no tiene interés para nosotros por no haberse vulgarizado bastante.

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cohol, aceite, mercurio etc. y en ellos la fuerza de atracción molecular es igual á la de repulsión, y por fin, son gaseosos, aquellos cuyas moléculas gozan de una gran movilidad, y tienden siempre á aumentar de volumen; tales son el aire, oxígeno, hidrógeno, vapor etc. esto es aquellos en quienes, la. fuerza de atracción molecular es menor que la de repulsión.

Existen algunos cuerpos que por variados procedimientos llegan á adquirir estos tres estados diversos, es decir, que por medios distintos pueden modificarse las relaciones de actividad recíproca de las fuerzas moleculares; así vemos el agua por ejemplo,'que aparece sólida en su condición de hielo, líquida á la temperatura ordinario, encontrándose entonces en equilibrio las fuerzas de atracción y repulsión, y finalmente, elevando la temperatura del agua, se aumenta la acción de la fuerza de repulsión y aparece en el estado de vapor, gas ó aeriforme.

Este'fenómeno, frecuente en el agua, por cuya razón se han tomado los puntos, ó momentos de congelación y de ebullición, para determinar porelloslos grados, cero y ciento, respectivamente de los termómetros, que son los instrumentos que sirven para apreciar el grado de calor ó temperatura de un cuerpo cualquiera, se presenta también en otros cuerpos según sea mayor ó menor la temperatura á que se le sujeta, pues está probado que los cuerpos se dilatan

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fiov el calor y se contraen Este fenómeno de la dilatación y contracción

de los cuerpos, constituyen en ellos una propiedad general á las que hay que agregar otras no menos importantes y generales también, y otras también interesantes, pero meramente particulares.

Entre las propiedades generales aparece en primer término, y la simple observación lo acredita, que un cuerpo colocado en un lugar cualquiera, no se moverá por si mismo y también se concibe que puesto en movimiento no se pararía si no hubiese causas extrañas que le obligasen á ello*

Esta propiedad general constituye el fundamento principal de la Mecánica, y se llama Inercia.

Otra de las propiedades generales, demostrada por la simple observación también, es la Impenetrabilidad; es decir, quedos cuerpos no pueden ocupar al par un mismo lugar del espacio, pues cuando se vé lo contrario, por ejemplo el agua en una esponja, es en virtud de otra propiedad también general, que se llama Porosidad que nos dice que todo cuerpo está acribillado de huecos más ó menos perceptibles, llamados por os, llenos de aire que los abandona en virtud de su mayor espansibilidad para permitir la entrada del agua en eüos, en virtud de su menor espansibilidad y mayor fuerza de

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atracción ó cohesión. También es evidente á la simple vista que todo cuerpo ocupa un lugar ó extensión en el espacio, por cuya razón se dice que todo cuerpo tiene extensión y como no es dable admitir ningún cuerpo sin que afecte una forma ó figura, hay que confesar también que la figurabilidad es otra propiedad general de los cuerpos.

La atracción molecular es otra de las propiedades generales de los cuerpos como hemos podido apreciar al ocuparnos de los tres diversos estados que tienen los cuerpos de la naturaleza, pero además de esta atracción existente entre las moléculas de los cuerpos, existe otra atracción dicha universal, porque es común á todos los cuerpos sin distinción, que se observa fácilmente y que es la atracción que ejerce la tierra á llevar á su centro á todos los cuerpos, propiedad muy importante bajo el punto de vista científico por sus aplicaciones^ que se Wíima. pesánted y gravedad palabra, esta última, que no debe nunca confundirse con la de gravitación que nos representa la atracción mutua que entre si ejercen los cuerpos celestes y que no hay porque emplearla al hablar de los cuerpos de la tierra. :

Otra de las propiedades generales, de los cuerpos es la divisibilidad cuya palabra nos dice por si misma la condición que presentan

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de poderse dividir más y más según los procedimientos que al efecto se empleen.

La compresibilidad es otra de las propiedades generales de los cuerpos, pues aunque pudieran considerarse á los líquidos como incompresibles, en rigor lo son aunque en grado muy poco sensible, sucediendo todo lo contrario con los gases que son muy compresibles.

Ocupa también un lugar importante entre las propiedades de los cuerpos, la dilativili-dad, de que ya nos hemos ocupado antes, y consiste en la condición de todos los cuerpos de aumentar, en mayor ó menor grado, su volumen ya por medio del calor, ya por accio-nesfmecáiiicas.

La dilatación puede ser longitudinal, cual se observa en los carriles de una vía férrea, qne parece crecen á la acción del calor del estío, y por cuya razón al colocarlos en la vía, en invierno, hay que cuidar de dejar en las juntas un .intervalo ó hueco de uno ó dos milímetros, según el largo del carril; bien puede ser circular como acaece con las llantas de las ruedas de los vagones, coches ó locomotoras, que hay que calentarlas si se han de colocar en sus ruedas respectivas, ó bien por fin puede ser volumétrica, ó cúbica, si es un trozo ó cuerpo que se calienta todo él, pues si

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frío, pasa por un hueco determinado y después de caliente no puede pasar.

A las expuestas propiedades generales de los cuerpos, hay que agregar otras de carácter particular y características de algunos, que no existen en otros.

Entre ellas tenemos la Elasticidad, propiedad que tienen algunos cuerpos de recobrar su primitiva forma y volumen al cesar la causa que la alteró. Los que no recobran su primitiva forma, se llaman tenaces, y tenacidad la propiedad distintiva suya.

No se debe confundir tenacidad con dureza, puesto que puede ser, cual el plomo, un cuerpo tenaz y poco duro, pues es rayado por el acero, y tenemos el diamante,-que es el cuerpo más duro conocido, puesto que no es rayado más que por su propio polvo, y sin embargo es tan poco tenaz, es tan frágil, que se quiebra fácilmente por la percusión.

Son así mismo dos propiedades particulares de algunos cuerpos, importantes en la aplicación, la ductibilidad y la maleabilidad: La primera, es la condición que presentan algunos cuerpos de poderse estirar más y más por procedimientos mecánicos diversos, y la segunda, es carácter distintivo de los mismos cuerpos que por. procedimientos mecánicos también, se convierten en hojas ó planchas sumamente delgadas. El oro es un ejemplo

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palmario de esta doble propiedad, pues observamos como ejemplo de su ductibilidad el hilo de oro de bordar, y como representación de su maleabilidad tenemos los librillos de oro que usan los doradores.

Hecha esta somera exposición de las propiedades de los cuerpos tenemos que confesar que de todas ellas son las más importantes bajo el punto de vista mecánico, la inercia y la movilidad.

Así pues, si suponemos que un cuerpo persevera en un mismo lugar del espacio, sin estar solicitado por ninguna fuerza, diremos que se halla en reposo. De aquí deducimos que siendo movilidad la propiedad que tienen los cuerpos de ocupar diferentes puntos áe\ espacio, se dirá que un cuerpo está en movimiento cuando pasa de un punto á otro del espacio, y se dice que está en reposo, cuando permanece constantemente en su mismo sitio.

Es evidente que el reposo y el movimiento son relativos, pues, un cuerpo está en reposo ó en movimiento solo con relación á los demás cuerpos que le rodean; no podemos desconocer que no hay cuerpo que se halle dentro de la esfera de actividad de la tierra, que no participe del doble movimiento de rotación y traslación de este planeta.

También expusimos que es inercia la im-

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posibilidad en que se encuentran los cuerpos para pasar, por si mismos, del reposo al movimiento y viceversa. Ahora debemos agregar que la causa que puede producir el cambio del estado habitual del cuerpo, ó sea, destruir á la inercia, es lo que se llama fuerza.

Compréndese según esto por fuersa, toda causa, cualquiera que sea su naturaleza, que cambie, ó tienda á cambiar el estado de reposo de un cuerpo en movimiento, ó del estado de movimiento en, reposo; desígnase así mismo por la acepción potencia toda fuerza capaz de producir este cambio del estado habitual del cuerpo y se llama resistencia lo que se opone al cambio pretendido por la potencia.

Si estas dos fuerzas son iguales, 6 bien, si varias fuerzas que obran sobre un cuerpo, no consignen cambiar su estado habitual, diremos que este se encuentra en equilibrio, y de aquí necesariamente resulta evidente, que si dos ó más fuerzas obran sobre un cuerpo y se destruyen mutuamente, no habrá ningún cambio en el estado habitual del cuerpo y se dice que estas fuerzas se equilibran, ó están en equilibrio.

Este es precisamente el fenómeno que sucede en todos los objetos que se encuentran en la tierra en sus condiciones normales. El hombre, por ejemplo, lo mismo cuando está

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sentado como cuando se encuentra andando, está sometido á la acción, peso, ó mejor dicho, presión de la atmósfera; por todas partes está rodeado de aire, cuya presión normal es la de una atmósfera y cuyo peso es el de I0335 kilogramos por cada metro cuadrado de superficie en contacto, ó sea 103 kilogramos y 35 gramos por cada decímetro cuadrado que presenta á su acción el cuerpo del hombre. Bastaría, evidentemente, que por un momento cesara la acción de este atmósfera sobre un punto cualquiera del cuerpo del hombre, ejerciéndose sobre los demás puntos, para que cayera cual un rayo sucumbiendo seguramente al choque violento que recibiría el cuerpo humano sobre el suelo, y no sucede afortunadamente este funesto acontecimiento, porque rodeado por todas partes de la atmósfera, en el conjunto de su cuerpo se ejerce la misma presión, y aparece el caso de varias fuerzas, iguales y contrarias, que como tales se destruyen y constituyen un verdadero equilibrio.

Y de lo expuesto se deduce sin, esfuerzo que la fuerza es desconocida en su naturaleza y solo es apreciable por sus efectos, sucede como la luz, el color, la electricidad, y el magnetismo. Nadie podrá decir cual es la naturaleza de estos agentes, llamados imponderables pero todos conocen sus efectos sor-

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prendentes y necesarios á la actividad humana.

La fuerza que da movimiento á un cuerpo se llama fuerza motriz ó motor y móvil al cuerpo que se mueve. La experiencia acredita que para¡vencer¡una resistencia se"rtha-ce precisa una potencia mayor, pues no hay máquina á cuya resistencia directa, no haya que agregar las indirectas, llamadas resistencias pasivas, como son el frotamiento ó rozamiento, el aire, etc. etc. La existencia de estas resistencias pasivas imposibilita la obtención, por algunos empíricos soñada, del movimiento continuo, máxime si tenemos presente que la fuerza no hace fuerza como por aquellos se cree, sino que lo que se gana en fuerza se pierde^ en velocidad^ ambos á dos son precisamente^ los .^elementos ó factores indispensables para constituir lo que se denomina trabajo mecánico.

Hemos empledo |una fpalabra^nueva hasta aquí que es la de"Máquina y precisoesque sepamos que es máquina todo instrumento que sirve para "trasmitir la acción s del una fuerza, y si se quiere dar mayor¡. amplitud á esta definición, podemos decir, que máquina es uu aparato ó instrumento formado por un número variable de piezas, que se llaman en mecánica órganos, dispuestas dé tal modo quela alter aciónenla situación de uno

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ciialquiera lleva consigo indefectiblemente movimientos correspondientes d los demás. Máquina es una palanca, una polea, un torno, un plano inclinado, una cuña y una rosca ó tornillo y máquina es una cuerda, como máquina es una balanza, una romana 3' una báscula, y máquina es un polipastro, un torno clínico ó torno diferencial; máquinas son las ruedas dentadas, como máquinas son las qne utilizan el salto de agua de un río para moler trigo y otros usos industriales y que se llaman máquinas hidráulicas, y máquinas son las que aprovechan la acción del vapor para transportar un tren y que se llama locomotora.

Y de la definición que acabamos de dar á máquina, se deduce que pueden ser simples, á cuyo grupo corresponden las siete primeras enumeradas y co?npuestasque\o sontodaslas demás que se imaginen, y resulta evidentemente lo que antes dejamos apuntado, que las máquinas no crean fuerza, pues no hacen más que modificarla/trasmitirla, trasformarla, y que antes por el contrario pierde una parte de la fuerza motriz ó potencia, y se pierde por la existencia de las resistencias pasivas propias siempre en la materia bruta que forma el aparato, y cuya pérdida es tanto mayor, necesariomente, cuanto más numerosos y pesados son los órganos en movimiento, de

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aquí la ley general de toda máquina perfectamente demostrada en la mecánica, que la potencia multiplicada por el camino que recorre su punto de apoyo en dirección de aquella, es igual á la resistencia multiplicada por el camino que recorre el suyo, ó en otros términos como ya expusimos, lo que se gana en fuerza se pierde en tiempo, ó velocidad.

De estas consideraciones se.desprende que la fuerza, para que sea tal fuerza, tiene que leñar ciertas condiciones; y en efecto estas lcondiciones son las cuatro de punto de aplicación, dirección, intensidad y sentido en que obra.

El punto de aplicación es aquel en que se aplica y actúa la fuerza; dirección, cuando se aplica una tuerza aun cuerpo cualquiera, tenderá á moverse y si \o hace lo practicará en dirección rectilínea ó curbiíínea, y á este camino que recorre se llama dirección de la fuerza. Si á este cuerpo se le aplica una fuerza doble, triple, etc. de la anterior, el cuerpo se moverá con una velocidad doble, triple, etc. ó con la misma velocidad recorrerá un espacio doble, triple'que el anterior, y esto se expresa diciendo, que la intensidad de la segunda fuerza el doble, triple, etcd. e la primera; es pues a intensidad la cantidad ó magnitud de la

fuerza empleada y que se representa poruña

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porción de línea recta, ó por un número determinado de kilogramos- Pero como no determinamos una fuerza por la dirección, magnitud y su punto de apoyo, pues puede obrar para arriba, para abajo, hacia la derecha ó hacia ,1a izquierda, hácese necesario también fijar su sentido de acción, lo que señala con una flecha ó saeta en el extremo de la recta que determina su acción ó intensidad.

Obsérvase desde luego, que las fuerzas son cantidades, y como tales pueden representarse por números; ya que sabemos que el número nos determina la relación de la cantidad con la unidad, podemos pues establecer un término de comparación que nos represente la unidad de medida de una fuerza, y entonces una fuerza como siete, por ejemplo, no nos reprensentara su absoluta magnitud, sino la relación con la unidad de fuerza, término de comparación. Puédese también representar por sus números concretos, pudiendo decirse que tal fuerza tiene tantos kilogramos de intensidad, y de aquí el que se haya convenido que al representar gráficamente una fuerza por una línea, se haga que una iongitnd determinada represente un peso determinado también, y por tanto si suponemos un cuerpo, ó máquina en movimiento, su efecto será, como antes dejamos dicho, un doble factor de es-

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fuerzo, ó fuerza, representado en peso, ó sea kilogramos, y de espacio recorrido por el punto de aplicación, expresado enmetros, resultando que será kilográmetro la unidad de medida de aquella acción que podemos llamar dinámica, ó de movimiento.

DIVISIÓN DE LA MECÁNICA.—Des-pues de estas nociones y definiciones precisas á la fácil inteligencia de lo que en lo sucesivo hemos de exponer, cábenos decir, que Mecánica es la ciencia que estudia las leyes del equilibrio y movimiento de los cuerpos.'

Vasto, vastísimo es el campo de la Mecánica y según que su estudio se haga en abstracto, ó en toda su extensión, ó bien en concreto, aplicando sus principios á una manifestación particular, tomará el nombre de Mecánica racional universal ó especulativa, y se dividirá en Estática que comprende el estudio de las leyes que presiden al equilibrio de los sólidos; Dinámica que determina las leyes que rigen el movimiento de aquellos cuerpos; Hidrostática que estudia las leyes del equilibrio de los fluidos (líquidos y gaseosas) é Hidrodinámica que se ocupa de las leyes del movimiento de estos fluidos; ó se designara bajo lit denominación de Mecánica aplicada que se subdivide en tantas variedades como motivos especiales demanden la aplicación de las leyes de la mecánica gene-

28 —

ral; así tenemos la Astronomía 6 mecánica celeste, que es la que estudia el equilibrio 3 movimiento de los astros ó cuerpos celestes; Navegación á la que enseña no solo á conducir á través de los mares un buque por la observación de los astros y la brújula, sino á hacer mover ese mismo buque, utilizando los agentes naturales agua, viento ó vapor, en los remos, velas ó hélices, etc.; Gnomónica que nos fija la duración del tiempo mediante el movimiento de la sombra que proyectan los cuerpos expuestos also!; Neumática, Optica, Termodinámica que hemos enunciado anteriormente y por fin la Mecánica industrial 6 tisual, la más ^importante bajo el punto de vista práctico, y de la que entrasacaremos aquellos motivos de mediata aplicación en sus más importantes manifestaciones de la actividad.

La Mecánica industrial, que es la q<ie se aplica á los usos de la industria comprende: 1." Las nociones generales ó fundamentales. 2.0 Los motores. 3.° Los receptores. 4.0 La Cinemática, ó sea el estudio de los movimientos geométricamente considerados. 5o. La resistencia de materiales y 6.° La construcción de máquinas.

Cada una de estas partes es motivo suficiente para un tomo voluminoso, pero la ín. dole de estas nuestras conferencias nos sepa-

— 29 .—

ra algún tantq.de esta división^ ya quet queda reducido nuestro abjeiivoj.aí exameíVcie aquellos asuntos cuyo, cpriecimiento púede importar á la masa general social.

Creemos que esta nuestra, conduc|:a:no.lia de ser extraña, para nadie, ya que'resulta axiomático que las ciencias y el arte, ,1a in. dustria en su latísima acepción y el. comercio, son los componentes de ese progreso de las naciones cultas, progreso que responde á las leyes, casi matemáticas de(ies^ nueva ciencia que estudia los fenómenos modernos y que denominamos Mecánica sociológica.

Sin duda que la Mecánica práctica, es factor principal del progreso humano, pues ella dota, de tiempo en tiempo, á la humanidad, de múltiples inventos que reflejan un destello genial y prestan ai hombre poderosos elementos para vencer en su lucha constante con la Naturaleza, y ella es también la que tras un esfuerzo continuado de labor ingrato, logra que los productos se obtengan con mayor desahogo, y se multipliquen los cambios, trocando los antiguos odios de pueblo contra pueblo en verdadera fraternidad, pues que por el mutuo apoyo se destruye el hambre y la miseria.

No debe por tanto mirarse con indiíerencia el progreso mecánico de los pueblos, pues la experiencia sanciona, que puede más una in-

— 3o

vención que una ley, y es más beneficiosa la acción de una máquina que un código, pues que las máquinas y las invenciones siembran la riqueza y la movilidad, atributos ambos del bienestar de las naciones.

El examen, pues, de todas aquellas cuestiones directamente relacionadas con esta Mecánica práctica ó sociológica serán motivo de nuestras sueesivas conferencias, por creer que así nos ponemos más en armonía con exigencias y aspiraciones sociales.

Conferencia III

C A P I T U L O IV

Peso del aire.—Presión atmosférica y modo demedirla.—Problemas importantes

'—Barómetro, sus diversas clases y aplicaciones

AIRE Y PRESIÓN ATMOSFÉRICA -La importancia del estudio del aire, tanto bajo el punto de vista teórico como práctico, data y es reconocida desde los tiempos primitivos, puesallá, en los albores de la ciencia univer-

- 32. rr

sal, st)1o se tenían por cuerpos simples, en la naturaleza, y por tanto como sus únicos elementos constituyentes, el aire, el agua, el fuego y la, tierra.

Y la importancia de estos cuerpos fué creciendo con el progreso de la ciencia misma, y hasta tal punto se ha hecho interesante su estudio que no hay manifestación alguna de las variadas en que se conceptúa dividida la ciencia de la naturaleza, que no se ocupe de ellos bajo distintos aspectos.

No pretendemos examinar ahora las diferentes fases que aquellos pueden presentar, baste Á nuestro objeto asegurar que el aire es ese fluido,'compresibley elástico ó expansible que nos rodea, 3' que el mismo vulgo reconoce yábai'o la acepción técnica que le es propia, atmósfera, yqueformaese océano dentro de cuyos límites se verifican la mayor parte de las acciones vitales y que muy racionalmente se le designa también bajo el nombre de gas déla vida. •""••'•'' •

Ciertamente que éntrelas necesidades del hombre ninguna le es tan preciada como la de su propia existencia y conservación, y es de taríta impoftancia la misión del aire no solo íWk c'tífr elhombre ;;sího también para con todo ser 'orgánico, que sin él la muerte sustituiría á la vida y dejaría de ser todo lo que hoy''constituye -los dos importantes reinos

- 3 3 -

naturaleza, el animal y el vegetal. Por eso demuestra la ciencia que no hay combustión ni respiración sin el intermedio de este poderoso agente; por eso la química le coloca en lugar preferente para determinar los elementos que le componen, y demuestra el error de los antiguos al suponerle un cuerpo elemental ó simple, pues esta ciencia investigadora, ha probado concluyentcmente que es una mezcla de 78'6o5 de Ázoe ó Nitrógeno, gas definido por la misma ciencia; 0*450 de>apor de agua, producto de la ebullición de este líquido por la acción del calor solar; o'oso de ácido carbónico, gas también estudiado en aquella ciencia y 20<895 de Oxígeno, gas determinado por la química, y cuya influencia es tal que su absorción por el reino animal constituye un cambio por el ácido carbónico que espeli-do por él, es absorvido por el reino vegetal que satisface tan sagrada deuda con el oxígeno que expele y que el reino animal ab-sorve.

¡Sorprendente fenómeno "de la Naturaleza, donde nada se pierde, y en la que sus variados reinos se prestan mutuo y preciso concurso al sostenimiento de ese ^equilibrio, que el hombre estudioso sorprende en todos y cada uno de los destellos de esa obra del Gran Creador!

A su vez la física nos prueba que el peso s

- 34 -

específico ó densidad del aire, va disminuyendo de una manera lenta á medida que se eleva respecto al nivel del mar, por cuya única y poderosa razón se admite, que la altura ó espesor de la capa total de la atmósfera, por más que no sea fácil limitarla, es la de 6o ó 7° kilómetros, debiendo ser sencillamente la de 7954 metroS;SÍ el aire estuviera repartido cual una capa líquida y careciera de esa su característica cualidad la expansíbidad; y decimos 7954 metros porque el peso específico del aire respecto del agua es ^ y corro la altura del agua equivalente á una atmósfera en io. 33 el producto 77oxlo,33= da el número 7954, dicho.

Hemos manifestado que no es fácil limitar el espesor de mencionada atmósfera porque la Geografía nos dice, que la montaña más elevada de nuestro planeta cuenta 884o metros y nadie ha podido llegar á su cúspide, porque ya no es respirable por el hombre el aire á aquella altitud, pero se ha podido apreciar en diversas ascensiones aereostáticas que las presiones atmosféricas decrecen con mayor rapidez que crecen las alturas.

Digno es seguramente el estudio del aire en cuanto se refiere á la vida de los reinos animal y vegetal, esta tarea no nos incumbe; empero en este lugar, y ya que no deja de ser interesante también bajo el punto de vista

- 3 5 -

mecánico, en este terreno haremos algunas, aunque breves consideraciones.

No nos detendremos tampoco en las consideraciones que pueden serle peculiares como agente motor, ó fuerza motriz. Sábese lo remoto de su aplicación, á los molinos de viento; no es desconocida su importante acción, desde los Fenicios, en la navegación; y no es de este lugar explanar las diversas experiencias y continuados ensayos que continuamente se practican en nuestros días, ya en su aplicación á los ferro-carriles atmosféricos, ya en las máquinas que le utilizan, como pretendiendo sacar partido de su expansiblidad, por cuya razón se llaman máquinas de aire comprimido, ya en aquellas en que ejerce su acción el mismo agente á una temperatura más ó menos elevada, y que como tales, se llaman de aire caliente y de que 'ya han presentado diversos modelos, Sterling, Belou, Girard, Frauchot y el español Reinlein etc. y ya por fin de las que utilizan como potencia una mezcla de aire y vapor como la de Warsop; nuestra misión es hoy más modesta y elemental.

Dejamos dicho que nos encontramos en el centro de un océano de aire, y en efecto este fluido rodea por doquier el planeta, tierra, en que habitamos; hallándole tanto en lo más profundo de los valles como en lo más elevado de las montañas y habiéndose averiguado por

3 C -

experiencias repetidas, como antes digiraos, que se eleva á unos 6o ó 7o kilómetros sobre el nivel del mar.

La misma idea vulgar que sucede con el que hallándose sano no se acuerda de apreciar lo que vale la salud, acontece que al hallarnos dentro del aire no nos damos cuenta de ello ni menos nos fijamos en que este es un medio, digámoslo así, resistente y por lo tanto pesado. Esto empero, es un hecho fuera de toda duda que el aire es un cuerpo material que aunque muy comprimible y elástico, goza de todas las propiedades de la materia, y está sometido por tanto á la imperiosa y general ley de la gravedad, es decir, pesa.

Diferentes experimentos físicos han determinado de una manera inconcusa que un me-metro cúbico de aire pesa 1*299 gramos, ó sea que el decímetro cúbico de. aire que es igual al litro, pesa próximamente un gramo y tres decigramos, determinado á la temperatura de cero grado.

Ahora bien, si un decímetro cúbico, ó litro, de aire pesa 1*3 gramos, tenemos necesariamente que confesar que la atmósfera contendrá tantas veces un gramo tres decigramos, como decímetros cúbicos tenga esa gran masa de aire, y así es en efecto; el cálculo nos dice que este peso escede de dos trillones de kilogramos.

_ 37 —

De aquí se deduce sin esfuerzo, que la superficie de todo cuerpo que está en contacto con el aire atmosférico, experimenta una acción, que se llama presión atmosférica y que será igual, referida ala unidad de super, ficie, al peso del aire contenido en un cilindro cuya base es esta unidad y cuya altura sea la de 6o ó 70 kilómetros que hemos indicado tiene la atmósfera.

Presión atmosfbrica será, según esto, el peso ó presión ejercida por una columna de aire de un centímetro cuadrado de base}

que partiendo del suelo ó superficie de la tierra, llegue al límite de la atmósfera.

En virtud del principio de la trasmisión de las presiones, la presión atmosférica se ejerce en todas direcciones sobre la superficie délos cuerpos y hace un papel interesantísimo en el equilibrio y movimiento de los mismos; de aquí la necesidad de estudiarle con algún detenimiento y dar á conocer la manera de medirle para tenerle en cuenta en todas las cuestiones de Mecánica.

MEDIO DE MEDIR LAS PRESIONES —La casualidad, que es la que con más frecuencia descubre verdades antes desconocidas, fué causa para que el gran Gaiileo, construyese *el aparato que hoy se emplea para apreciar esta presión atmosférica.

Consultado este físico, laborioso é inteli-

- 3 8 -

gente, por los fontaneros de Florencia, sorprendidos de que no subiera como ellos presumían y pretendían, el agua por un tubo de 32 pies de altura que al efecto habían dispuesto en una bomba, pensó que la causa que producía la elevación del líquido era la presión atmosférica y no, como se venía suponiendo hasta entonces, el horror al vacío, y Torricelli, inspirado por su maestro Galileo, demostró prácticamente, esta nueva idea y construyó el año 1643 él primer barómetro, aparato que aprecia las presiones varias de la atmósfera según la altura del punto en observado u y que por su forma se designa con la acepción de cubeta.

Ciertamente que para medir la presión atmosférica sirve cualquier líquido, pero empléase con más frecuencia el mercurio y con él se llena un tubo cerrado por un extremo y abierto por el otro. Una vez lleno de mercurio este tubo, se sumerje el extremo abierto tapado con la yema del dedo, e"» un recipiente ó cubeta, que contenga taír^ n mercurio, y se observa enseguida, que si el tubo tiene, como suponemos, una sección interior de un centímetro cuadrado, aparece el mercurio del tubo que se estaciona á los 076 metros de su altura respecto el nivel del líquido en la cubeta, descendiendo en el tubo á esa altura si fuera, como también suponemos, de más Ion-

- 39 -gítud, de modo, según esto, que la presión atmosférica que obra sobre el líquido del vaso ó cubeta, equivale á un volumen de mzrcurio de 76 centímetros cúbicos, y como el centímetro cúbico de mercurio pesa i3 gramos y 6 decigramos suponiendo que el agua á cuatro grados sobre cero, pesa uno; tendremos o,76xl3,6=lo,33 gramos que es el peso de la columna atmosférica, y como el metro cuadrado tiene iooo centímetros cuadrados tendremos que la presión atmosférica por metro cuadrado será igual á 10336 kilogramos esto es 1033 gramos multiplicado ponOOoo Que e s

%ual á I0330000 gramos, ó sea quitando los tres últimos ceros de la derecha, queda dividido por mil y por tanto, según la metrología, I0330, que en rigor es 10336, porque el producto de 76xi3,6=io336 decigramos, equivalentes á 10336 kilogramos, si se multiplican est JS decigramos por 100 (1).

Ya anteriormente anunciamos que la presión atmosférica se ejerce igualmente en todas direcciones, y por tanto que la presión que actúa sobre una persona de regular talla, que por térmiuo medio presenta una superficie de un metro y medio, ó sea I50 decíme-

(1) En los usos prácticos se toma como peso equiva

lente á una atmósfera, el de un kilogramo por centímetro

cuadrado de superficie.

- 4 0 -

tros cuadrados, será 150x10336=15504 kilogramos, esto es más de 15 toneladas y media.

Parece indudable que esta enorme presión debiera aplastarnos, pero hállase equilibrada por los fluidos contenidos en nuestro cuerpo y porque su acción se verifica por igual en todos los puntos del cuerpo del hombre constituyéndose uno de los múltiples ejemplos de la acción de fuerzas iguales y contrarias, que como tales se aniquilan, neutralizan ó destruyen.

Si en vez de mercurio fuera agua el líquido del barómetro, este se elevaría á io,m 33 si el tubo tuviera la misma sección interior de un centímetro cuadrado, y entonces tenemos que esta presión es de io3k,3 por decímetro cuadrado ó sea i,o33por decímetro cúbico, ya que 103,3x0,01=1,033 y como el decímetro cúbico de agua pesa un kilogramo resulta evidentemente que la porción del aire representada por una columna de agua tiene el mismo peso de l,o33 gramos ó 10,336 decigramos que antes determinamos para la columna de mercurio.

En virtud de estas razones debiérase elevar el agua, por si sola, á una altura de 10 metros y 33 centímetros, por más que en la práctica resulta ser menos en atención á que siempre hay pérdidas debidas á las resistencias pa-

- 4 i —

sivas, y nunca debemos olvidar que cuanto aquí se dice respecto ai barómetro, lo hacemos en la hipótesis que actuamos en un punto que se encuentra al nivel del mar, pues ya expusimos que á medida que aumenta la altura del lugar en que se hacen las observaciones con respecto á este nivel, la presión disminuye; razón de suyo suficiente para admitir, cual sucede, que la presión atmosférica de Madrid sea la de om,7o7 milímetros en atención á su nivel respecto el mar, y q u e la que hasta aquí aparece como correspondiente á este nivel del mar, se la llame presión normal, á la cual se refieren cuantas observaciones científicas se hacen, y sirve de unidad reconocida para apreciar las presiones de los gases y vapores sobre las paredes de las vasijas que las contienen: por esta causa se dice, que la presión es de 2, 3, 4 ó más atmósferas, según que esté medida por 2, 3, 4 ó más veces la columna de mercurio de om,7ó de altura.

Los ingleses aprecian, ó cuentan, la presión atmosférica por¡pulgadas cuadradas, y admiten como representación de aquella presión el peso de 14 libras 694 milésimas de libra, ó sea 14'zo por'pulgada cuadrada, y los franceses continúan en algunos casos su antigua costumbre de representarla también en libras, francesas, por pulgada cuadrada, siendo en

— 4* —

este caso la equivalente á una aímósfqra el peso de 15 libras 44 centésimas, esto es 15,44.

PROBLEMAS ANEXOS Á LA MEDICIÓN DE PRESIONES-—Dadas estas diversas anotaciones del barómetro pueden ocurrir en la práctica los problemas siguientes:

i.° Coao^di la presión en kilogramos por centímetro cuadrado, determinar su equivalente en libras inglesas ó en libras francesas, por pulgada cuadrad 1.

En ambos casos se divide el número de kilogramos que nos determina el problema por I0336 kilogramos, este cociente se divide por H'7O en el primer caso; y tendremos su equivalencia en libras inglesas por pulgada cuadrada, ó por i5'44 en el segundo caso y tendremos la equivalencia en libras francesas por pulgada cuadrada también.

2o Dada la presión en libras inglesas, ó francesas, por pulgada cuadrada, hallar su equivalente en kilogramos por centímetro cuadrado.

En el primer caso se dividen las libras inglesas del problema por 14,70 yen el segundo se dividen laspibras francesas por 15,44, ambos cocientes se multiplican por 10336, y tendremos resueltos los dos problemas del enunciado.

3-° Dada la presión en libras inglesas por

- 43 -

pulgada cuadrada, hallar su equivalente en libras francesas por pulgada cuadrada y recíprocamente.

Menester es para resolver el problema, dividir por 14,70 las libras inglesas por pulgada cuadrada del problema y multiplicar el cociente por I5-44-

El recíproco se resuelve dividiendo las libras francesas del problema por 15.44 y multiplicando el cociente por 14,70. (1)

BARÓMSTRO-— Terminaremos cuanto áeste particular compete, manifestando que la Física describe diferentes tipos de barómetro fundados todos en ios principios tunda-mentales que quedan establecidos.

El físico Fortín modifica la cubeta para evitar se introduzca polvo en elia, y la cubre, sin dejar herméticamente cerrada la superficie del mercurio para que sobre ella pueda ejercerse la acción ó presión de la atmósfera. El barómetro de cuadrante reemplaza la cubeta por una nueva rama que lleva el tubo que toma la forma de una U de brazos desiguales/en que el brazo pequeño, generalmente de mayor sección que el largo, hace de cubeta y lleva un flotador, que por un aparato adecuado; trasmite á una aguja exterior las osci-

(1) Como complemento de estos problemas, véase al

fin de esta conferencia la tabla que acompaña:

— 44 —

laciones de la superficie superior del mercurio en dicho brazo menor; aguja que acusa aquellas oscilaciones en un círculo graduado en la esfera del cuadrante. Barómetro metálico, ó de Bourdon, que es el que más se usa, y aunque no es muy exacto, es económico y portátil. Redúcese á un tubo cerrado, de sección obal, de figura circular, y sugeto por su centro, tiene libres sus dos estremidades que llevan cada una su correspondiente alambre que está en contacto, ó relación con una aguja sostenida por un resorte. El tubo está vacío, y cuando disminuye la presión exterior, se abre separándose sus extremos, sucediendo lo contrario cuando la presión aumenta. Esta acción del tubo circular se trasmite á la aguja por medio de los alambres, y lo hace ostensible y apreciable sobre un arco graduado que aparece al exterior del aparato, cuyo conjunto y forma es muy semejante, aunque mayor, al reloj de bolsillo.

Muy frecuente, y constituye hoy un mueble muy común en algunas habitaciones, el barómetro aneroide, que no es más que una chapa circular con ondulaciones que cubre un cilindro vacío: la chapa sufre movimientos más ó menos bruscos según los cambios de presión atmosférica, movimientos que se manifiestan por su sencillo mecanismo en una aguja que indica sus efectos en un círculo

— 45 —

graduado que aparece ostensible en el aparato.

Las indicaciones del barómetro van siempre unidas á determinadas sensaciones en nuestro organismo, pues en su descenso se experimenta una incomodidad tanto más perceptible cuanto mayor sea aquel.

Es opinión común que estos aparatos predicen el bueno ó mal tiempo, y hay tantas causas que se oponen á que este aserto sea una verdad, que no titubeamos en decir que las menos veces responden estos instrumentos al ideal que desean. Solo puede considerarse, á nuestro entender, como un mueble de más ó menos lujo en un gabinete ó escritorio.

Existe empero otra aplicación tan importante de estos aparatos, que no podemos dispensarnos de condensar en breves palabras cuanto á ello se refiere, aunque reconozca-moo que los resultados que se obtengan por el procedimiento que vamos á exponer, sean únicamente aproximados.

Esta aplicación es la de medir alturas por medio del barómetro, aplicación que se funda en la relación que existe entre la densidad del aire y la del mercurio.

Esta relación es según Regnault la de

ib5í3,6" á la presión normal atmosférica de om,76; ó sea, el aire tiene una densidad lo513,5

- 4 6 -

veces menor que el mercurio, y estonios conduce á suponer, que si la de la atmósfera fuera constante en todas las capas como lo'es la del mercurio, el barómetro descendería un milímetro por cada 10513,5, ó 10 metros y medio próximamente que se elevara el cuerpo, despreciando la fracción de 13 y medio milímetros como equivalente al peso de la columna del mercurio del barómetro de que hacemos abstración.

De esta manera observando las presiones que marca el barómetro en los dos puntos cuya diferencia de nivel queremos apreciar, y multiplicando el número residíante de un punto á otro por 10,5, tendríamos la altura del punto más elevado que dsseamos determinar.

Seguramente que este sencillo procedimiento basta á los usos comunes ó vulgares, pero no á los científicos pues en este caso, no se puede suponer uniforme la densidad de la atmósfera, y habría que recurrir al cálculo y uso de las tablas y fórmula que establecen en sus tratados los fí sicos Mr. Béde y otros.

- 4 7 -TABLA XV.

Presiones en libras inglesas sobre una pulgada inglesa, reducidas d presiones en libras españolas sobré una pulgada cuadrada española y en kilogramos sobre uu

centímetro cuadrado.

Libras inglesas

1 2 3 4 5 6 7 8 9

10

11 12 13 14 15 1G 17 18 19 20

21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Libras

españolas

0,822 1,644 2,466 3,288 4,110 4,932 5,754 6,576 7,398 8,220

9,042 9,864

10,086 11,508 12.330 13,152 13 974 14,796 15,618 16,440

17.262 18,084 i8,906 19,728 20,550 j 21,372 22,194 j 23,016 I 23,838 24,660 J

Kilogramos

0.0703 0,1405 0,2108 0,2811 0,3514 0,4217 0,4920 0,5022 0,6335 0,7038

0 7731 0,8434 0,9137 0,9839 1,0542 1,1245 1,1948 1.2651 1,3353 1,4056 1

1,48 1,55 1,62 1,69 1,76 . 1,83 1,90 1,97 2,04 2,11

Libras inglesas

31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

41 42 43 44 45 46 47 48 49 50

51 52 53 54 55 56 57 58 59 60

Libras españolas

25.482 26,304 27,126 27,948 28,770 39 592 30,414 31.236 32,058 32,880

33,702 34 524 35,346 36,168 36,990 37,812 38,634 39,456 40,278 41,100

41,923 42 744 43,566 44 388 45.210 46,032 46,854 47.676 48 498 49,320

Kilogramos

2,18 2,25 2.32 2.39 2,46 2,53 2,60 2,67 2,74 2,81

2,88 2,95 3,02 3,09 3,10 3,23 3,30 3,37 3,44 3,51

3,58 3,65 3,72 3,79 3,87 3,94 4,01 4,08 4.15 4,22

48 —

Libras inglesas

61 62 63 61 65 66 67 68 69 70

71 72 73 74 75 76 77 78 79 80

Libras españolas

50,142 50,964 51.786 52,608 53,430 54,252 55,074 55,896 56,718 57,540

58,362 59,184 60,006 00,828 61.650 62,472 63,294 64.116 64,938 65,760

Kilogramos

4 29 4,36 4.43 4,50 4,57 4,64 4,71 4 78 | 4,85 | 4,92

4,99 5,06 5,13 5,20 5,27 5,34 5,41 5,48 5,55 5,62

Libras

inglesas

81 82 83 84 85 86 87 88 89 90

91 ! 92

93 94 95 96 97 98 99

100

Libras españolas

66,582 67,404 68,226 69,048 69,870 70,692 71,5)4 72,336 73,158 73,980

74,802 75,624 76,446 77,268 78,090 78,912 79,734 80,556 81,378 82,200

Kilogramos

5,69 5,76 5,83 5,90 5,97 6,04 6,11 6,18 6.25 6,32

6,39 6,46 6,53 6,60 6,67 6,74 6,81 6.88 6 95 7,02

mé

48 —

Libras inglesas

61 62 63 61 65 66 67 68 69 70

71 72 73 74 75 76 77 78 79 80

Libras españolas

50,142 50,964 51.786 52,608 53,430 54,252 55,074 55,896 56,718 57,540

58,362 59,184 60,006 00,828 61.650 62,472 63,294 64.116 64,938 65,760

Kilogramos

4 29 4,36 4.43 4,50 4,57 4,64 4,71 4 78 | 4,85 | 4,92

4,99 5,06 5,13 5,20 5,27 5,34 5,41 5,48 5,55 5,62

Libras

inglesas

81 82 83 84 85 86 87 88 89 90

91 ! 92

93 94 95 96 97 98 99

100

Libras españolas

66,582 67,404 68,226 69,048 69,870 70,692 71,5)4 72,336 73,158 73,980

74,802 75,624 76,446 77,268 78,090 78,912 79,734 80,556 81,378 82,200

Kilogramos

5,69 5,76 5,83 5,90 5,97 6,04 6,11 6,18 6.25 6,32

6,39 6,46 6,53 6,60 6,67 6,74 6,81 6.88 6 95 7,02

mé

Conferencia IY

Idea del trabajo mecánico] kilográmetro y caballo de vapor.—Determinación del trabajo mecánico de una máquina.—De scrip,

ción del dinamómetro de Prony.

TRABAJO MECÁNICO —LEn las consideraciones que dejamos hechasfsobre la fuerza, pudimos apreciar que sus efectos se espresaban, en peso, de modo que esfuerzo, pre. sión y peso son acepciones que pueden em-

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díearse indistintamente sobreentendiéndose siempre su representación en kilogramos- Así mismo manifestamos que si dos ó más fuerzas obraban simultáneamente en un mismo cuerpo y no conseguían cambiar su estado habitual se verificaba el fenómeno que se Uama equilibrio.

Pero puede suceder, y es lo que acontece más frecuentemente, que la acción de la fuerza impere y domine los efectos de la inercia, y cambie el estado habitual del cuerpo, ya pasando del reposo al movimiento ó vice-ver-sa, ó ya aumentando ó disminuyendo este mismo movimiento.

Estas diversas manifestaciones de la actividad de la fuerza deben necesariamente ser consideradas por lo qne importa á sus aplicaciones, y de aquí que deban ser diferenciadas unas de otras hasta en su nombre; así se llaman fuerzas muertas las que no consiguen cambiar el estado habitual del cuerpo y fuerzas vivas las que consiguen este deseado objeto.

Las mismas palabras representan cabalmente las ideas: la acción de las fuerzas muertas se b'Tr't.- ;u ejercicio en el reposo ó quietud, r e en una columna que sostiene ur i una mesa que aguanta y evita ;g;, i >bre ella colocado.etc evident aente enü su valor es igual al

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peso que soporta la columna, ó al empuje, también representado en peso, que precipitaría ei reloj al suelo. No hay, según esto, movimiento en las fuerzas muertas; y como vulgarmente se dice, que la vida es el movimiento, sucede que las fuerzas vivas son aquellas en las que va unido al esfuerzo, presión, tracción ó peso que le es propio, ei cambio del estado habitual del cuerpo, ya poniéndole en movimiento, si se hallaba en el de reposo, ya mo^ñcando su ^primitivo movimiento, ó ya, por fin, parándole, si éste era el deseo impuesto por medio de la acción de la fuerza.

En este segundo caso hay que considerar el camino que en un tiempo dado recorre el punto de aplicación de la fuerza, y los dos factores, peso y velocidad, constituyen la faersa viva, llamada más frecuentemente trabajo mecánico, una vez que el cálculo demuestra que el valor de toda fuerza viva, que es la mitad del producto de la masa por el cuadrado de la velocidad, equivale al valor de todo trabajo mecánico, que es ei producto del esfuerzo, expresado en peso, por la velo" cidad, 6 camino recorrido por el punto de aplicación de la fuer BU, que se expresa en metros, en un tiempo dado, que generalmente es el segundo de tiempo.

Todas las fuerzas motrices son verdaderas tuerzas vivas, pues su acción constituye un

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verdadero trabajo mecánico. Lo mismo el hombre y los demás ani

males, cuando"obran como fuerza, que los agentes naturales, aire, agua y vapor, y los imponderables magnetismo y electricidad, corroboran esta verdad.

En efecto; si observamos al hombre, empleando su fuerza muscular en cualquiera de las manifestaciones de su actividad mecánica, le sorprendemos siempre venciendo resistencias; el simple movimiento que ejecuta al andar, constituye un trabajo, pues que tiene que ejercer un esfuerzo para mover su cuerpo y anda un camino dado en un tiempo determinado; por esta óbia razón se cansa más ó menos tarde: trabaja también cuando trasporta ya sobre sus hombros, ya por intermedio de una carretilla de mano etc. un objeto cual quiera de un punto á otro, y también trabaja cuando por el manejo de un útil cualquiera ejerce una de las distintas faenas que constituyen lo que generalmente se reconoce por la acepción oficio.—En todos y cada uno de estos casos hay un esfuerzo producido y un camino recorrido, ^elementos indispensables, ambos, para la formación del traba/o meca, ttico.

Lo propio sucede con los bueyes al mover un carro; hay esfuerzo producido para vencer la resistencia del carro á moverse, y hay

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camino recorrido tan pronto como existe el movimiento, y lo mismo acontece con los caballos al arrastrar con más ó menos velocidad un coche cualquiera.

El agua que corre por un río, es poseedora de ambos factores, y constituye su acción un verdadero trabajo mecánico. La cantidad de agua que pasa en un momento dado por un punto determinado, constituye un volumen que ejerce un esfuerzo equivalente á su peso, y la velocidad con que se mueve el agua en el río, que se mide en metros; y ambos son los elementos del trabajo que podemos utilizar previa la construcción de una presa conveniente, derivación del agua del río por un cana* que la conduce al artefacto, y al motor hidráulico que ha de utilizar aquel trabajo.

Análogo íenómeno sucede con el agente, ó fuerza motriz vapor. Por los medios que la misma mecánica determina, se construye un recipiente ó caldera, donde se produce la bullición del agua, y su conversión en este fluido; que aglomerándose en mayor ó menor cantidad del fluido, se obtiene mayor ó menor presión |ó esfuerzo que nos acusa exactamente un instrumento ad hoc llamado manómetro: multiplicando este esfuerzo por la velocidad del movimiento debido á su espansibilidad, tendremos su trabajo mecánico.

Lo mismo sucede con el aire cuya presión,

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llamada atmosférica, se mide, como ya expusimos en otra ocasión, por otro instrumento ad hoc llamado barómetro] esta presión ó esfuerzo, variable con la altura del lugar con relación al mar, multiplicado por la velocidad que trae en su movimiento el aire, ó el viento como vulgarmente se dice también, constituye un trabajo mecánico utilizable generalmente en las velas de los buques y de los mo-linosllamados por estarazón.ideviento, etc.etc.

Pero el trabajo supone que haya un exceso entre la potencia y la resistencia á favor de la primera, pues si ambas fneran iguales tendríamos, teóricamente juzgando, un verdadero equilibrio, y necesariamente el trabajo mecánico será tanto mayor cuanto mayor sea cualquiera de los factores, esfuerzo ó velocidad; de aquí la importante regla en mecánica, que para hallar el trabajo verificado por una fuerza cualquiera, se multiplica esta fuerza por el camino recorrido por el móvil á que se aplica durante un tiempo en que el móvil ha estado en movimiento.

Y puesto que ei trabajo es un complejo de esfuerzo que se mide por unidad, peso y de •velocidad que se determina por unidad, líneas, durante la unidad de tiempo; tendremos que la unidad de trabajo será el peso de un kilogramo, elevado á un metro de altura durante un segundo de tiempo, que se llama

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KILOGRÁMETRO y |se acostumbra á escribir i kilográmetro

Según esto, cuando en una máquina se aplica un esfuerzo, fuerza ó presión de 15 kilogramos con una velocidad de 5 metros por segundo de tiempo, su trabajo será i5x5=75 kilográmetros, es decir, que dichoj trabajo equivale al esfuerzo necesario para elevar 75 kilogramos á un metro de altura en un segundo de tiempo, ó bien un kilogramo á 75 metros en el mismo tiempo, pues esTsabido que el producto nofvaría, en ninguna multiplicación, cuando á un factor se quita ó disminuye lo que á otro se agrega ó aumenta.

El kilográmetro es una^cantidadfmuy' pequeña para los usos industriales, y¡de faquí el empleo de lo que se llama CABALLO^DEJVA-POR, que^equivale á 75 kilográmetros/;estxres, el esfuerzo necesario para ¿elevar, |en un segundo de tiempo, 75 kilogramos á fun metro de altura; 6 un kilogramo á 75 metros de altura, y por tanto cuando hay a*'que| hallarse la potencia de tina máquina, seldetermina el trabajo en kilográmetros y'se dividen por 75 para obtenerle representado en\ caballos de vapor.

En Francia, España y demás naciones en que se ha adoptado*ei sistema métrico, el caballo-vapor se supone [igual á 75kgm-, cifra inferior á lasque respectivamente tienen otras

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Es desesperar que el Congreso internado nal del «Metro» unifique estos valores.

Valor del trabajo mecánico. Diversos procedimientos pueden seguirse para apreciar la potencia de los motores y de las máquinas en general, así como la fuerza motriz que exige una máquina herramienta cualquiera para su marcha: puede obtenerse por el cálculo, lo cual requiere ciertos previos conocimientos que no están al alcance de todos; puede hallarse por comparación con otras máquiuas de su especie; pueda allegarse por el uso de uno de los varios indicadores ad hoc con sus diagramas ó curvas consiguientes, que se han su-cedido]al primitivo inventado por el ilustre Watt, y puede por findeterminarse por el empleo del dinamómetro, palabra griega y compuesta que significa medidores de esfuerzos.

El procedimiento del dinamómetro es el más preconizado por hallarse al alcance de todos, empleándose entre los varios que se

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conocen, con su marcada preferencia, el que lleva el nombre de sulnventor Prony y que representa la figura que acompañamos á esta descripción.

Redúcese, como la misma figura precisa, á un aro ó banda de hierro abe que se coloca sobre la semicircunferencia superior de una polea A que se dispone en el centro del árbol o de la máquina cuyo trabajo se va á medir.

Entre dichas semicircunferencia y banda, se colocan varios tacos de madera muy dura, como fácilmente se vé en la figura, y se hace que la semicircunferencia inferior de la polea descanse sobre otro taco mayor que se apoya sobre la palanca, también de madera LL' A su vez la banda abe atraviesa, bien sea; por unas cadenas ó anillas, ó bien por su prolongación, terminando en rosca, la palanca y dispuesto el conjunto como en la figura aparece, se aprietan las tuercas BB cuando se quiere hacer funcionar el dinamómetro.

58 —

La palanca LL' lleva en un extremo el contrapeso p para el mejor equilibrio del sistema y el extremo opuesto va provisto de un platillo para la colocación de los pesos P que han de producir este eqnilibrio cuando el aparato funcione. Las traviesas TT se disponen para que nunca exceda la oscilación de la po-lanca más allá de los límites que determinan la situación de estas traviesas.

Para hacer funcionar el sistema, se coloca, previamente la polea A, envel árbol de la máquina cuyo trabajo se desea averiguar; se dispone.- seguidamente la banda y los tacos como indica Ja figura, y apretando las tuercas BB, la palanca se moverá arrastrada por el movimiento giratorio de la polea movida por el árbol de la máquina en movimiento normal; pero este movimiento se sostendrá entre los tacos ó traviesas TT ofreciéndose facilidad de colocar en el platillo los pesos P, precisos, que se aumentan ó disminuyen por tanteos al par que cuidadosamente se aprietan las tuercas BB. Conseguido de esta manera el equilibrio de la palanca, ó sea, su posición fija horizontal, se calcula el trabajo deseado de la máquina, por la fórmula

2x3.1-ii6xiVx.Px/ T =

6o en la que T, representa el trabajo que se bus-

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ca; N, el número de vueltas que en el movimiento normal de la máquina da su árbol o, 6 la polea A, y / la distancia, como en la figura se designa, que hay desde el centro del árbol o, al punto de suspensión del platillo que recibe los pesos P.

Este trabajo resulta expresado en kilográmetros y se obtendrá en caballos por la fórmula

2x3.1416xiVx.Px /, T =

' 6ox75 6 sea, veriñcadaslasoperaciones numéricas por C=o,ool396xA7'xPx/, que nosdice que para hallar el traba/omecánico dama máquina en caballos de vapor C, se multiplica el número 0,001396 por el número de vueltas que dd el árbol por minuto, este producto se multiplica por el peso que se hubiere colocado en elplatillo^tf r¿? obtener el equilibrio dinámico, siguiendo el procedimiento expresado, y este producto por el braso de palanca que hay desde el centro del árbol al punto de suspensión del platillo que lleva los pesos.

Rigorosamente juzgando es el freno ó dinamómetro de Prony una verdadera romana cuya palanca de uno y medio á dos metros de larga/es generalmente de madera, y no es menos cierto que pudiérase reemplazar el platillo colocado á su extremo por su correspon-

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diente pilón pues que en nada variaría su esencia ni la formula expuesta. El extremo que recibe el árbol de la máquina cuya fuerza se quiere apreciar conserva siempre la situación y condiciones expuestas.

Por este y otros procedimientos diversos se ha visto que un hombre de regulares fuerzas y de buena salud, trabajando diez horas al día, desarrolla cómodamente por segundo de tiempo un trabajo equivalente á 7 kilográmetros y que un caballo robusto produce 45 kilográmetros en igual tiempo, resultando de aqui, y esto es muy conveniente para evitar confusiones, que un caballo de vapor es mayor que un caballo animal, puesto que vemos que, seis caballos de vapor equivalen á diez caballos animales, y cada caballo de vapor equivale próximamente al trabajo de once hombres.

Hemos dejado expuesto que no hay trabajo mecánico sino obran de consuno la tuerza, ó esfuerzo producido sobre un móvil, y el movimiento de este, durante un tiempo determinado.

La fuerza se emplea unas veces directamente sobre el móvil, por ejemplo, la gravedad que precipita verticalmente á un cuerpo sobre la tierra; y otras, que es lo más co nuín y frecuente, obra sobre el móvil por intermedio de lo que hemos denominado

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máquina, que dijimos ser todo instrumento que sirve para trasmitir la acción de una fuerza, y de aquí que sea un craso error el creer, cual el ignorante opina, que la máquina crea ó aumenta fuerza, pues en rigor no es más que mediadora entre las fuerzas ó agentes naturales y los cuerpos que han de utilizar sus efectos.

Necesariamente que toda máquina para responder á su objetivo, tiene que tener una pieza sobre la qne ha de obrar de una manera directa su "fuerza motriz, y que como tal recibe el nombre de órgano receptor y otra pieza que es la encargada de producir el efecto que aquella se propone y que recibe el nombre de órgano operador.

Las demás piezas de la máquina, constituyen ei mecanismoúórgauos de trasmisión^ tras-formación, y estas piezas intermedias por su condición de materia inerte, no pueden desprenderse de sus propios defectos, presentando cierta repugnancia ó resistencia para responder á la acción de la fuerza motriz, resistencia tanto mayor, cuanto mayor sea el número de piezas ú órganos que constituyen el mecanismo.

A no existir este intermedio, se obtendría el principio que establece la teoría, que el trabajo motor es igual al trabajo resistente, pero la práctica no le sanciona por la existen-

al resistente pava obtener el equilibrio del sistema, hácese siempre preciso que el trabajo motor sea mayor al resistente si se ha de obtener el trabajo útil que se busca. Pero hay mas, en todas circunstancias y ocasiones se hace absolutamente indispensable que el tal trabajo motor sea mayor que el resistente, ya que es nn hecho inconcuso que este aparato motor, con más precisión llamado receptor porque es el que recibe directamente la acción del agente motriz, aire agua ó vapor y aún la misma del hombre, buey ó caballo, cuando estos producen la fuerza dicha motriz, no es por lo común sencillo, si no que, por el contrario, está formada por un conjunto de piezas ú órganos que absorven una parte de aquella fuerza motriz pues que estos órganos no están jamás desprovistos de su material rigidez. De aquí proviene con lógica irresistible que el trabajo motor debe ser igual al trabajo iltil más el que absorven las dichas piezas mecánicas, esto es, Tm = Tu + T r y de esta expresión del equilibrio se deduce Tu = Tm — Tr, cuya expresión nos dice que el trabajo útil es igual al trabajo motor menos el trabajo resistente y evidentemente resulta que, pues esta es la ecuación del equilibrio, solo se obtendrá el objeto práctico de la máquina haciendo qué dicho trabajo motor sea aún mayor, aunque

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poco, que la suma de los dos trabajos, útil y resistente, y también resulta axiomático que una máquina es tanto mejor cuanto menos fuerza absorven sus piezas, esto es, cuanto menos trabajo resistente ofrezcan.

No es de extrañar, según esto, el que se recomiende á todo constructor de máquinas, el que procure que su aparato aparezca con la mayor uniformidad posible en sus movimientos, pues con el movimiento uniforme siempre son menores estas resistencias llamadas pasivas.

Y esta indiscutible uniformidad impone la adopción en las máquinas de ciertos y determinados órganos de r eguiar i z ación y dirección que con otros precisos á las trasmisiones y trasformaciones ó modificaciones de los movimientos que deben aparecer entre el receptor dicho y el operador ó sea órgano que produce la acción útil ó trabajo que se busca, serán motivo de nuestras inmediatas conferencias.

Conferencia Y.

Órganos mecánicos—su clasificación y sub-división.—Órganos de trasmisión del

movimiento

Al pretender estudiar la constitución de cualquier aparato mecánico, pronto se echa de ver, que es un compuesto de diversidad de piezas, llamadas en la ciencia órganos mecánicos, y pronto también se observa que en todas las máquinas que examinamos aparecen algunos de estos órganos qne son comunes á todas y que en todas desempeñan la misma tarea.

De este examen se desprende inmediata una division de los órganos todos de las máquinas en tres grandes grupos, según la mi-

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sión mediata que le es peculiar, grupos que se denominan órganos receptores, órganos operadores y órganos trasmisores.

Se llaman órganos receptores, las partes de las máquinas que reciben la acción del motor que deben utilizar; son operadores, ó útiles, los que se emplean para conseguir el fin al cual se destinan las máquinas, y órganos trasmisores, aquellos cuyo objeto es comunicar, tvasformar ó modificar el movimiento del receptor al operador ó útil, según direcciones y velocidades variadas y convenientes; órganos, que por su igual cometido allí donde aparecen, y aparecen en toda máquina cualquiera que sea su índole, requiere de una vez para siempre, un estudio detallado y una clara exposición y clasificación para nuestro conocimiento; clasificación que precisamos en los términos si-guienies:

Órganos / Ejes ó árboles. ¿ e i Poleas y tambores.

• ., ) Correas y cables sin fin. 1 trasmisión < Ru edas dentadas, cremalleras,

del 1 Tornillos de rosca, y tornillos movimiento \ sin fin.

Órganos / Ruedas y rodillos. de \ Bielas y manivelas ó manu-

2o trasformación l brios. del I Topes y

movimiento [ Excéntricos.

w- 68 -

Órganos / Barras Carriles. de \ Charnelas.

30 dirección \ Sectores. ¿e] r Guías,

movimiento * Coginetes y Soportes. Órganos /

de 1 Volantes. 40 regularización J Regulador de fuerza centrífuga.

de / Freno, movimiento \

Describamos sucesivamente estos órganos por el orden manifiesto en este cuadro.

Órganos de trasmisión del movimiento Como la misma palabra expresa, son los órganos ó piezas, que dispuestas convenientemente, tienen por objeto trasmitir ó comunicar el movimiento y la fuerza, desde el motor ó receptor, al útil ó herramienta que verifica el trabajo á que las máquinas se destinan.

Varios son los órganos que tienen este cometido, pero los más importantes son los siguientes:

Los ejes ó árboles. Son unas piezas sin cuya existencia no podrían producirse las fun ció nes á practicar una máquina. Desde el carrete del caminero—palanca de 2." género— hasta la potente locomotora; desde la manual é ingeniosa máquina de coser á la complidada

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de tejer las finas telas de seda, y desde el modesto martinete de la antigua fragua, al potente martillo-pilón de los actuales centros de extensas construcciones navales, en todas y cada una de ellas se manifiesta este importante órgano; ¡como que por medio de él se comunica de unas á otras el movimiento que recibe del motor ó receptor, ayudado en tan importante cometido por las poleas ó tambores; las cuerdas, correas y cables en unos casos; ó por los engranajes de índole vario en otros!

Son los ejes ó árboles de trasmisión, unas fuertes barras cilindricas, cuando son de hierro, y prismáticas si son de madera, que se colocan según las circunstancias, vertical ú horizontalmente.

Cuando son verticales, terminan en su extremo inferior en una espiga cilindrica, llamada, pivote, quicio ó gorrón que descansa sobre una pieza ó soporte, llamada tejuelo, que es un dado, generalmente de acero, cuya cara superior es convexa, y cuyo tejuelo se encuentra sugeto en el fondo de otra pieza de hierro ó madera, llamada quicionera, que presenta un taladro ó hendidura cilindrica por la cual pasa el extremo, quicio, del árbol que trasmite el movimiento.

Cuando el árbol ha de estar colocado horizontalmente, sea cual fuere su forma, termina

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en sus extremos por unas porciones de la barra que le forma, de diámetro menor y de una longitud de 1*2 su diámetro, si es de fundición, y de 1'5, si es de hierro; porciones de árbol que se denominan muñones por los que apoya el árbol en un coginete ó almohadilla generalmente de bronce, que rodea á los muñones, y que forman cuerpo con un soporte compuesta de unas piezas de hierro ó madera, cuyas dimensiones y resistencia están en proporción con el esfuerzo que debe hacer el árbol de trasmisión.

Este diámetro se calcula por la formula 3

d=K VP, si es de fundición, ó por la formula 3

d=o. 863 K V ? , si es de hierro forjado, en las que *P representa la carga que ejerce el muñón sobre el coginete, en kilogramos; d, el diámetro expresado en centímetros que se busca del muñón; y R, un coeficiente variable, generalmente igual á 0,85 en las ruedas hidráulicas, y 0,69 aumentado de va por su deterioro, en las máquinas de vapor. El diámetro de los árboles motores, se calcu-

3

la generalmente por las formulas d==i6V-¿-s

para los de hierro forjado, y d= l9 V-¿-en los de fundición, representando en ellas, N, el número de caballos desarrollado por el ém,

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bolo; m, el número de vueltas del árbol por minuto, y d, su diámetro en centímetros.

Estos coginetes son verdaderos órganos de dirección y de ellos nos ocuparemos oportunamente.

El eje ó árbol, que hasta aqui hemos supuesto una misma cosa, son rigorosamente hablando, cosas distintas; pues se considera como eje todo el que, siendo horizontal, está sujeto entre los cubos de dos ruedas, como sucede en un coche, carro ó locomotora etc. á fin de que estas ruedas giren al rededor de él, ya móvil ó bien fijo; y es árbol propiamente dicho, en todos los demás casos, sea vertical ú horizontal y cualesquiera qne sean sus dimensiones.

2° Poleas ó tambores. No existe ciertamente procedimiento más sencillo, ni pueden inventarse órganos más económicos, para trasmitir, con la ayuda de las correas ó cables según los usos, los esfuerzos y las velocidades entre árboles más ó menos distanciados entre si.

Requiérese en todo juego de poleas ó tan-bores destinado á la trasmisión, y decimos juego, porque necesariamente tienen que actuar, por lo menos dos poleas, una conductora en el árbol que trasmite, y otra conducida en ei árbol á que se trasmite, requiérese decimos, que exista entre ellas una exacta pro-

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porcionalidad en sus dimensiones,muy particularmente en su diámetro, para-poder de esta manera lograr las velocidades necesarias al par que trasmiten el esfuerzo deseado.

Pero no adelantemos ideas y circunscribiéndonos á nuestro propósito, diremos que se llama en Mecánica, polea de' trasmisión, á un disco ó cilindro de poca altura cuya llanta un tanto bombeada está destinada á recibir la correa que le presta su concurso á la trasmisión de la acción de un motor. Esta corona se une al cubo central, ú ojo donde ha de colocarse el árbol por medio de unos brazos ó radios de íorma variada, según el gusto del constructor y dimensiones de la polea; generalmente la sección de estos brazos es elíptica y casi siempre son de fundición. Seguramente que es este un órgano mecánico tan conocido por su aplicación tan pródiga, que basta lo expuesto para que no quede duda de su constitución, no deteniéndonos en precisar los cálculos parasu constrcción porque es asunto ageno á nuestro objeto, ya que no podemos descender á la construcción ni de este ni ningún otro órgano mecánico, limitándonos únicamente á su descripción y uso

Generalmente son dos las poleas que entran siempre en toda trasmisión, una de ellas colocada en el árbol que dá el movimiento y se llama Conductriz y otra, montada en el árbol

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triz, entonces es indispensable cruzar la correa.

No es menos frecuente en la labor á producir con las máquinas-herramientas, el tener que variar en ellas la velocidad del útil que ha de producir el trabajo, como sucede en los torno?, taladros y otras; entonces se disponen de unas poleas especiales llamadas có i cas, por su forma especial, y que en su esencia no son más que un número vario de poleas, unidas por sus bases, en grado descendente de mayor á menor diámetro, constituyéndose un verdadero tronco de cono. AI tronco de cono del árbol conductor, y cuyas componentes van de más á menos, corresponde en el árbol conducido, otro análogo tronco de ,cono, de exactas dimensiones en todos sus componentes, pero invertido, de modo que á la polea, ó trozo del cono conductor de mayor diámetro, corresponde el trozo de diámetro menor en el cono conducido, resultando evidentemente, que en cualquiera ocasión deítrabajo, el largo de la correa que ayuda la trasmisión, siempre es el mismo.

S'° Correas y cables sin fin.—El uso frecuente de estos órganos indispensables en toda trasmisión y la profusión de su uso, nos dispensan el entrar en larga explicación sobre ellos. Son las correas, unas tiras de cuero, lo más frecuente, ó de tela fuerte, ó aún de

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goma elástica, así como los cables se constru. yen, unas veces con cáñamo, otras con crin otras con esparto, y muy frecuentemente con alambre de hierro ó acero.

Esta variabilidad de tiras, ó bandas, que forman las correas, así como los cables diversos, se encuentran unidos por sus extremos, formando un solo cuerpo para que permanezca unida, razón por la cual se les llama, y considera, sin fin.

Colocadas estas tiras sobre la llanta, ligeramente convexa para la mejor adherencia de este órgano, se tiende bien de una polea á otra, á cuyo efecto suelen tener, las bien construidas, diversos puntos de empalme con relación á la distancia que hay entre las dos poleas ó tambores, y frecuentemente se les aplica unos rodillos llamados tensores que aplicados sobre uno de los ramales de la correa, produce una mayor tensión, que se manifiesta por un ángulo que inmediatamente se forma por la correa en el punto en que obra el tensor. Hs preferible el .sistema de los puntos, que se dan en los extremos de la banda y que se recogen por unos botones especiales, alargando ó achicando la longitud de la tira, según convenga.

Las correas trasmiten á grandes distancias movimientos muy rápidos; comunicando al mismo tiempo la fuerza motriz á varias má-

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quinas, consumen poca fuerza y cuando encuentran una anormal resistencia, resbalan sobre las poleas sin causar accidente alguno-

En todo lugar y circunstancias tienen que cumplir las condiciones, i.% que sus superficies sean lisas y no presenten estrías; 2.a que abracen el mayor arco posible de la llanta de las poleas y 3.a que no tengan excesiva tensión.

Admítese en la práctica el que toda correa trasmite, sin alteración sensible, la fuerza de un caballo de vapor por cada 1500 centímetros cuadrados de desarrollo de correa por se gundo de tiempo, es decir, que según les principios de Geometría, tendremos que a x v=C x lsoo siendo en esta fórmula sencilla, a, el ancho de la correa, v, la velocidad por segundo de tiempo en centímetros y C el número de caballos que trasmite.—De esta fór-

1 A A e x 1500 muía se deduce que a-=- lo cual nos

v manifiesta, que para calcular el ancho que hay que dar á una correa, se multiplica la fuerza en caballos de vapor que debe trasmitir por el número 1500, y se divide el producto por el número de centímetros que desarrolla la correa en un segundo, ó sea la velocidad. El resultado nos da en centímetros el ancho que debe tener la correa.

Terminaremos este particular manifestan do que los cables sin fin tienen la interesantísima aplicación de ser el agente indispensable en las vías aéreas, en cuyo caso se denominan cables telodinámicos y son de mucha aplicación para el trasporte de minerales, carbones, productos agrícolas etc. á grandes distancias, s ilvando rios y canales y cuantos obstáculos pudiera presentar el terreno á la fácil comunicabilidad; convirtiéndose por esta causa en un verdadero medio para trasmitir la fuerza motriz á puntos muy lejanos, cual sucede con la electricidad, y con la particularidad que cuanto mayor es la distancia, dentro ciertos y determinados límites, es más regular y suave el movimiento de los cables. La misma experiencia acredita que un cable de esta especie de un centímetro cuadrado de sección, trasporta la fuerza de una máquina motriz cualquiera, á 15o metros de distancia.

Las minas de hierro de Somorrostro (Vic-caya) presentan diversos ejemplos de estas trasmisiones telodinámicas.

Es tanta la importancia que tiene la aplicación de las poleas en Mecánica, que creemos un deber imperioso condensar aquí, con la mayor brevedad posible, las leyes que con relación á ellas impone la misma ciencia.

i.° El diámetro de la polea conductriz, en un juego de poleas, es igual al numero de

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vueltas de la conducida multiplicado por su respectivo diámetro, dividido este producto por el número de vueltas de la conductriz.

2.° }.l número de vueltas de esta polea conductriz, es igual al número de vueltas de la polea conducida multiplicado por su respectivo diámetro, dividido este producto por el diámetro de la polea conductriz.

3 o El diámetro de la polea conducida, es igual al número de vueltas de la polea conductriz multiplicado por su respectivo diámetro, dividido el producto por el número de vueltas de la polea conductriz.

4-° El número de vueltas de esta polea conducida, es igual al número de vueltas de la polea conductriz multiplicado por su diámetro y dividido este producto por el diáme-metro de la rueda conducida.

5." En toda serie de poleas, el número de vueltas de la primera conductriz, es igual al número de vueltas de la última conducida, multiplicado por los diámetros de todas las poleas conducidas y dividido este producto por los diámetros de todas las poleas conductrices.

6." fíl número de vueltas de la última poica conducida, en una serie dada, es igual al número de vueítas de la primera conductriz multiplicado por los diámetros de todas las poleas conductrices y dividido este producto

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por los diámetros de todas las poleas conducidas.

7.° En toda serie de' poleas, el diámetro de la última conducida, es igual al producto del número de vueltas de la primera conduc-triz por los diámetros de todas las poleas con-ductrices, y dividido este producto por el que resulta de multiplicar el número" de vueltas de la última polea conducida, por todos los diámetros de las poleas conducidas.

8." Conocidos, en una serie de poleas, los diámetros y número de¿*rueltas'¡de la primera y última polea de la serie, se hallaránjos diámetros de las intermedias, multiplicando el número de vueltas de la primera por su diámetro correspondiente, y este producto se dividirá por el que resulta de multiplicar el número de vueltas de la última por su res' pectivo diámetro. Descompónense estos dos productos en tantos factores como pares"' de poleas se pretenden colocar; los factores'del primer producto serán los diámetros de las poleas conducidas y los factores delsegundo producto serán los diámetros'de las conducid ees.

Estas descomposiciones;,de los productos son seguramente infinitas, resultando por consiguiente indeterminado el problema, y esto, en vez de ser un inconveniente, es na verdadera ventaja en la practican-

muro. Vése por fin un embraque, ó unión de dos trozos de árbol por sus extremos y una rueda dentada entre el pié derecho y el muro.

Conferencia YI.

Continuación de los órganos de trasmisión . —Engranajes.

Importante es el estudio que en nuestra conferencia anterior hicimos de los órganos que trasmiten el movimiento entre ejes distantes entre si, pero no es de menor importancia el estudio de esta trasmisión entre ejes próximos uno á otro; pues si aquel caso es frecuente en la práctica, no lo es menos la trasmisión del movimiento entre ejes cercanos.

Esta importante trasmisión se verifica por intermedio ó acción de los engranajes llamados, vulgarmente, ruedas dentadas.

Ruedas dentadas.—Cuando el árbol á que se quiere comunicar el movimiento se halla á corta distancia del árbol conductor, se pued

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trasmitir el esfuerzo, si fuere pequeño, por simple adherencia de dos cilindros llamados de fricción, cuyos diámetros ocupen la distancia entre ambos ejes para que tenga luga rsu mutuo cantacto, y cuya eficacia se aumenta frecuentemente, colocando sobre las superficies de ambos cilindros, unos forros, ó camisas de cuero, paño ó goma elástica según las circunstancias, manteniendo la continua adherencia entre ellos por medio de un resorte ó contrapeso dispuesto convenientemente.

Pero si el esfuerzo á trasmitir, es, como frecuentemente ocurre, mayor, entonces se utilizan las llamadas ruedas dentadas, que pueden ser rectas ó planas, cuando los dos árboles son paralelos entre si, ó cónicas cuando estos árboles son perpendiculares ó forman un ángulo cualquiera en sus respectivas posiciones.

Las primeras, ó sea, las ruedas planas, son unos verdaderos cilindros ó discos de poca altura que presentan en su llanta, ó circunferencia, unas partes salientes llamadas dientes, alternando con otras entrantes, llamadas huecos, y de tai manera dispuestas, que los dientes de la rueda montada sobre el un árbol, penetran, encajan ó engranan fácilmente en los huecos de la montada en el otro árbol.

— . 8 4 —

A este fin se hace siempre el hueco un diez aun trece por ciento más ancho que el grueso del diente, cuyo exceso se llama juego y se le da al mismo hueco una altura de 4 á 5 milímetros más que la del diente que en •él ha de engranar.—La suma del grueso del diente y del hueco correspondiente se llama paso del engranaje.

Generalmente estas dos ruedas son de dis-'tmto diámetro, como que en esta diversidad de diámetros se funda la modificación y variabilidad de velocidades que ordinariamente glebe residir en los mismos árboles, según sus aplicaciones, y se acostumbra llamar rueda, á4ade mayor radio, y piñón á la de radio menor.

Llamase línea de los centros, la recta que une el centro de la rueda con el centro del p'ifí6®y y^paso al arco de circunferencia primi-mitiva de la rueda que comprende un diente y un hueco, y son macizas ó huecas según su tamaño, pues las grandes son huecas, y construidas á semejanza de las poleas, formando en este caso un verdadero anillo dentado, ífrnido al cubo por medio de radios, y los piñones son por lo -regular macizos.

Pueden construirse de fundición, lo más frecuente; de hierro dulce, cobre, madera etc y muchas veces es de fundición la corona el cubo y los radios que los unen, construyen-

dose con una fuerte madera los dientes, allegándose de esta manera un movimiento suave sin ruido, aunque tienen el inconveniente de que S3 gastan con facilidad por más que también se reemplazan fácilmente

Llámanse ruedas dentadas cónicas, ó simplemente ruedas de ángulo, aquellas que no están situadas en un mismo plano y por consiguiente necesitan tener cortados los dientes oblicuamente para que puedan engranar.

La figura 3.a que aquí aparece, representa una maquinita para moler el mastic para las máquinas de vapor etc. etc. cuya sola inspección manifiesta su manera de obrar, sirviendo como órganos de trasmisión una doble polea, fija y loca, y un engranaje en ángulo ó cónico.

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La figura 4.a representa una maquinita de taladrar, que fuertemente asegurada en el muro ó pared,rpuede utilizarse mediante la

acción de una doble polea fija y loca, y su correspondiente engranaje cónico que se vé distintivamente en la figura.

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Usase también algunas veces en la Indus tria, la acción de una rueda dentada que engrane con una linterna. Desígnase por la acepción linterna, una pieza ú órgano mecánico, formado por dos discos de hierro ó madera que sólidamente sujetos al árbol, por sus centros, giran con este.

Las circunferencias de estos discos se unen por unos barrotes de hierro, llamados husos, cuyos barrotes son los que engranan con los dientes de la rueda con la que están en relación ó contacto en sus funciones.

Aseméjase la linterna á la jaula en que se acostumbra encerrar la ardilla, con la circunstancia de que en la linterna, reemplazan á la alambrera que íorma el cilindro-jaula, los barrotes que hemos dicho engranan con la rueda conductriz.

Usase poco en la actualidad por más que en la antigüedad tenía mucha aplicación en aparatos agrícolas.

Muchas veces también engranan las ruedas interiormente, y empléase muy frecuentemente cuando se quiere que los dos árboles, conductor y conducido, se muevan en el mismo sentido, como sucede en las poleas, pues que á poco que se examine se observará que en el engranaje ordinario de rueda con piñón, los dos árboles giran en sentido contrario, y en términos que cuando se impone la necesi-

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dad de que ambos árboles giren en el mismo sentido, hácese indispensable interponer entre las dos ruedas de los dos árboles, una tercera rueda, que recibe el significativo calificativo de rueda parásita.

Frecuentemente ocurre que una rueda dentada tiene que engranar con una barra dentada también, que recibe el nombre de cremallera, verificándose en este engrane de recta con círculo los mismos accidentes que en el sistema de engranaje ordinario y es el caso en que el árbol conductor trasmite mayores esfuerzos. Como derivación de estos engranajes aparece en la práctica un órgano especial que se denomina tornillo ó rosca.

Llámase así á un órgano mecánico de forma cilindrica recta, de hierro ó madera, y macizo, cuya superficie está rodeada de una hélice ó espiral, triangular si es de madera, y cuadrangular si de hierro. Es pues sencillamente una barra de hierro ó madera á la cual va enroscada la hélice, y mecánicamente considerada es una máquina compuesta de las simples, torno, que es aquí la barra, y plano inclinado, que lo es la hélice. El espacio comprendido entre dos espiras se llama paso de la rosca.

Este tornillo va siempre acompañado y unido á otra pieza hueca llamada rosca en cuyo interior aparece una ranura ó caja, cuyas pa-

- a g

redes interiores presentan la misma espiral del tornillo, pero invertida, en términos que el filete de éste encaja perfectamente en la ranura, ó tuerca, que es el nombre que se da á la caja.

Por regla general la tuerca es tija y el tornillo, que se le designa con el nombre especial de husillo, avanza ó retrocede; esto empero, algunas veces aparece el husillo fijo, y avanza ó retrocede la tuerca, cual sucede en el banco de carpintero en dondela tuerca es la móvil y fijo el husillo, ambos de madera y de filete triangular, y en el torniquete del herrero ó ajustador, que fijo el husillo, se mueve la tuerca, ambos de filete cuadrángulas Un ejemplo muy importante de esta combinación se vé en la prensa que usan las imprentas, las fábricas de fideos y las de aceite etc. etc.

Finalmente, úsase mucho en la práctica la combinación de una rueda dentada con un cilindro tornillo que solo presenta algunas espiras de su hélice, y empléase siempre para trasmitir el movimiento de un árbol á otro que forma un ángulo recto con él; es pues, un verdadero complemento de los engranajes cónicos ó de ángulo. Usase siempre para trasmitir movimientos suaves, para elevar pesos cuando se hallen sostenidos convenientemente por una cuerda arrollada al eje de una rueda dentada, y reemplaza, digámoslo así, de

— go —

una manera convenieptísima al manubrio de un torno ó cabestante

Anteriormente hemos expuesto las leyes que rigen el movimiento de un juego ó una serie de juegos de poleas por que su importancia en la práctica así lo exigía de nosotros-En análogas circunstancias nos hallamos respecto á los engranajes cuya aplicación no es menor que la práctica las poetas y cumplimos este deber manifestando, en primer término, que en las ruedas dentadas ocurre lo que en las poleas. i.° que las velocidades de una rueda y su piñón respectivo, están en razón inversa de sus diámetros, circunferen* cías y por tanto con el número de sus dientes y 2.° que en una serie de ruedas dentadas el producto de los radios de las ruedas con-ductrices, es al producto de los radios de las ruedas conducidas, como el número de vueltas de la última de estas conducidas es al número de vueltas de la primera rueda conduc-triz.

Del examen analítico de estas dos leyes se desprende; 3." la ley 1 a es aplicable á todo sistema de ruedas, entre la primera rueda con-ductriz; y el último piñón conducido, y también se deduce, 4.° El número de dientes de un piñón es igual á su diámetro multiplicado por el número de dientes de la rueda conduc-triz, dividido este producto por el diámetro

— gi —

de esta rueda y 5.° el diámetro del piñón es igual al producto del número de sus dientes por el diámetro de la rueda conductriz, dividido este producto por el número de dientes de esta rueda.

Y como hemos dicho que el número de dientes está siempre en las ruedas dentadas, en directa proporción con sus diámetros, puédese determinar con facilidad el radio ó diámetro de éstas, pues que no hay mis que dividir la distancia que separa á ios dos ejes, en tantas partes iguales como vueltas dan las ruedas en un tiempo dado, el número de partes correspondiente á las vueltas de la rueda conductriz dará el diámetro de la rueda conducida y el número de partes que corresponden á las vueltas de esta rueda conducida, determinará el diámetro de la rueda conductriz.

Así pues, en todo sistema de ruedas dentadas, sucede, que el número de vueltas de la primera conducir'¿B, multiplicado por el número de dientes de todas las ruedas cow ducirices, os igual al número de vueltas- de la última conducida, multiplicado por el número de dientes de lo las las conducidas y de esta proposición general se deduce.

l.° El número de vueltas del último piñón conducido, es igual ai número de vueltas de la primera rueda conductriz, multiplicado

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por el número de los dientes de todas las ruedas conductrices, dividido este producto por el número de dientes de todos los piñones conducidos.

2.° El número de vueltas de la primera conductriz se hallará multiplicando el número de vueltas del último piñón conducido por el número de dientes de todas las conducidas, diviendo este producto por el que resulta de los dientes de todas las conduztrices.

3-° El número de dientes de la última se hallará multiplicando el número de vueltas de la primera por el número de dientes de todas las conductrices, dividiendo este producto por el número de vueltas de la última multiplicado por el número de dientes de las conducidas.

4.0 El número de dientes de la primera se halla multiplicando el número de vueltas de la última por los dientes de todas las conducidas, dividiendo este producto por el número de vueltas de la primera multiplicado por el número de dientes de las conductrices.

Terminaremos esta conferencia manifestando, que frecuentemente ocurre en la práctica tener que determina** la velocidad correspondiente á la circunferencia de una polea, rueda, tambor ó cilindro, y al efecto se sigue la regla siguiente. Se calcula la longitud de la circuníerencia por el procedimiento

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aprendido en Geometría, y se multiplica por el número de vueltas que da por minuto; dividiendo este producto por 6o, se tendrá la velocidad por segundo.

Si dada la velocidad de la circunferencia se quiere hallar el número de vueltas por minuto, se divide la velocidad propuesta por la extensión de la circunferencia, y el cociente se multiplica por 6o; el producto que se obtenga será la velocidad pedida.

Sea por ejemplo: i.° Hallar la velocidad de la circunferen

cia de una rueda que da 8o vueltas por minuto y su diámetro es de 25 centímetros.

Tendremos: Circunferencia —3.1415x25=78, 54 centí

metros. Velocidad-='8'5^00= 58.9 centímetros por

segundo; esto es, cerca de 59 centímetros. 2.0 Una polea de 36 centímetros diámetro

que arrolla 2 metros de correa por segundo, ¿cuántas vueltas dará por minuto?

Circunferencia=3.14I5 x 36=113,1. Número de vueltas=-~-31--x6o=io8,8esto

es próximamente lo9 vueltas por minuto. Existen otros diversos órganos de trasmi

sión del movimiento, pero no son tan importantes ni de aplicación general como los que han sido motivo de esta nuestra conferencia.

Conferencia VII.

Órganos de trasformación del movimiento.

La observación sobre ios movimientos ú. que están sujetos los cuerpos, corroboran ei aserto científico, de que estos tienen lugar siempre, ó siguiendo la dirección de una recta, en cuyo caso se titula movimiento rectilíneo] ó trazando en su carrera una curva cualquiera en cuyo caso se denomina curvilíneo^ pudíendo ser éste elíptico si la traza que sigue el cuerpo es uaa elipse, parabólico si una parábola etc. y por fin cuando e! camino que recorre el cuerpo es uní circunferencia, se denomina circular.

Y ocurra que estos movimientos rectilíneo, curvilíneo y circular pueden ser continuos, esto es, que obran siempre en un mismo sen-

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tido, ó descontinuos ó alternativos, dichos también de va y veo, que son aquellos que siguen los cuerpos cuando obran en un sentido recorriendo cierto espacio y retrocen en sentido opuesto, recorriendo espacio igual.

La cinemática, ó sea aquella parte dé la mecánica que se ocupa de este importante particular de ia ciencia, reconoce la existencia de treinta combinaciones, modificaciones ó trasformaciones, que se presentan en la práctica; pero dado nuestro propósito, y más particularmente lo limitado de nuestra esfera de-acción, nos ocuparemos de las de uso más general que manifestamos enel siguiente cuadro:

Trasformación de ios movimientos. Rectilíneo ( Rectilíneo continuo (a)

ídem alternativo y (b) continuo en! Circular continuo, (c)

Rectilíneo j Rectilíneo alternativo (d) Alternativo y

en ( Circular alternativo, (e)

Circular corw Circular continuo (f) ídem alternativo y (g)

tinuo en ( Rectilíneo alternativo (h)

Circular al-í Circular continuo (j) y

ternativoen' Rectilíneo alternativo, (k) La trasformacióti del movimiento rectilíneo

- i n continuo en rectilineo continuo, (a) le vemos palmaria en el movimiento de las poleas que sirven para levantar pesos, pues el movimiento rectilineo continuo del ramal donde obra la potencia en el un extremo de la correa ó cuerda, se trasforma en movimiento de la misma especie, siendo una verdadera trasmisión simple, al .ramal en el que se halla aplicada la resistencia y sube con el mismo movimiedto rectilíneo continuo de la potencia.

La trasformación (b) se observa en el movimiento del vapor, que al salir de la caldera, sigue un movimiento rectilíneo continuo hasta llegar al émbolo del cilindro de la máquina en el que recibe el movimiento rectilíneo alternativo, en el movimiento de va y ve?; que adquiere el émbolo en las máquinas horizonta-es, y en el de sube y baja que adquiere en lias verticales.

La trasformación (c) es la que se verifica en un carro cuyos bueyes marchan en dirección rectaldel'camíno ,y las ruedas del carro reciben un movimiento giratorio, ó circular continuo. Esto sucede en el movimiento ¡de una locomotora y su tren, en el de un coche cualquiera y en el rodillo que se emplea para pisonar los caminos, etc. y tiene también lugar entre un tornillo y su tuerca, un piñón y su cremallera, y un torno y su cuerda etc. e tc

La trasformación (d) tiene lugar en la má~

- 9 7 —

quina de vapor, en la que el émbolo de su cilindro tiene un movimiento rectilíneo alter-ternativo, y después de pasar su acción por variados intermedios aparece también recti-líneo-alternativo en la biela que se une al manubrio del volante de la misma máquina.

La trasformación (e) se observa palmaria en la misma máquina de vapor, en la que el movimiento rectilíneo alternativo de su émbolo y bástago se convierte en circular alternativo, en el balancín de las máquinas de este nombre porque están dotados de este órgano pesado, mediante la interposición del aparato ú órgano llamado paralelógramo de Watt que es el órgano que produce la trasíorma-ción y que podremos examinar en la máquina balancín que oportunamente describiremos.

La trasformación (f), es una simple trasmisión como hemos podido apreciar en la conferencia anterior y que tiene lugar siempre en todos los casos en que ejercen su acción las poleas, tambores ó engranajes y tornillos de rosca ó sinfín.

La trasformación (g) tiene lugar en el martinete de forja. En él ocurre que el movi-viento circular continuo del árbol, se trasmite por unos alabes ó barbetas salientes, que lleva un tambor colocado en el mismo árbol, alabes que tienen una cara plana pero la opuesta á ésta, que es la superior, tiene una

ti

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forma carbilíne-a mientras q<ue las otras dos baras laterales son rectas también, y hallan dose colocados estos alavés de modo que el movimiento del árbol y su tambo* pone §n contacto á estos alabes, pon su jaara curvilínea, con la vara del martillo, en términos que la Gurvatura de aquellos alabea le produce al martillo el ascenso, en movimiento, circular hasta determinada altura,, para después abandonarle cayendo el martillo á producir el choque^ siguiendo la*misma traza que recorrió al ascender*

^,a trasformación (h) se produce por la ae-ciún del importante á r ^ n o llamado excén-trÍGOj es muy foecusnte en las máquinas de vacarí pues que por medio del excéntrico se trasíbrma el movimiento circular continuo que tteae su árbQl princijpal en rectilíneo al. teraativo que tiene que veranearse en el disr tcibuidor de entrada del vapor en el cilindro

^,a figura 5,a da también una clara, idea de esta trasíormacióá* En ella se vé que el árbol

dei qoe procede el movimiento circular continuo Ueiveen e un piñón interrumpido, pues

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Heva solo cuatro dientes de los diez que pu* dieran caber en su circunferencia, y en la po* sición de la figura £.a van á engranar dichos dientes con los e del rectángulo exterior, y como los cuatro rodillos A y B no permiten á éste más que un movimiento rectilíneo, avanza en el sentido de la flecha.

Cuando e haya dado media vuelta, engranan sus dientes con los n y empujan al rectángulo en sentido contrario al anterior.

Este es un órgano muy empleado en las bombas.

La trasformación (j) tiene también lugar frecuentemente en las máquinas herramientas y podemos observarla claramente en la misma máquina de vapor llamada de balancín, pues en ella se observa que el movimiento circular alternativo del extremo del balancín se trasíorma en circular continuo en el ár* bol principal de la máquina, mediante la ac ciónsimultánea de una biela, que parte del ex, tremo del balancín para unirse al otro extre_ mo con un manubrio justapuesto al volante del árbol motor que recibe el movimiento cir« cular continuo.

Esta misma trasformación es la que podemos observar, aunque de una manera, rudimentaria, en la máquina del afilador, en la que el movimiento circular alternativo del pié al obrar sobre el pedal, se convierte en la

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rueda en circular continuo, merced á un palo, que ejerce las funciones de biela, y un arco de hierro adosado á la rueda, que ejerce las funciones del manubrio.

La trasformación (k) se verifica muy frecuentemente produciéndose con positivas ventajas en las máquinas de vapor.

Esta es la trasformación de que podemos formar una exacta idea en los telares; en ellos

las palancas en que apoya sus piés el tejedor tienen, merced á la acción de éste, un movimiento circular alternativo que se convierte en rectilíneo alternativo en el armazón que hace subir y bajar los hilos para dar paso á la lanzadera.

Entre los diversos órganos de trasformación que hemos indicado, los hay indudable mente de mayor ó menor importancia según su aplicación

Entre los de uso más frecuente podemos citar, las ruedas y rodillos; la biela, la manivela y los excéntricos.

Ya hemos dicho que las ruedas y los rodillos sirven para trasformar el movimiento rectilíneo continuo en circular continuo. Las ruedas pueden estar colocadas de modo que giren libremente sobre su eje como sucede en los coches, ó bien fijas sobre el eje libre, como sucede en los vehículos, diversos de los ferro-carriles, y unas veces son estas

tüí

ruedas son macizas y otras huecas. Cuando son huecas están constituidas por un cubo á semejanza de las polcas, y una corona con su llanta fuerte, uniendo estas dos partes por varios brazos ó radios; generalmente son de hierro en los vehículos ferro-viarios, de hierro el cubo y corona y de madera los radios en los coches de lujo, y de madera el conjunto rodeada la corona de una fuerte llanta de hierro en los carros,carromatos y diligencias.

Los rodillos son unos cilindros generalmente de fundición, algunas veces de piedra y pocas de madera, que sirven para hacer resbalar objetos pesados: empléanse en el apisonado de los caminos y paseos

También hemos dicho que para trasformar el movimiento rectilíneo alternativo en circular continuo, y viceversa, se emplea, particularmente en las maquinas de vapor, la biela y el manubrio.

Es la biela una barra de hierro, unida por un extremo al bástago del émbolo ó piston-del cilindro por medio de un gozne, y por el otro extremo termina en forma de horquilla. El manubrio ó manivela es una pieza de hierro hecha de un fuerte golpe de martillo pilón, ó bien de fundición de poca altura con relación á su grueso y que presenta dos taladros en sus extremos, taladros que afectan exteriormente una figura semicüindrica.

— toa — Fíjase la manivela sobre el árbol, aprove

chando el taladro mayor que aparece en la parte mas ancha de la pieza, y el otro extremo se coloca abrazada por la horquilla de la biela, disponiendo al efecto unos coginetes, y haciendo que el conjunto de horquilla coginetes y extremo del manubrio, sean atravesados por un bulón ó pequeño árbol cuya longitud ha de ser igual al de la horquilla y extremo del manubrio, presentando su cabeza, ya de forma de gota de sebo, ó bien cilindrica de mayor diámetro que su cuerpo, y apareciendo en el otro extremo una ranura en que se colo.cauna chabeta, ó en su defecto, lleva una rosca para en ella aplicar la consiguiente tuerca-

Es sin duda alguna este sistema el más común en las máquinas de vapor, pues si bien es cierto que llamada de balancín es la más reguladora y uniforme en su marcha, y la que por consiguiente responde con más pure-zaá esa condición de uniformidad tan recomendada por la Cinemática, no es menos cierto que no todas las aplicaciones de la máquina de vapor, exigen, cual las fábricas de hilados y tegidos, esa informidad tan escrupulosa; de aquí la adopción de otros varios sistemas de máquinas más baratas y que cual las de acción directa ú horizontales, se emplean en los talleres de construcción de

- ios — máquinas y otras industrias que no requieren aquella regularidad de movimientos: en estas se suprime el balancín y el paralelógra-mo de Watt, ya que no existe el intermedio del movimiento circular alternativo de esta pieza pesada, y se hace la trasforma-ción directa por la biela y manubrio dichos, del movimiento rectilíneo alternativo del émbolo () pistón del cilindro en circular continuo al árbol y volante de la máquina.

Otro de los órganos más importantes por su gran aplicación, y que se emplea como hemos visto siempre que se pretende convertir el movimientocircularcontinuo de un árbol ó eje, en rectilíneo alternativo, es el excéntrico. Este órgano se reduce á un disco de metal que se fija en el árbol cuyo movimiento de rotación se pretende trasformar, de tal modo, que el centro del árbol no coincide con te centro del disco, constituyendo esta circunstancia la excentricidad del órgano. Es pues según esta colocación, un circulo que gira al rededor de un punto que no es su centro geométrico, y que se vé obligado á girar all rededor del centro del árbol en el cual se halla colocado, produciéndose por este movimiento giratorio el otro de va y ven en el bástago que acompaña siempre al disco-excéntrico, movimiento alternativo que es consecuencia inmediata de la diferencia de dis-

— 104 —

ancias entre el centro del disco y sus puntos de circunferencia más próximo y más lejano de este centro.

Aunque el excéntrico más generalmente usado es este que para su mejor función se coloca justapuesto al árbol y después envuelto ó encajado digámoslo así, en un collar ó anillo de cuyos dos puntos opuestos, correspondientes al más próximo y más lejano del excéntrico con relación á su centro, parten dos barillas que se unen al extremo de un bástago al que comunican al movimiento rectilíneo alternativo debido á aquella disparidad de distancias, existe otro, llamado de corazón por esta su forma característica y que produce unmovimiento rectilíneo alternativo uniforme en sus dos mitades, y existe un tercer excéntrico de construcción tal que por ella se consigue que el movimiento rectilíneo alternativo que ocasiona, se detenga en los puntos más largo y más corto de su carrera, durante un tiempo equivalente á la cuarta parte de esta carrera. De todos es sin duda el más ím portante por su mayor aplicacióu el circular ó de collar que hemos detallado y que podemos ver, en toda máquina de vapor, locomotora etc.

Conferencia YIII.

Órganos de dirección del movimiento.

Órganos de dirección: Como la misma expresión nos denuncia, son órganos de dirección del movimiento, aquellos que cual las ba« rras carriles, las charnelas, los sectores, las guias, los cogineles y sus soportes dirigen el movimiento del conjunto maquina, ó de partes importantes de esta maquina. Seguramente que son muchos los órganos, mas ó menos sencillos, que cumplen este cometido; pero los mas importantes son estos enumerados y vamos á ocuparnos de su exdmen, por el orden de nuestra enumeración

Uno de los órganos mas sensibles y sencillos de los de esta clase son las barras carriles^ ya macizas como las de los caminos de hierro y cuyo peso ordinario, en los de via ancha

— io6

es de 45 kilogramos el metro construyéndose en la actualidad de 12 metros de longitud, ya de 27 á 35 kilogramos de peso por metro lineal para los caminos de via estrecha y cuyo longitud media es de 6 metros y medio; ó ya huecas, como sucede con los que se aplican en los tranvías ordinarios de 16 á 2i kilogramos de peso el metro y carriles de 6 y medio metros de longitud.

Unas y otras barras tienen una misma misión, sostener y dirijir á lo largo de su eje longitudinal, las ruedas de la locomotora y vehículos del tren, ó las del coche tirado por caballos, ó cualquier otro motor en el tranvía, ácuyo fin llevan estas ruedas,todas, su correspondiente pestaña para que encajen mejor y no se salgan de los carriles, ó descarrilen, puesto que este accidente es siempre funesto.

Basta la enunciación del hecho para comprender qne la adherencia de las diversas ruedas á las barras carriles, unida á otras circunstancias técnicas, ya sobre el peralte que ha de tener el carril exterior en las curvas y ya en el contra-carril que se pone cuando el radio de la curva sale de ciertos límites prudenciales, dan legítima importancia á este órgano de dirección, y el siguiente cuadro determina la práctica seguida en este particular-'

C U A D R O DEL

PERALTE Y HUELGO EN MILÍMETROS DE LOS

CARRILES EN CURVAS

Radio

de las

curvas

200. 220. 240. 260. £80. 300. 350. 375. 400. 450. 500. 550.

ii 600.

1 6 5°-1 700. ! 750. Í 800.

850. 900.

Peralta para

2í) km. de velo

cidad por hora

26,8. 24,3. 22, 3 . 20,6. 19,1. 17,8. 15,3. 14,3. 13 , 4 . 11,9. 10,7.

9.8.

8,9-8,2. 7,6. 7,S. 6,7. 6 ) 3 . 1,7.

Huelgo para

cuerda de

3,in5

7,7. 7,0. 6,4. f.,9. 5,5. 5,1. 4,4. 4 ,1 . 3,8. 3,4. 3.1. 2,8. 2,6. 2.4. 2,2. 2,0. 1.9. 1,8. 1,7.

Peralte para

50 km de velo

cidad poi hora

167,3. 152,1. 139,4. 128,7. 119,5. 111,5.

95,6. 89,5. 83,7. 74,4. 66,9. 60,8. 55,8.

1 51,5. ! 4 7 , 8 .

4 4 .6 . 4 i , 8 . 39,4. 37,2.

Huelgo para

cuerda de im.

10. 9,1. 8,3. 7,7. 7,1. 6,7. 0,7. 5.3. 55,* 4,4. 4,0. 3,6. 3,3.

1 3,1. i 2,9. i 2,7. j 2 l5. 1 2,3.

1 I Peralte

para ¡ Huelgo 60 km. i para

de velo-; cuerda] cidad j de j

por hora: 5nr

240,9. 219,0. 200,8. 185,3. 172,1. 160,6. 137,7. 128,5. 120,5. 107,1.

96,4. : 87,6. i 80.3. : 74,1. ! 68,8.

i 6M-! 60,2. ; 56,7. i 53,5.

15,6. 14,2. 13,0-12,0. 11,2. 10,4. 8,9. 8,3.

•7 ,8 . 6,9. 6,3. 5,7. 5,2.

í 4 '8. 4,5. 4,2. 3,9. 3,7. 3.5.

1

Sajita para

cnerdas de 20 m>

0,250. 0,227. 0,208. 0,192. 0,178. 0.167.! 0,143. 0,133. 0,125. 0,111. 0,10o. 0 , 091. 0,0-3. O.077. 0,071. 0,065. 0 062. 0,o58. ,0055.

— io8

Otro de los órganos de dirección es el reconocido por la denominación de charnelas, y es este órgano tan sencillo de suyo, que se reduce en su esencia á la reunión de dos piezas, de figura variada, destinadas á girar al rededor de su gozne y no hay ciertamente quien no se dé una exacta idea de su cometido con solo observar el papel que desempeña en el movimiento de las puertas y ventanas la pieza reconocida generalmente por la acepción de visagras. Las visagras son unas verdaderas charnelas pues ellas sugetan, y dirige-i e movimiento de las puertas ó ventanas á que están adosadas, y que sin ellas no tendrían el movimiento fijo y determinado que han menester.

Llámanse sectores unos trozos de ruedas que afectan la forma geométrica que deter mina su nonbre, que giran al rededor de su eje ó centro y mueven verticalmentc una ca. dena que lleva un peso. Indudablemente que la manifestación más ingeniosa de este órgal no es el llamado sector de la locomotora, que es una pieza que afecta esa forma geométrica, y cuyo trozo de arco es dentado para recibir el extremo de una espiga ó barra que girando de una manera radial en el centro del sector comunica con una barra ó tirante que está en conexión con el distribnidor del vapor en los cilindros de la locomotora, y según la coloca-

— í ó d -

cacion, por parte de! maquinista, de esta barra radial, en el centro que se llama punto muerto, a leíante ó de tras de este punto, asi el tirante interrumpe la entrada del vapor que pasa de la caldera al cilindro, ó le da paso para que su entrada hnga dirigir el movimiento hacia delante, ó hacia atrás de esta potente máquina según convenga.

Las guiís sirven, cual su propio nombre indica, para guiar ó dirigir el movimiento de un bástago sin que tenga trepitación ni oscilación alguna inconveniente. Unas veces se reduce á una simple plancha agujereada por cuyo orificio pasa el bástago, otras veces consta de dos barras de hierro, generalmente paralelas, por cuya razón se las llama también paralelas y que presentan unas muescas sobre las que resbaía la cabeza del bástago en su movimiento de va y ven y que suelen engrasarse con buena aceite de oliva para evitar los inconvenientes que pudiera producir un exnjerado calor producido por este continuo, y más ó menos rápido movimiento, según las circunstancias, del bástago sobre las guías.

Ya antes de ahora, y al ocuparnos del examen de los ejes ó árboles, dijimos que los coginet.es y sus soportes son unos verdaderos ó>gao »s de dirección, y su reconocida importancia, pues no hay máquina sin este

i i ó - ^

órgano como que no puede existir sin él la acción de ningún árbol de trasmisión, nos impone el deber de examinar detenidamente este importante órgano.

Desígnase con el nombre de soporte á una pieza que se coloca en la máquina misma unas veces, y otras separada de ella, sobre una losa de erección sobre la cual descansa el conjunto del aparato y árbol que soporta y dirige; y descansa, como ya otra vez dijimos en sus gorrones. Necesariamente que el soporte ha de abrazar por completo y rodear el gorrón, y esto impone la absoluta necesidad de que el soporte se forme de varios componentes.

Así es en electo, pues consta generalmente de 3 partes que son cuerpo, coginete y tapa ó sombrero. El cuerpo está formado por su armazón en la parte inferior del aparato, que descansa sobre una base llamada placa, en la cual existen dos agujeros por los que pasan dos grandes tornillos que se empotran en la máquina ó losa de erección y sujetan solidariamente al soporte en su lugar fijo. La parte superior del aparato está formada por dos castillejos taladrados también vertical-mente, y entre esta parte y la anterior se colocan los coginetes, que suelen ser de bronce, formados de dos medios casquillos cuya unión produce un hueco cilindrico en que se aloja

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el gorrón ó extremidad de . eje. Los coginetes se introducen por la parte superior del cuerpo, fijado solidariamente como dejamos dicho, y llevan unos rebordes que les impiden moverse una vez colocados en su sitio. Htcho esto, se cierra el aparato colocando sobre estos coginetes y por su parte superior la tapa ó sombrero, por medio de dos tornillos que atraviesan los castillejos del cuerpo, y que por su correspondiente tuerca, oprimen la tapa sobre la mitad superior, quedando de este modo ajustado sobre el gorrón.

Evidente es que las dimensiones de este órgano deben estar en relación con el diámetro del gorrón que han de soportar y se admite en la práctica las siguientes dimensiones con relación á dicho diámetro que llamaremos D. (1)

Distancia entre los tornillos que fijan la tapa E=í<S4Dx 18.

Espesor vertical del coginete, e=o ' i iDx4. ídem horizontal del mismo e'=o'o7D+4-Lado del cuadro que forma el reborde del

coginete f=D*iD. Longitud tota! del coginete en sentido del

gorrón: r , T^ N — 5 0 L=i 5oDx - -

10

Grueso del soporte debajo del coginete L'=i-3oD.

(1) En otra conferencia anterior expusimos las £0 ->• muías para determinar este diámetro.

I ! 2 —

Ancho del idem en los castillejos ¡=i.o5D. Idem del id. en la solera de asiento i=i.2oD. Distancia entre los tornillos que sujetan el

resto de la construcción E'=4'25Dx42. Sí el árbol no da más que 5o vu lías por

minuto el valor de L es Í,5oD; por cada 10 vueltas más que dé se aumenta el coginete un milímetro y en esta su formula N representa el número de vueltas y en todas ellas el diámetro y resultados obtenidos serán expresados en milímetros.

No es sin embargo siempre la situación del árbol tal que permita colocar su soporte ó soportes como hemos indicado, pues mu chas veces ocurre que hay que colocar el árbol, particularmente los trasmisores que se disponen en los grandes talleres para producir el movimiento de varias máquinas herramientas, á lo largo de los muros ó colgados de las vigas del edificio. Verdaderamente que en estos casos no varía la esencia del soporte, pues que únicamente se modifica el armazón ó cuerpo, que afecta la íorma de una palomilla ó ménsula, parecida á la de los faroles del alumbrado público establecidos en los muros de los edificios, más ó menos resistentes según las circunstancias; palomilla ó ménsula que recibe en su extremo, formando el cuerpo ó armazón del soporte, las otras dos partes constitutivas, coginetes y tapa, y forma que

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afecta cuando el árbol tiene que estar colocado á lo largo del muro del edificio y separado de él, en una distancia algo mayor que la del diámetro de la polea ó tambor que le tenga más grande entre las que se monten sobre él.

Cuando el árbol tenga que ir colgado, entonces, sosteniéndose también su esencia, la palomilla parte de la viga descendiendo en más ó menos distancia y en este extremo afecta una forma circular en la que se colocan de una manera concéntrica los dos semicogi-netes y la tapa, que también puede ser circular prolongándose los extremos de estos se midiscos por uno de sus lados para atorni-larlos convenientemente sobre la misma palomilla en su trozo ó porción descendente.

Necesariamente que en toda ocasión y tiempo, deben hallarse convenientemente engrasados los muñones y gorrones de los árboles para evitar en lo posible el rozamiento y su consiguiente desgaste. A este fin se coloca en la tapa de estos aparatos una cazoleta, seguida de un taladro que después de atravesar toda la tapa perfora el semicoginete superior, de esta manera el lubrificante pasa con facilidad á la superficie en movimiento del muñón y se logra el fin propuesto.

Finalmente haremos constar que estas distintas partes del aparato se hacen, el armazón ó cuerpo inferior y aún la tapa, generalmen-

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te de fundición, y los coginetes se elaboran con un bronce compuesto de 8o partes de cobre y 20 de estaño unas veces; otras, con 9o partes del primer metal y 10 del segundo y otras, con una aleación de estaño, plomo antimonio y cinc, empleándose frecuentemente en los ejes de las ruedas hidráulicas, coginetes de almendro ó de gauyaco que resultan baratos y reciben bien el engrase.

No nos quedará la menor duda sobre la constitución de este important* órgano mecánico despuésde esta descripción hechapudien-do en todo caso consultar la figura 2.a de nuestra conferencia 5.a, página 81, en la que obser-vamosun árbol sostenido y dirigido por cuatro soportes, uno situado en el hueco del muro izquierdo en ella representado; otro, colocado sobre una horquilla pendiente de una viga; otro, descansado sobre la palomilla situada en un pié derecho y el cuarto dispuesto sobre otra palomilla que aparece sujeta al muro de la derecha.

Conferencia IX.

Órganos de re guiar i sacian del movimiento.

Volante v Péndulo cónico.

Órganos de regulansación- Son, cual su misma acepción indica, aquellas piezas me-cí.1 nicas cuyo objeto es regularizar el movimiento.

Nada hay más preconizado en la buena construcción de máquinas como la uniformidad en los movimientos de sus partes constituyentes, pues nad.i están perjudicial á su debida conservación y buen uso, como los choques entre sus piez.-ts y los cambios brus eos en sus velocidades. Ocurre sin embargo que la variabilidad del trabajo á producir por la máquina misma unas veces; y otras como consecuencia del tiempo que viene funcionando la máquina, pierde algún tanto aquella debida precisión en la unión y enlace

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de sus partes integrantes, produciéndose una indebida holgura que hace el movimiento diforme. En ambos casos se precisa producir ln debida regularidad en esta misma variabilidad, ó como si dijéramos la unidad en la variación, y á este fin se dota á las máquinas de esos aparatos ú órganos llamados reguladores.

Los órganos qe esta especie mas importantes por sus aplicaciones, son el volante, el regulador de fuerza centrífuga y el freno; de ellos vamos á ocuparnos por el orden enunciado.

Es el volante una rueda de gran diámetro y peso, que montado sobre un eje dotado de gran velocidad, tiene movimiento giratorio al rededor de él.

Su papel en la máquina en que se mueve es pura y simplemente el de convertir en fuerza viva una parte del exceso del trabajo motor, exceso producido por el aumento de intensidad de la potencia ó de su velocidad, y en trasformar á su vez en trabajo aquella misma fuerza viva que adquirió, cuando las resistencias resultaren mayores que la potencia; ó en otros términos, la misión del volante, es almacenar la fuerza de la máquina cuando no se utiliza, para restituirla cuando sea menester á la máquina misma, es decir que reintegra ó devuelve á la potencia el trabajo que

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Rigorosamente considerado este órgano se reduce como se ve en la figura 6.* á dos varillas de hierro ó acero J/J/terminadas en un extremo por dos esferas ó elipsoydes, CC

y particuladas por el otro, á un bástago ó árbol vertical y recto, B, que gira sobre si mismo y en el cual tiene un movimiento ascenden

te

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te y descendente un collar que rodea al árbol y unido á las dos varillas dichas por otras dos, JV;V que partiendo de este collar van á unirse á aquellas formando un verdadero pa-ralelógramo, cuyos cuatro ángulos son movibles al rededor de su correspondiente gozne ó charnela.

Fn virtud de la fuerza centrífuga, cuando el movimiento del árbol vertical á quien se le comunica el mecanismo trasmisor dicho, es muy rápido, las bolas se separan, el anillo ó collar asciende, arrastra consigo un tirante D, que comunica directamente por E y F con la válvula de introducido del vapor. y cierra la admisión del fluido en el distribuí dor. Si por el contrario, el movimiento de este árbol disminuye con exceso, las bolas se encojen, desciende el collar y obrando en sentido contrario sobre el tirante y válvula de admisión, se abre esta y da entrada á gran cantidad de vapor, consiguiéndose de esta miner.'', verdaderamente maravillosa, una marcha igual, reguladora y uniforme de una manera automática.

No es de xtrañar por tanto que este prodigioso órgano sea indispensable en toda máquina de vapor, que ordinariamente está destinada, á\ píia^cticar un trabajo, previamente calculado.y cuya regularidad está sujeta por este .mismo cálculo á ciertos y determinados

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límites, y si no existe en la locomotora es porque la variabilidad dependiente de las condiciones del trazado de la vía por donde tiene que trascurrir, excede de aquellos prudenciales límites y ha exigido otras condiciones muy diversas, cuales son la expansión variable obligando el que la regularizcurión la obtenga directamente el maquinista por su meditada acción, sobre la palanca de admisión del vapor en los cilindros, simultánea con una acertada aplicación del sector y palanca de dirección del movimiento.

Evidentemente se requiere que la relación entre las partes componentes del regulador que examinamos, sea tal, que cuando la máquina adquiera una velocidad indebida la válvula se cierre asi como se abra por completo cuando aquella velocidad sea la mínima, y para que esta función sea tan correcta como exige la necesidad de su altísima importancia, se calculan las condiciones de su conjunto por las fórmulas siguientes:

1.° La longitud de las varillas ó brazos MM, que partiendo desde el punto alto del aparato terminan en las bolas, contada desde el punto de su unión al árbol vertical hasta el centro de las bolas, se obtiene por la fórmula, Distancia=~~' siendo n el número de vueltas por minuto que debe dar el regulador en

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marcha uniforme, y contando el resultado obtenido en centímetros.

2.° La distancia del mismo punto alto de conexión de ambos brazos ó varillas con el vastago ó árbol vertical, al sitio que en el mismo debe ocupar el collar móvil en su posición normal, se calcula por la fórmula; A1--t u r a = ~ ? ; el resultado también en centíme-n2

tros y 3.° El peso de las bolas ó esferas, se deter

minan por la fórmula ?=—-?•• en la que P es el peso que se busca y p es el peso del mecanismo de poleas y correas ó cuerdas, ó bien ruedas dentadas excéntricos que pueden emplearse para la trasmisión del movimiento del regulador ó válvula, y cuyo valor se puede obtener por directa pesada.

Terminaremos dejando sentado que también se utilizan estos mismos reguladores en su aplicación en las ruedas hidráulicas, motores de gas y otros y aún cuando existen otros diferentes sistemas de reguladores, tales como el de Porter, que se distingue porque las cuatro varillas MM y NNson iguales y llevan colocadas las bolas ce en el vértice de unión de las MM con las JSIN\ el de Bust más complicado, el de Farcot cuya función se produce mediante la intervención de un engranaje y el de Mr. Messain que difiere del descrito anteriormente en Ja disposición de

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los ejes de oscilación de las bolas, con exclusión completa de las varillas en forma de rombo y que al decir del inventor, transmite instantáneamente y con íacilidad al obturador cualquier variación de velocidad, que se traduce en una oscilación en el movimiento de las bolas, que es muy sensible, merced á la reducción llevada al límite posible, del número de articulaciones; todos ellos cumplen el mismo cometido y creemos ocioso ocuparnos aquí de su detallada descripción pues basta á nuestro propósito con el ya descrito, de uso más corriente.

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Conferencia X.

Continuación de los óiganos de regid (irisación. Examen del freno en sus

aplicaciones á la locomoción.

Pocos órganos mecánicos han adquirido la importancia del freno, pues su acción regula-rizadora del movimiento, de provechosa aplicación en la maquinaria dicha de taller, se ha convertido en un aparato de seguridad importantísimo en la locomoción terrestre y muy particularmente en la locomoción ferro-via-ria.

No es de extrañar dada su indiscutible importancia, bajo este importante punto de vista, que dediquemos una conferencia á ocuparnos de este aparato con el debido detenimiento, ya que para ello contamos con aquellos conocimientos previos á la buena inteligencia de lo que sobre él podamos decir.

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Seguramente que no hay ya, afortunadamente en España, quien desconozca el altísimo cometido de los ferrocarriles y á n.idie se le o;ulta tampoco que á su vertiginosa carrera seguirían consecuencias fatalísimas si no se hubiera ideado algo que regularice esa marcha y que pararla pueda en circunstancias precisas y determinadas.

Y nada, seguramente ha excitado tanto el espíritu inventivo del hombre, como el allegar ese procedimiento de regularización y parada. Nada á la verdad, repetimos, más sorprendente que esa celeridad con que arrastran los trenes cuantioso número de viajeros y sorprendentes cantidades de mercancías, y nada más preciso, por fin, que la parada periódica de estas masas en movimiento, para responder, las más de las veces, á las exigencias públicas en las diversas estaciones del trayecto que recorre, y para evitar, otra cualquier contingente debida á una causa fortuita y como tal indeterminada.

Los rudimentales elementos de la Cinemática dicen, que es tanto más difícil parar una mol-í en movimiento, cuanto mayor es su velocidad y ya es del dominio público la idea de que no basta suprimir la acción del motor en estos casos, pues que la velocidad adquirida en virtud de esa ley imperiosa de la materia, la inercia; hace proseguir el movimiento sin

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que la resistencia que la oponen los carriles sea suficiente para obtener la apetecida parada con la celeridad deseada.

Y tan esto es verdad, que si se hicieran las periódicas paradas de un tren, mediante la sola supresión del motor, cerrando el regulador de la locomotora, tendría que hacerse esta maniobra á una distancia tal, que bastaría por si sola para hacer ilusoria una de las primordiales ventajas de la locomoción al vapor, la celeridad. ¿Cuánto tiempo no se perdería desde el momento que se cerraba el regulador hasta que el tren parara en virtud de su propia resistencia sobre los carriles? ¡Cuan pequeña sería la degradación ó disminución de velocidad por tan exigua causa! y ¿qué fuerza de oportunidod resultaría en el triste caso de un accidente fortuito?

La parada de los trenes con la oportunidad que es precisa, se obtiene, tan solo mediante la acción del aparato llamado freno.

No es, ciertamente el freno un aparato de invención moderna; conócese con la vulgar acepción de torno desde que ruedan coches y diligencias porlos caminos ordinarios.y ya anteriormente los emplearon las galeras y carromatos bajo la acepción y sistema recono' cido por la acepción de galgas.

Los tornos y las galgas, lo mismo que los modernos frenos de los ferro-carriles tuvieron

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un mismo objetivo, sustituir el rozamiento de rodamiento de las ruedas, sobre el suelo, en rozamiento de resbalamiento, que ofrece mucha más resistencia al movimiento.

Ofenderíamos á nuestra reconocida cultura en esta materia, al creer, siquiera momentáneamente en la conveniencia de la parada instantánea de los trenes, como algunos ignorantes juzgaron, olvidando lo que sucede con un ginete cuyo caballo se para instantáneamente después de haber galopado, que derri-va al ginete por encima de sus orejas.

Monsieur Gentil, ingeniero trances que ha hecho estudios sobre esta materia, determina los efectos del choque que sufrirían las personas qje condujera un tren si parara instantáneamente, de la manera siguiente:

Tren mercancías de 25 kilómetros de velocidad por hora, la parada instantánea produciría el mismo efecto que si una persona cayera desde el entresuelo de una casa.

Tren mixto, velocidad de 30 kilómetros, como si cayera de un primer piso.

Tren viajeros, » 40 » » » 2.° id. Tren id. » 50 » » » 3.0 id. Tren id. » 60 » » » 4.° id. La conversión, pues del rozamiento de ro

damiento en rozamiento de resbalamiento, se hace indispensable y esto reclama la acción vigorosa del freno estrivando, lo verdadera-

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mente utilitario en estos indispensables accesorios de toda locomotora y tren, es disminuir con la mayor celeridad, dentro del límite hasta donde puede llegarse, el tiempo que ha de mediar desde el instante en que se decida la aplicación hasta el en que queda inmóvil en la vía: único é importante resultado á que es dable aspirar en la aplicación del freno, y á cuya consecución es preciso tener presente que la velocidad media de los trenes, 12m 5o á i6m6o por segundo, ó sea, 45 á 6o kilómetros por hora, representa en el cortísimo espacio de tiempo de diez segundos un trayecto de 125 á 16o metros, distancia qne si bien es conveniente en los usos ordinarios, no puede ser despreciable en momentos accidentales y causas de carácter fortuito.

La apatía que dominaba en este particular, antes de la locomoción al vapor, se trasformó en verdadera fiebre en las diversas clases de la sociedad, iniciándose de una manera prodigiosa el espíritu de invención, guiado por el alto propósito de dotar á los ferro-carriles de un sistema que cada cual pretendía ser superior al de los demás.

No es del caso, ni responde á nuestro propósito detallar aquí los diferentes modelos de frenos ideados, pero si debemos dejar sentado que cualquiera que sea, el que pretenda res-

- I3i -ponder á su objetivo, tiene que llenar las condiciones siguientes:

i.a Que sea instantánea y eficaz su completa acción desde el momento qne empieza á ejercerse.

2.a Que el frenado ocasione por si solo un rozamiento tal pue llegue á producir el efecto apetecido de detener el tren y.

3 a Que esta detención se verifique rápidamente después que los frenos hayan empezado á funcionar.

Según esto el mejor freno, el que bien podríamos llamar freno ideal, sería aquel que obrando al par sobre todos y cada uno de los vehículos del tren de una manera eficaz, sea sencillo en su conjunto y esté á merced del maquinista para poder parar y aún recular, cuando lo creyere necesario, pues nada más propio que sea este fencionario el encargado de su maniobra, ya que parece lógico que á quien se le dan los medios y se le impone el deber de allegar una velocidad determinada, se le concedan, así mismo, los indispensables para moderarla cuando las circunstancias lo reclaman y p ira destruirla también por completo, en presencia de cualquier obstáculo que se interponga ai tren.

A este ideal tendieron las multiples concepciones que sobre trenos se han originado con mejores ó peores auspicios, concepciones

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numerosas que bien podemos considerar clasificadas de la manera siguiente:

í Que ejercen la fricción sobre las ruedas,

i por intermedio de za-\ patas ó almodillas de

Frenos de fricción./ madera, ó fundición; j Que la ejercen sobre i los ejes de las ruedas.

Que la ejercen sobre \ los carriles de la vía.

Jdem eléctricos. ídem de vapor. ídem de aire comprimido. ídem de idem enrarecido, ó de vacio. Los frenos de fricción funcionan disconti

nuamente, ó por intermitencias y su maniobra se practica generalmente á mano. Son los empleados con más generalidad hasta aquí en nuestros ferro-carriles bajo la acepción de frenos-palancas ó frenos de tornillo.

Estos funcionan bien sea por la acción de un peso determinado, ó bien por la fuerza muscular. Los primeros son más sencillos pero menos enérgicos, y basta verlos funcionar una sola vez para poderse dar cuenta de su composición y maniobra.

Este sistema es seguramente sencillo y de fácil acción pero es inegable, que si bien su empleo es suficiente para los casos ordinarios

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de paradas y maniobras en las estaciones, es deficiente en circunstancias extraordinarias, en que se precisa p irar dentro los justos límites que permita la i lercia del tren.

Ocupan lugar preferente entre los frenos cuya acción se ejerce de una manera d recta sobre los carriles, el sistema debido á Laignel, en el que las zapatas, almohadillas ó patines, son unos verdaderos manubrios que obran verticalmente sobre las barras-carriles. Son muy enérgicos y se emplean en vagones especiales, llamados por esta causa, vagones frenos: son de aplicación limitada, por la violencia de su acción, á los planos inclinados como el de Ans á Lieje, de tres centímetros por metro de desnivel.

Monsieur Didier ha modificado este sistema haciéndole extensivo á todos los vehículos del tren, más no por eso h i llegado á reunir todas las condiciones que ha menester un freno de aplicación general, por más que sea recomendable para pendientes q e excedan de dos por ciento de desnivel.

No han subsistido en la práctica ni los frenos cuya fricción tenía lugar sobre los ejes de las ruedas, porque ésta, siempre violenta, comprometía la vida de los mismos ejes, ni los frenos que obraban en uirtud de la acción del vapor, ya que la alta temperatura de este fluido en un constante motivo de avería en los

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órganos que le sirven de vehículo para remitirlo al punto ó puntos de fricción, ni tampoco los freno* eléctricos, pue=> si bien es cierto que Mr. Achard fué premíalo por el que ideó en 1866, oéteniendo, merced á la enérgica acción de una corriente magnética un resultado tan inmediato, que bien pudiéramos significarle por el más próxim ) al ideal, no ha podido hasta aquí, ensanchar la esfera de su actividad por lo complicado de su mecanismo y por la facilidad con que se interrumpen las corrientes eléctricas, que son su esencia.

Ciertamente que al estado á que han llegado las exigencias del servicio y los adelantos en este importante auxiliar del buen y seguro movimiento de los trenes, debemos dejar sentado que los mejores frenos son los continuos automáticos, considerándose como continuo todo freno que reconcentra en una sola voluntad (en este caso la del maquinista) la facultad de maniobrar al libitum conforme á las necesidades del servicio, y significándose por automático todo freno que actúa por sí mismo en un caso fortuito del tren, tal como roptura de un enganche, con el consiguiente desprendimiento de una parte del tren.

Dos son los sistemas de esta especie que luchan en la práctica; uno tiene por agente el aire comprimido, y á él pertenece el ideado por el Norte-americano Mr. Wattinghonse

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que hemos visto funcionar en los ferro-carril les directos de Madrid á Zaragoza Barcelona-más ó menos modificado en sus detalles por Steel, Kindail. Wenger y muy particularmente por J. Fairfíielo-Carpenter; y es agente de. otro, el aire enrarecido ó el vacio dicho en otros términos, que no es en si más que la acción neumática del aire y á cuyo sistema pertenece el no automático de Smith modificado por Tames, Aspinall, Sandero y Hardy que le ha convertido en automático por cuya ra, zón se le adjudicó por el jurado internacional de Londres la medalla de oro, que es la recompensa mayor que se otorga en este centro científico y por cuya razón se ha extendido mucho su aplicación en los ferro-carriles del Reino Unido.

Ambos sistemas reúnen con las ya enumeradas cualidades de automaticidad y continuidad tan recomendables en los frenos, las no menos importantes condiciones áeenergia, r api des, uniformidad y fácil conservación, motivos de sayo poderosísimo para que sean los únicos autorizados por el Gobierno español con un criterio verdaderamente recto y científico para responder cumplidamente á las atenciones que debe llenar este importante aparato.

Verdaderamente que la Real orden de 21 de Noviembre de 1888 impone el empleo de

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cualquiera de estos dos sistemas, ai*e comprimido Wastinghonse; ó vacio Smith-Handy llamado también de Claytón, limita su aplicación á trenes cuya velocidad exceda de 5o kilómetros por hora, teniendo sin duda en cuenta, que en trenes de menor velocidad responde á las exigencias el uso de cualquiera de los otros sistemas, acompañado dsl contra vapor, cuya utilid'id deja de existir ex. cediendo de esta velocidad y con ello se dió un paso gigantesco á esa unidad de frenos tan exigida, como buena; y pues que estos son los dos sistemas mejores, haremos su descripción:

Redúcese el primero el aire comprimido á unos depósitos de hierro alimentados por una máquina de vapor, que montada sobre la locomotora mueve una bomba de aire.

El íreno obra en todo el tren y á este fin llevan los vehículos debajo de su plataforma i.' un depósito de aire comprimido; 2 ° un cilindro con su émbolo que por el extremo de su vastago, acciona las palancas de las zapatas del freno, y 3.0 una válbula triple que á voluntad del maquinista, pone en comunicación, en todos los vehículos á la vez, los depósitos de aire comprimido con los émbolos correspondientes que sirven de motor para funcio nar los frenos.

Esta válbula triple en la parte más esencial

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del aparato y se mueve de una manera automática, con una precisión sorprendente.

Cuando el maquinista quiere aplicar el freno, abre una válvula de la tubería general que comunica con los depósitos de aire, y en el mismo instante las válbulas triples cierran la comunicación de dicha tubería general con los mencionados depósitos y comunican el aire de estos á los émbolos de todos los vehículos, émbolos que al ponerse en movimiento, aprietan las zapatas del freno de que están provistas todas las ruedas del tren; y como el rozamiento que se produce á la vez en todas las ruedas es muy considerable; dá por resultado parar el tren, sin sacudidas, y en el menor espacio que se puede desear.

Para desenfrenar, bástele al maquinista cerrar la válbula motriz, en cuyo momento las válbulas triples vuelven á poner en comunicación la tubería general con los depósitos de aire, al mismo tiempo que cierran la combinación de éstos con los émbolos motores, y ponen en comunicación el aire de dichos émbolos con la atmósfera para que los émbolos vuelvan á ocupar su posición primitiva y queden libres todas las zapatas de los frenos.

Toda esta operación se termina en 8 ó 10 segundos y su acción es instantánea, pudiéndose aplicar, en caso de peligro desde cualquiera de los coches del tren, pero se lop es-

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tá reservado al maquinista el desenfrenado-El freno que obra por medio del vacío del

aire, á cuya variedad corresponde el del sistema Smith que es el otro á que se refiere la Real or den de 21 de Noviembre de 1888 y que es aü:i más sencillo en su construcción y maniobra, redúcese á un eyector de forma de embudo largo y estrecho, colocado en la caldera entre el silvato y la cúpula, destinado á recibir una corriente de vapor mediante la acción de una válbula intermedia que se abre ó cierra por el maquinista con el auxilio de una varilla que en un extremo comunica con la válbula y en el otro, á disposición del maquinista lleva un volantito de bronce.

El eyector se halla en comunicación por un tubo, que á nuestro juicio no debiera limitarse á la máquina y su tender sino alargarse á todo el tren, y por una especie de fuelle de can* chouc, con unos tambores cuyos discos se hallan unidos á unas palancas que, por medio de unos tirantes al efecto, producen el movimiento del árbol del freno.

Basta ver una vez funcionar este freno para comprender su maniobra. Ábrese á este efecto, la válbula, mediante la acción del volante de la varilla, é inmediatamente se precipita un chorro ó corriente de vapor en el eyector, y como esta corriente este animada de una gran velocidad, se mezcla y arrastra

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el aire que encuentra en su earrera y se verifica instantáneamente un verdadero vacío en la parte alta de los discos de los tambores, mientras que por su parte la presión atmosférica levanta la válbula que cierra el orificio del conducto y obrando sobre la parte opuesta de estos discos les ocasiona un movimiento ascensional, verificándose, merced á esta doble acción la presión de las zapatas, que siempre son de fundición, (i) sobre las llantas de las ruedas, mediante la oportuna acción de los tirantes fijos á las palancas del árbol del freno.

Para aflojar el freno, abre el maquinista la válbula que comunica con el tubo, y que está situada al alcance de su mano derecha, é in-troduciándose por ella el aire exterior desaparece el vacío y sus efectos.

Obsérvase con facilidad en la función de este freno del vacío que este tiene lugar merced á la aspiración del aire contenido en unos sacos cuyo fondo superior es fijo, y móvil el interior que enlazado al juego de palancas del freno, ocasiona en ellas el efecto apetecido, ya que tan pronto como estos sacos y el conducto que los unen experimentan cierto grado de vacío, sufren en sus fondos móviles

(i) Recomendamos la sustitución de la zapatas de madera por las de fundición, pues dan mejor resultado.

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una poderosa contracción debida á la diferencia de presiones interior y atmosférica, dándose lugar con ello á la acción pretendida y movimiento apetecido de los juegos de palancas, zapatas etc. del conjunto.

Los frenos de este sistema que en la actualidad produce la sociedad encargada de su suministro aparecen con la importante sustitución del volantito de bronce de que hemos hecho mérito, que generalmente está caliente y suele aparecer duro á la maniobra, por un mango siempre frío, por estar recubierto de sustancia mal conductora del calor, que está en relación directa con el eyector. La maniobra es muy fácil y cómoda, pudiendo obtener el maquinista una parada moderada ó rápida según le convenga. Las líneas de Bilbao á Por-tugalete, Cadagua, Luchana á Munguía, Arenas á Plencia y otras emplean tstos frenos modificados.

Terminamos aquí, cuanto decir creemos, respecto de este importante órgano regulador y de seguridad sentando el hecho de que puede usarse, en trenes cuya velocidad es menor de 50 kilómetros por hora, cualquier sistema de frenos acompañado del aparato de contravapor', pero que excediendo de esta velocidad es absolutamente preciso el empleo del freno Wastinghonse-Carpenter, ó elSmith-Handi, llamado también de Claytón, pues la acción del contravapor resulta ilusoria y hasta inconveniente cuando el tren tenga mayor velocidad de la de 5o kilómetros por hora.

Conferencia XI.

Lubrificantes antifricciones y mastiques.

Todos y cada uno de los órganos de una máquina cualquiera están siempre colocados de una manera invariable porque todos y ca-r da uno de ellos tienen una misión que cumplir; por ello se hace preciso unas veces unirlos y consolidarlos entre sí, y otras veces, ú otros órganos cumplen su objetivo dentro una calculada movilidad aunque en contacto mutuo, que pudiera dar lugar á fenómenos contraproducentes si no se les lubrificase ó engrasase convenientemente.

Hácese preciso en su consecuencia el empleo, en toda máquina de unos órganos que

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por su objetivo reciben el nombre de lubrificantes ó engrasadores, órganos de que debemos ocuparnos cual complemento á los varios de servicio general á toda máquina y que fueron motivo de nuestro examen en las precedentes conferencias.

Es también conexo con la lubrificación, cuanto se relaciona coa aquellas aleacciones de que se forman un gran número de órganos en contacto y cuya movilidad podría ocasionar perturbación en la marcha de la máquina, sabido como es que el rozamiento entre estas piezas varía con las cualidades del material que las constituye, así como lo es también el examen de aquellas sustancias denominadas antifricciones que tienden al mismo fin.

Y creemos que nunca podemos hacer un examen, así él sea rápido, de estos particulares, con mayor motivo que en el momentopre-senté, como lógica derivación de los órganos generales de que hemos venido ocupándonos.

Engrasado ó lubrificación. Axiomático es para todo hombre de máquina el principio de que engrasar es economizar máquina, es disminuir consumo de trabajo útil, y de aquí su constante desvelo para evitar, por un bien entendido engrase, el calentamiento, que sin esta inspección minuciosa, se presentaría en los órganos mecánicos, sujetos en su fun-

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ción á continuo rozamiento. Utilízanse á este eíecto unos aparatos llamados lubviñcadores ó engrasadores, que pueden ser manejados á mano, ó bien funcionar automáticamente, empleándose los engrasadores á mano para lubrificar las superficies de los órganos que no estén en comunicación con la atmósfera cual sucede con el pistón del cilindro, el distribuidor; el condensador etc., y los automáticos en todos los demás casos, por más que estos van adquiriendo una aplicación universal.

El lubrificador á mano más generalmente aplicado es el representado en la figura 7.a, en ella a es una capacidad que contiene la materia lubrifican t e , .. n%.rm

cuya capacidad comunica al exterior por una llave b y al interior por otra c.

Para funcionar se echa el lubrificante en el depósito abierto superior d, ábrese la llave b cerrando la c para dar paso al lubrificante de rf y cuando el depósito a se ha llenado, se cierra la llave b, y se abre la c si se quiere producir el engrase, ó se sostiene cerrada si no hay que engrasar.

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Ell ubrificador automático fúg. 8.a redúcese á una simple caja cilindrica tapada á voluntad para evitar que entren en ella sustancias extrañas, cuyo fondo está atravesado por un tu-bito que se prolonga dentro de la caja hasta cierta altura, y lleva una mecha ó torcida que está siempre impregnada de la materia lubrificante, que en virtud de

la capilaridad se desprende gota á gota del extremo inferior de la torcida, corriéndose por unas canalitas ó pequeños conductos abiertos en la misma masa de la pieza á engrasar, pasa alas superficies de contacto y rozamiento.

También existen otros engrasadores automáticos en forma de botella, figuras 9-a y 10.a

Fiff. 9.a Fi«-10-" cuyo tapón está atravesa-^ do por un tornillo de rosca Tk fina que se apoya sobre el J » cuerpo que se quiere en-W grasar, y en el que el acei-& te baja por el tornillo á

causa del movimiento vibratorio, ó de trepidación, que se le comunica.

Úsase muy generalmente en las máquinas de vapor otro engrasador automático reducido en su esencia á tres grifos; por el uno se vierte el aceite á cuyo efecto presenta en su extremo superior una cazoleta, y pasa á un

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depósito del cual trascurre por otro tubo con su corresponciente grifo á la superficie á engrasar mediante la conjunción de un tercer tubo que deja paso á un chorrito de vapor de *a caldera. Éste es el sistema seguido para el engrasado de los cilindros y cajas de distribución.

Expuesto cuanto creemos preciso de los engrasadores, no está demás el que nos ocupemos ahora de las sustancias que se pueden emplear, según los casos, en el engrase gene" ral de los órganos mecánicos.

Estas sustancias, llamadas engrases ó lubrificantes son líquidas y sólidas, y tienen que llenar, si han de ser utilizables, las tres cualidades de inalterabilidad, neutralidad y untuosidad, esto es, que no pueden alterarse produciéndose con esta contingencia, si existiera una perturbación en las piezas; que su acción sea esencialmente neutra por lo que á la disposición y ejercicio de las piezas atañe; y que sea lubrificante, esto es, untuosa para que por esta cualidad se haga suave el movimiento de las piezas de contacto, entre sí.

Los aceites orgánicos, ya de? origen animal como de origen vegetal, y algunos aceites inorgánicos ó minerales, poseen estas tres cualidades. Cuéntanse entre los primeros el aceite de Oliva, el aceite de nueces, el aceite de palmas, la pezuña de buey, las semillas de

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colza, nafta y otras, el sebo y las grasas, y comprenden los segundos, los exquistos ó aceites minerales purificados y el petróleo en bruto.

A no dudarlo, y así lo atestigua la práctica, el lubrificante por excelencia es el aceite de Oliva; pero no por ello deben excluirse los demás que tienen sus determinadas aplicaciones. Así por ejemplo, el aceite mineral purificado debe emplearse en los órganos no expuestos á grandes temperaturas, pues para estas está preconizado el sebo: la grasa de plombagina y la llamada grasa líquida compuesta aquella de 16 partes de plombagina y 48 de manteca de puerco sin sal, y esta de 125 kilogramos de sosa disueltos en 3 litros de agua, otros 8 litros de aceite linaza y ;5 de-sebo, todo ello á 95° de temperatura, se emplean en el engrase de ios engranajes, y diversas piezas de las máquinas útiles empleadas en los talleres.

El preferente uso del aceite oliva impone á las empresas de caminos de hierro el mezclarla con i ¡20 de petróleo y con elio se evita el uso ajeno de este caldo y se logra por la interposición el petróleo cierta limpieza en las piezas en contacto; pues no es ignorado que el petróleo en pequeña dosis se utiliza también para la limpieza de los metales.

Sabido es que el engrase ó lubrificación de

-— ifr los órganos mecánicos puede ser continua cual sucede; en las cajas de grasa, cuya construcción es adecuada al efecto, las cabezas de las bielas en sus coginetes etc., ó bien intermitente, como en los cilindros, correderas de las máquinas de vapor y otras. Tanto es así que se hace preciso siempre sostener aquella continuidad por el bien entendido uso de unas mechas de algodón, convenientemente colocadas para que sirva de vehículo á la materia .lubrificante y le traslade al punto preciso de su acción, y solo la práctica es la que enseña los detalles de este importante cometido del hombre de máquina, á cuyo efecto dispone de los diferentes utensilios indispensables; aceiteras de largo y corto cuello; >r se-botera donde funde ei sebo, operación coa-ve nientísima para segregarle las sustancias extrañas que contenga, y que por ser más densa que el sebo se precipitan al fondo de este utensilio, e tc etc. n:

Recientemente ha publicado el señor Muller de Mosea, una fórmula especial que determina un lubrificante que se conoce por el nombre de cakourina cuya economía y buenas condiciones le. abren un ancho campo para la conservación de toda clase de máquinas.

La fórmula es la siguiente: Mézclanse loo partes de petróleo, ó nafta

natnral con 25 de aceite ricino, agregando

_ ua — después 6o 6 70 partes de ácido sulfúrico á 66 grados Beumé, cuidando de echar este ácido formando un hilo sutil agitando con cuidado la mezcla al mismo tiempo.

Seguidamente se echa un doble ó triple de toda la mezcla de agua fresca, y se sigue agitando hasta que la mezcla forma una espuma blanca y homogénea y se le deja en reposo 18 ó 20 horas; entonces se separa la parte acuosa del ingrediente que resulta formado y al cabo de otras 3 horas de reposo se saca el agua que aún resulta excedente, pudien-do por fin neutralizar lo que nuevamente llegara á aparecer al cabo de otra hora por medio de la potasa cáustica.

Dejamos expuesto que el sebo es el lubrificante preferible para las tapas de los cilindros y hácese preciso consignar también que este engrasado tiene que hacerse cuando la máquina está funcionando, pues si se practicara hallándose esta parada, como quiera que está aconsejado, en el buen manejo de la máquina, abrir los purgadores de los cilindros, al empezar su función, nos encontraríamos que el sebo sería arrojado con violencia por estos purgadores.

Merece nuestra atención cuanto se refiere al engrasado de los vehículos que constituyen un tren, pues de su buen ó mal uso de-

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pende la duración de los coginetes de los ejes de las ruedas, en número fabuloso seguramente.

Varias son las mezclas lubrificantes que se emplean con aplicación á los vehículos diversos de un ferrocarril; reconocida es también la prioridad del aceite de Oliva, pero resulta tan dispendiosa que no ha podido dispensarse de recurrir á otras mezclas menos caras.

Las más usuales son las siguientes: 1.a

42 kilogramos sebo./ Al fuego en una vasija. 13 » aceite.

j • Disuelta en 55 litros 3 » sai sosa / ¿ e a g u a > cantidad equi-

nor azutref v a i e n t e aj s e b 0 y a c e i t e . 2

Después de hecha la mezcla del sebo y aceite en una vasija al fuego, y la sal sosa y flor de azufre con los 55 litros de agua, en otra; se reúnen ambas mezclas en otra vasija ó pipa, y se agita siempre en un mismo sen-tido hasta la congelación.

2.a

24 kilogramos grasa ¡Se agita por espacio 10 » aceite i de dos horas cuidan-500 gramos sosa \ do de que hierba po-5oo > azufre \ co á poco. 12 litros agua. i

— 150 — 3.a

*5 Kilogramos sosa, disueltos en 6 litros de agua: esta disolución se echa en 120 litros de agua fría previamente dispuesta en una tinaja.

Derrítanse aparte,( yokt'ógramosde acei-para verano- ( te y 9& * de sebo-

j 98 kilogramos aceite Y para invierno ( y 70 » de sebo y

) únanse á estas cantidades los 120 litros con la sosa de la otra vasija.

En esta gran tinaja se calienta la mezcla lentamente hasta la fusión, lo cual conseguido, se separa del fuego y se agita siempre en 11.1 mismo sentido, lentamente, hasta la congelación.

4.a

óo partes de sebo blanco (en peso) 25 » aceite de pescado » 10 » resina » 9 » sal sosa »

96 » agua. » 200 partes en todo. Redúcese á polvo la resina, fúndese en el

agua y seguidamente se le añade el sebo. Completa esta fusión se agrega el aceite de pescado y agitándola mezcla se vierte en ella

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la sal de sos:i, previamente disuelta en las 96 partes de agua. Esta grasa se puede emplear á las 24 ó 48 horas, según la estación.

5.a

Sebo 28 partes (en peso) Aceite de palma 9,36 » » Id. de colza 5,°o » » Sal sosa 2,00 » » Grasa vieja 5,70» » Agua 5o,oo» » Existen además de las diferentes sustancias

lubrificantes de que venimos haciendo mérito otras sustancias que reconocidas por el nombre de ANTIFRICCIONES son verdaderas aleaciones lubrificantes, aleaciones en que entran diferentes metales como componentes y entre ellos el antimonio que es el que les trasmite la cualidad suya distintiva, untuosidad. Ejercen sin duda alguna la doble misión de metales y de lubrificantes en virtud de su característica propiedad de fundirse á baja temperatura.

Existen en toda máquina, muchos órganos cuyo rápido y continuo movimiento les ocasiona un desgaste mayor ó menor según las circunstancias de trabajo y tiempo. Hállanse. ea este caso las correderas y paralelas, los cogínetes, los cuellos de las estoperas y sus coginetes, los collares de los excéntricos, las mismas válbuias de distribución y otras, yen-

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estas piezas es donde tienen mediata aplicación las antifricciones, pues que como metal rellenan las partes que el roce ha desgastado y como lubrificante no raya á las piezas sobre que resbala ya que tan pronto como se produce un aumento de temperatura, se funde y ejerce su misión lubrificante.

La importante acción que reconocemos en los antifricadores nos impele á dar aquí cabida á las cuatro diversas hasta el día conocidas que reciben el nombre de sus inventores, Bidard, Karmasch, Honnie y Bourgeat, cuya varia composición es la siguiente:

Antifriccion Bidard.

Antimonio 9 partes J Cobre 6 » \ Total ioo partes. Estaño 85 » \

Antifricción Karmasch.

Antimonio io partesy Cobre 5 » > IOO partes. Estaño 85 > \

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Antifricción Honnie.

7,6 partes, i 3,8 » V ioo partes 88,6 » i

Antifricción Bourgeat.

8 partes. / 4 > > Total io8 partes 96 » 1

En cualquiera de estas cuatro fórmulas ó recetas que se pretenda seguir para obtener la antifricción, se funden los diversos metales componentes en la forma siguiente: Fúndese el antimonio y viértese en esta íu-sión la mitad del estaño que pronto se fundirá y fundido que sea el antimonio y estaño se le añade el cobre previamente preparado.

La previa preparación del cobre se reduce á recocerlo y sumergirlo en un baño de cloruro de zinc, con lo que obtiene mayor facilidad para la fusión que sucesivamente se allegará vertiéndole en el crisol donde se hallare la mezcla del antimonio y la mitad de la cantidad determinada del estaño. Conseguida que sea la fusión del antimonio, estaño y cobre, se vierte la otra mitad del estaño y se logra la fusión total, que nunca requiere más de 17 minutos.

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Antimonio Cobre Estaño

Antimonio Cobre Estaño

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Dejamos sentado que estas antifricciones se utilizan en las correderas, collares, cogine-tes etc., y en efecto, tan pronto como se inicia un desgaste en estos órganos, nácese indispensable su aplicación que es seguramente muy frecuente

Para aplicarlas se empieza por hacer en las superficies donde se ha iniciado el desgaste, unas estrias para que en ellas agarre y haga firme una capita de estaño que debe recubrir estas superficies, capita que admite la fácil y mediata adherencia de la antifricción, cuyo espesor varía dentro ciertos límites prudenciales y en relación á las superficies mismas y trabajo de las piezas.

La práctica es el mejor maestro respecto á este detalle.

No es posible desconocer que si la bien entendida lubrificación de las piezas en contacto dinámico es de suyo importante á la buena conservación de toda máquina, corre parejas en importancia el prevenir toda contingencia que en las mismas pudieran oponerse á esa marcha de un verdadero movimiento uniforme siempre en ellas pretendido.

De aquí nuestra imperiosa necesidad de decir algo que se relacione con la mejor manera de allegar aquella perfecta unión de las piezas de toda máquina que deben ser partes integrantes de un todo.

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En todas las máquinas y muy particularmente en las de vapor, estos órganos mecánicos llamados á unirse y á acoplarse entre sí, sufren continuas y repetidas dilataciones y contracciones como consecuencia de las diversas temperaturas en que funcionan y re sulta por esta razón que las juntas tienen que hacerse mediante la interposición de ciertas y determinadas sustancias que bien podemos considerar como supletorias, sustancias que se reconocen por la acepción de mastiques y de cuyo estudio debemos ocuparnos ahora con relativa brevedad.

Ocurren en la marcha de toda máquina, con demasiada frecuencia, determinados escapes ó huidas de agua ó vapor etc. etc., por las juntas ó uniones de aquellos órganos por los que trascurren estos fluidos, y otras veces, no tan frecuentes, por grietas, hendiduras 6 roturas que en las mismas se manifiestan inesperadamente.

En uno y otro caso debe remediarse seguidamente el accidente arreglándose la junta deteriorada.

Podemos hacer constar que esta operación es tan frecuente que constituye, no sin razón una continua faena en los depósitos y reservas de los ferro-carriles y en general allí donde hay máquinas, cualesquiera que sean sus es» pecies, en las que entra como elemento de

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acción el vapor ó el agua, y sabido nos es ya, que en estas máquinas existen, como no puede menos de suceder, tubos de conducción, y piezas diversas formadas de distintos trozos ó elementos que necesariamente tienen que unirse para formar un todo, y claro es, que la union de estos componentes debe ser tan perfecta como se precisa para que no haya escapes ni de vapor ni de agua.

Exijese por tanto que estas juntas se hagan con una precisión matemática, digámolo así, y al efecto se utilizan la interposición de los mastiques.

Los mastiques más usuales son: El mastic ordinario ó de minio; el de hierro, el de caoutchouc y el que conmumente se emplea' especial, en las calderas de vapor. Ocupémonos de su examen.

EL MASTIC ORDINARIO, se compone de alba-yalde, minio y aceite de linaza y llámase generalmente mastic rojo ó mastic diamante. Por lo común se echan partes iguales de al-bayalde y minio pero conviene que se halle en exceso el minio cuando su ulterior aplicación deba tener lugar en juntas expuestas al calor.

Aunque todo maquinista y operario de taller mecánico, sabe la práctica de la confección de este mastic, no está demás que digamos que se mezcla el minio y el albayalde,

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echando al par el aceite de linaza, ó cáñamo también poco á poco, amasando el todo y golpeándolo con un martillo sobre una plancha de hierro limpia y resistente, ó en un mortero al efecto: el aceite se vierte, como queda dicho, en pequeñas porciones, echando de tiempo en tiempo polvo de minio y albayalde, para que no resulte excesivamante blanda la mezcla. Puédese hacer esta mezcla por medio de la maquinita que representamos en la figura 3.a página 85.

Cuando no haya de tener mediata aplicación el mastic se le conserva en una vasija de agua; pero si hubiere de utilizarse en seguida, hay que empezar por limpiar perfectamente las caras, en contacto de las piezas á unir, extendiendo sobre ellas una capita de este mast ic

Es muy frecuente interponer entre ambas superficies en contacto una laminita de plomo de 2 á 3 milímetros de espesor, impregnada por sus dos caras por el mastic, otras veces la lámina de plomo es sustituida por una hoja de cartón, y muchas veces, y esa nuestro juicio lo mejor, se sustituye por una hoja de malla metálica impregnada como el plomo y el cartón, en sus dos caras, por el mastic. Cualquiera que sea la lámina interpuesta la unión se practica apretando seguidamente los tor-

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nillos de presión hasta el límite prudente que impide la salida del fluido.

Ocurre muchas veces, y la práctica es la sola que determina los casos, que se reemplaza esta lámina de plomo, cartón ó malla, por cáñamo ó cuerda lisa. Por nuestra parte dejaremos sentado que debe emplearse la lámina en las juntas de los fondos ó tapas de los cilindros y en los diversos trozos de tubería, y el cáñamo ó cuerdas en los órganos pequeños.

En todo caso debe dejarse secar bien la junta antes de funcionar el aparato mecánico, pues si esto ocurriera hallándose blanda la junta, resultaría esta infructuosa.

MASTIC DE HIERRO, es el compuesto de 0,025 kilogramos de sal amoniaco y 0,050 de agua, por cada kilogramo de limaduras ó torneaduras de hierro, y una parte proporcional de arena de piedra de afilar ó asperón.

Es de muy excasa aplicación en las máquinas el movimiento, pues es un mastic inservible en órganos que estén sujetos á vibraciones, pues constituye un cuerpo vitreo que se resquebraja y salta con aquellas: solo da buen resultado en los condensadores de las máquinas marinas.

Mástic de caoutchouc, limitado en su aplicación á las uniones de órganos por los que ha de circular el agua ó pequeña temperatura

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cual sucede en las bombas; resiste bien, por su elacticidad todo sacudimiento ó vibración, pero cada vez se limita más su aplicación, por las modificaciones quen surgen en las máquinas de vapor en las cuales podemos decir que no hay tubo por el cual no trascurra el agua á gran temperatura.

El mastic para las calderas, es muy empleado porque seguramente es la caldera donde se produce el potente fluido, el órgano más sujeto á dilataciones y contracciones en sus juntas y por tanto más expuesto á averías.

Varias son las fórmulas ó recetas, igualmente convenientes en la aplicación, pero las más importantes son las siguientes:

i.a Composición de carbonato de plomo, sulfato de plomo, amianto y aceite linaza.

2.a Composición de carbonato de plomo, sulfato de plomo, minio, amianto y aceite linaza.

3-a Composición de minio, amianto y aceite linaza y

4.a Composición de sulfato de plomo, bien calcinado, puro y recientemente obtenido, y aceite linaza.

Cualquiera y todas y cada una de estas composiciones, son reconocidamente superiores para la aplicación de partes en las calderas de vapor, tanto en su cuerpo como en su

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caja de fuego, y en general en todo punto sujeto á la acción directa del fuego. Son ciertamente más caros que el mastic ordinario, pero este es insuficiente para estas partes ó puntos en contacto directo con el fuego.

Prepáranse estas mezclas como el mastic ordinario en un mortero ó sobre un mármol golpeando con un martillo. No llevan cantidades determinadas de sus componentes, puesto que depende este particular de la mayor ó menor dureza que deba darse al mastic y del tiempo que tarde en aplicarse. Cuando no haya de emplearse inmediatamente se hace la mezcla más blanda y se le deja en una vasija de agua donde puede conservarse por más de un año.

En su aplicación se siguen las mismas prescripciones de limpieza en las superficies de unión, lo cual practicado se les unta con al-bayalde ó aceite linaza para ayudar la debida adherencia del mastic á dichas caras ó superficies en contacto.

Y para terminar que, en las fábricas de gas se emplea con gran éxito el siguiente mastic para las retortas y piezas de fundición que deben resistir altas temperaturas, y también por tubos de collerete y de tubulura, para las testeras de las retortas etcétera.

5 k. 604 limaduras^de,hierro. o k. 934 cemento. o k. 467 yeso.

— 161 — o k. 058 sal amoniaco. o k. 043 azufre. o k. 675 vinagre. Se añade á la mezcla un poco de agua ca

liente y se remueve bien. No hay necesidad de limitarse extrictamente á las cantidades mencionadas.

Se reconoce la intimidad de la mezcla por la presencia de burbujas negruzcas en la superficie, durante la desecación.

Los objetos embetunados de esta manera no deben dejarse á la humedad, porque el autor ha observado que este mastic es higromé-trico.

Seguramente que haríamos interminable esta conferencia si pretendiéramos dar aquí noticia de las diversas otras recetas que cunden en los talleres de construcción de máquinas para componer mastiques varios, según la naturaleza délas uniones en que se emplean, y terminar debemos por consiguiente haciendo constar que son, las que hemos detallado* las que tienen más general aplicación y las que como tales recomendamos en la práctica como de resultado más cierto y duradero.

t i

Conferencia XII.

Consideraciones generales sobre los materiales de construcción.

Maderas. Hierro, su historia y variedades.

Historia del acero y sus variedades.

Entre los seres que pueblan el universo dándola con su presencia vida y movimiento, es el hombre siempre reputado, según la frase de un célebre escritor contemporáneo, como la corona de esa obra magnífica y gigantesca que nos deleita y nos admira. Dotado por el Ser Supremo de facultades que á los demás negó, brillando en su cerebro la chispa de su inteligencia, que abriéndose paso entre las tinieblas y las sombras, cual rayo de luz que entra en las brumas y discierne con facilidad

— l é a

lo bueno de lo malo, investido de omnímoda voluntad para aceptar este ó seguir aquel, tuvo sujeto en épocas remotas el mundo á su aí-bedrío; pero desobediente á los Divinos preceptos y orgulloso con su aparente poder, pretendió sobreponerse, y al iniciar ese combate en que su soberbia le alzaba al nivel de Dios, atrajo sobre su raza un tallo tan justo como el Ser que lo dictara; quien con voz augusta y severa le Impuso por castigo la sentencia «El pan que en lo sucesivo te sirva de sustento, irá amasado con el sudor de tu frente.»

Desde entonces mostrósele la Naturaleza rebelde y caprichosa; los frutos trocáronse en abrojos; las flores nacieron con espinas; el hombre, depositando en el seno de la tierra una semilla que tal vez no verá fructiferar, tuvo que hacer un esfuerzo; y esa contracción violenta que se vio precisado á imprimir en sus músculos tensores, esa voluntad de producir aplicada y puesta en práctica, es lo que se designa con el nombre de trabajo.

Gracias á él, gracias á esa fuerza mágica que recibe su impulso misterioso de una evolución emanada del alma racional, que idealiza y embelleze cuanto toca; ha logrado ese mismo hombre satisfacer con más ó menos perfección cuanto sus necesidades demandaron, y los medios de producción progresaron,

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Con la seguida de los tiempos, convirtiendo los primitivos toscos instrumentos que usara en máquinas de una potencia colosal y las ciencias llevaron á todas partes la cultura y civilización.

Y esta civilización y cultura se manifiestan ostensibles, ya en la choza y en el suntuoso palacio que edifica para su albergue; ya en la variabilidad de vestidos con que se abriga, y ya en los múltiples y variados y suculentos manjares que pueden alimentarle.

Pero esos edificios varios, y aquellos caminos por donde transita, los puentes y canales que demandaron sus necesidades y las máquinas que sustituyeron los antiguos toscos instrumentos que empleara, son á su vez producto ó conjunto bien organizado de lo que se denomina materiales de construcción; ya procedentes del reino vegetal como las maderas y diversas sustancias sextiles; ya del reino mineral, como las piedras de todas clases, y los metales variados que se logran del beneficio de los minerales que surgen de su seno, y ya por fin, productos del reino animal, cuales son los cueros, astas, huesos, pelos etc. que el hombre utiliza en diversas construcciones industriales.

No es nuestro propósito invadir terreno ajeno. El estudio de los materiales de construcción corresponde á un erudito comprofe-

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sor nuestro á quien debemos ceder su preferente puesto por su justificado saber. Esto empero no cumpliríamos nuestro deber sino nos ocupáramos, así ello sea ala lijera, de aquellos materiales de aplicación indeclinable en la construcción de máquinas-

Rigorosamente juzgando y á cumplir estrictamente esta misión, ocuparnos debiéramos de todos los que quedan enumerados; todos entran, en mayor ó menor escala, en la constitución de una máquina; pero ello nos llevaría muy lejos, haría molesta la conferencia y nos sacaría de nuestro propósito que no es otro que el verificarlo de aquellos que son parte dominante de todo instrumento, aparato ó máquina.

Estos materiales preeminentes enloda máquina son las maderas varias, el hierro en sus variados aspectos, el cobre y sus aleacciones, el estaño el plomo y el cinc.

Ocupémonos do ellos por el orden manifiesto.

La madera: no es seguramente la madera una materia de gran aplicación en la construcción de máquinas; esto empero úsase en la composición de los malacates; pues estos pueden ser exclusivamente de madera ó bien mixtos de madera y hierro. Usase también muy frecuente en la construcción de los receptores hidráulicos de eje horizontal, llama-

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dos ruedas hidráulicas, entra en mucho en la confección de las poleas, tambores; y sucede aún, que algunas veces se construyen algunos otros órganos mecánicos con maderas duras, particularmente el roble por su inalterabilidad en el agua.

Debemos por tanto hacer un estudio así él sea somero de este material, empezando por clasiñcar las diferentes ciases de maderas conocidas, en duras, blandas, resinosas ó finas, según las cualidades que distinguen á unas de otras.

Entre ellas son sin duda las más usadas en diversas aplicaciones la encina y el roble que por su elasticidad, resistencia é incorruptibi-lidad se emplean para soleras ó armazones de máquinas, traviesas, presas y construcción de ruedas hidráulicas; el castaño que reemplaza con ventaja al roble en aquellas construcciones que tienen que permanecer ya á la humedad ya al aire libre, pues que el roble muy conveniente en la humedad se tuerce ó se tira mucho al secarse. Es también el haya una madera muy resistente y que puede aplicarse indistintamente en la confección de piezas que ora se hallen á la humedad ó bien tengan que aparecer al aire seco, de aquí su aplicación ventajosa en la tonelería, y se emplea con muy buen éxito en la construcción de tornillos y tuercas: el fresno se utiliza mu-

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cho en la confección de prensas, lanzas de coches y malacates etc etc., el álamo se usa mucho en la construcción de entramados, pisos y armazones de máquinas y el eucalipto es madera dura, elástica y de mucha duración pero se tuerce mucho.

El pino blanco resulta muy bueno para obras de taller yen el interior de las habitaciones mientras que el pino de tea es de mucha más duración en el exterior por su gran resistencia y finalmente el niño amarillo es muy bueno para vigas, viguetas y tablazón y el nogal, ébano, caoba se utilizan en la ebanistería y el peral se recomienda para plantillas, modelos imitando fácilmente al ébano puesto que adquiere un excelente negro, tifiándole con vinagre herbido con hierro viejo, después de haber preparado á la madera con campeche.

Seguramente que en toda madera debe tenerse muy en cuenta sus distintivas v peculiares propiedades físicas, y á este fin debemos decir que estas propiedades se refieren principalmente ala dureza, higrometricidad, densidad y poder calor i fie o.

La dureza varia con las especies de madera y en una misma especie con la edad- Ambas variaciones reconocen por causa el predominio más ó menos grande de la materia incrustante sobre la celulosa. Cuanto mayor

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es el exceso de esa materia sobre la celulosa, mayor también es la dureza de la madera-

Las maderas son todas más ó menos higrometrías; pues cuando se las ha secado á 120 ó I300 en unaestuía, toman ocho á diez partes de agua por su simple exposición al aire en un recinto sin fuego.

La madera es más densa que el agua; pero como es muy porosa y sus poros, sobre todo cuando está seca, se encuentran llenos de ai' re, generalmente sobrenada en el agua.

No se puede fijar de una manera precisa la densidad de la madera porque ella varía, en una misma especie, con su edad, con 'a naturaleza del terreno que la ha producido, con su estado de sequedad, etcétera. El cuadro siguiente indica la densidad media de varias especies de madera.

Madera Madera fresca húmeda

Abedul blanco 0 919 0 664 Haya rojo 0 98O 0 721 Cedro 0 980 0 556 Ébano. . . . . . . . 0 980 1 259 Roble de Europa. . . . 0 973 0 785 Aliso de Europa. . . . 0 901 0 551 Fresno 0 852 0 592 Pino 0 893 0 428 Granado 0 908 0 646 Cerezo 0 928 0 646 Tilo 0 794 0 422 Nogal. . . . . . . . 0 794 0 735 Alamo blanco 0 857 0 472

- 1 6 9 -

La densidai de la fibra leñosa, haciendo abstracción de los poros, es casi igual en todas las especies y está representada por l'5o.

El poder calorífico de una madera varía proporcional mente á su riqueza en materia incrustante, y como esta materia es más abundante en las maderas viejas, en las que son más duras y más compactas, y en las que contienen menor cantidad de agua, se comprende fácilmente que tales maderas suministrarán, cuando se las quema, mayor número de calorías que aquellas que no están en tales circunstancias. La causa de esta diferencia es la siguiente: la materia incrustante contiene más carbono e' hidrógeno que la celulosa; por consiguiente, en las maderas que contengan mayor cantidad de materia incrustante, la suma de los principios útiles como productores de calórico, carbono é hidrógeno es mayor, y, por consiguiente, suministrarán más calor.

Hé aquí el número de calorías suministradas por la combustión de un kilogramo de madera:

Calorías

Madera secada al aive y conteniendo aún el 20 por 100 de agua • . . ?600 Madera conteniendo aún el 10 por 100 de agua 4100 Madera completamente seca. . . . . . 4700

Se ve por los números precedentes que la 22

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madera seca suministra, á pesos iguales, más calor que la madera húmeda; es además fácil comprender, que una midcra conteniendo 20 por ioo de agua, dará cuando se la quema, por ioo p., menos calor útil que 8o p. de madera seca. Esto depende además de que una fracción del calor de combustión se gasta en evaporar el agua. Por este motivo en ciertas oficinas se tiene el cuidado de secar antes la madera en estufas apropiadas.

Para lo que pueda convenir, indicaremos el número de calorías que suministran ardiendo, un kilogramo de madera de las especies siguientes:

Calorías

Haya secad i al aire 3100 Roble 2400 á 3000

Fresn) se alo al aire. . . . 3060 á 3500 Haya roj-> 3300 á 3600 Pino 2800 á 3700 .Acacias -1000 k 4300

Así mismo consignamos aquí el peso específico que tienen las maderas secas propias para la construcción, cuyo dato debe tenerse en cuenta para poder apreciar la fuerza que pueden resistir.

Este peso calculado por metro cúbico es el siguiente:

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Kilogramos

1.° Encinas 905

2.o Fresno 785

3.° Moral blanco 754

4.° II iva común 720

5.° Alamo negro 7OO

6.° Castaño 685

7.° ídem silvestre. . . . : . . 657

8.° Nogal común 65'1

9.° Alerce 656

10. Aliso 654

11. Pino silvestre 620

12. Abeto ó pinabete 486

13. Sauce 4 8

14. Chopo 397

15. Aleo? noque 240

Y terminamos estas breves consideracio-n.s sobre las maderas haciendo co.istar que es tan estensa la aplicación que se hace del roble, que ya empieza á presentirse el fu de su existencia, y no será estraña que falte pronto en Europa, aunque existan muchos montes donde se cría en la mitad superficie de Suecia, en la cuarta parte de la de Noruega, en la sexta de Suiza y en 780,000 millas cuadradas en Europa y Rusia.

Desde hace 50 años, Francia ha duplicado el consumo de maderas de roble, porque pa-

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ra la fabricación de barriles necesita todos los años I5.000.000 de piés cúbicos, y 750,000 para su material de ferrocarriles.

El valor de las duelas importadas en nuestra vecina república ascendió en I826 á veinte milíi nes de pesetas, y en el presente año pasará de 275.000,000; pero cuando Alsacia y Lorena le pertenecían, contaba con ciento cincuenta millones de áreas de superficie, que equivalen á 60.700.650 hectáreas, ó sean 607,006 ij2 kilómetros cuadrados, de los cuales más de una tercera parte eran forestales.

En Noruega la administración de montes anuncia la necesidad de restringir las cortas de robles, y en Bélgica y Holanda escasean y se aumenta cada vez más la importación de tan necesaria madera.

Hierro. Es sin duda ei hierro el metal más útil é importante y constituye el primer elemento de la industria, pues no podría existir esta sin el hierro y hasta la vida social fuera imposible sin el eficaz auxilio de este elemento, y á este propósito bien pudiéramos hoy decir que el sorprendente desarrollo industrial alcanzado en la segunda mitad de espirante siglo, unido á las necesidades y exigencias de la moderna civilización, han influido de una. manera notable en la manera de ser de los pueblos, siendo primer factor el hierro

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que con los poderosos elementos que presta á la maquinaria moderna,, permite colocar este material en obra en cualquiera de sus estados colado, maleable ó de acero, aunándolo más esbelto y elegante de la forma á la robusted que parecía propiedad exclusiva de las construcciones ciclópeas.

La transición de la edad de piedra, en la que el hombre hacía con este material sus utensilios y armas, á la edad del hierro, fué tal vez el paso más gigantesco en la vía del progreso humano, y si los Aztecas y los Yucas alcanzaron cierto grado de civilización, desconociendo el hierro, esta era, pese á los historiadores de ardiente imaginación que la proclaman, una civilización restringida que como tal sucumbió al poderoso embate de las férreas armas del primer puñado de conquistadores.

Y admitida la importancia real, en todos tiempos de este metal, no podemos dispensarnos de hacer una rápida escursión por su peculiar historia.

El uso del hierro se pierde en la oscuridad de los más remotos tiempos En el Antiguo Testamento se hace frecuentemente mención de este metal. Los griegos atribuían su descubrimiento al gran incendio de los bosques del monte Ida, en Creta, que ocurrió unos 1500 años antes de nuestra era, y fundió el

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mineral de hierro que había en la superficie de aquel monte; pero antes de aquella época se explotaban ya las minas de hierro y cobre del desierto de Egipto. En los monumentos de Tebas y en las tumbas de Menfis. levantados hace más de 4,000 años, se ven representados carniceros afilando sus cuchillos en barritas redondas de metal colgadas de sus delantales. En Etiopía abundaba mucho más el hierro que en Egipto. Según Diodoro, los egipcios creían que su gran divinidad nacional Osiris les había enseñado el arte de trabajar el hierro, de lo cual se puede inferir su gran antigüedad. Tanto este historiador como Hero-doto se refieren á la abundancia del mineral en la isla de Elba, y describen el modo de fundirlo. En tiempo de Esquilo eran los cáli-bes famosos herreros, y se llamaba áCalibia la madre del hierro, Estrabón dice que las minas de Calcis en Eubea habían sido agotadas por los atenienses, Plinio el Mayor dedicados capítulos de su Historia Natural á tratar del hierro. Habla de una estatua de hierro de Hércules fundida por A Icón en Tebas, y de tazones de hierro de diferentes tamaños en el templo de Mírte en Roma. Conocía este autor la propiedad magnética del hierro, y menciona una estatua de hierro de Arsinoe, hermana de Tolomeo Finadelfo, que se proponían suspender en el aire en un templo, deba-

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jo de un techo abovedada hecho de piedra imán,

En los países Orientales se han encontrado artículos de hierro ele gran antigüedad. Belzo-ni encontró una hoz de hierro bajo los pies de una de las esfinges que desenterró en Karnak; la hoz tenía la misma forma que las que se ven pintadas en las tumbas de Menus. Hierro se ha encontrado en las más antiguas ruinas de Egipto, habiéndose sacado dos piezas de este metal de la gran pirámide de Gizeth. En Nimrud descubrió L a y a r l muchos artículos

de hierro que prueban >a inteligencia y habilidad con que los asirlos trabajaban este metal. Entre los artículos se encontraron cotas de malla, dagas, broqueles, puntas de lanza y "de saeta, un pico, una sierra á dos manos y algunos objetos de hierro cubiertos con capas de bronce. Todos estos artículos estaban enteramente reducidos á orín y no podían levantarse sin desmoronarse. Se han descubierto adornos de hierro pertenecientes á los antiguos caldeos, pero no utensilios; lo que hace suponer que el hierro era muy escaso entre ellos, y de consiguiente, lo tenían comD metal precioso.

En la India se hallan las muestras más notables del adelanto que había hecho allí en los tiempos más remotos la metalurgia del

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hierro. En los restos de los antiguos templos hay vigas de hierro de i\ pies de largo y ocho pulgadas de ancho, y el famoso pilar de Delhi, llamado Cuttub Minar, tiene más de 48 pies de largo, 16 i]2 pulgadas de diámetro en la base, 12 pulgadas en la extremidad superior y pesa 17 toneladas. Y sin embargo, el arte de trabajar el hierro se halla hoy en un estado muy rudo y primitivo en aquel país.

Por fin por ciertos pasajes de los autores antiguos se puede inferir que,-tanto el hierro colado como el forjado, son de una grande antigüedad. Aristóteles dice que el hierro se puede fundir hasta licuarse y volverse á solidificar, y que de este modo se hace el acero. Plinio y Diodoro describen con más ó menos claridad y exactitud el procedimiento para reducir el minera! de hierro.

No tenemos porque proseguir esta historia sino para dejar sentado que España es deudora de la fabricación del hierro á Grecia sin que pueda precisarse la época en que empezó en nuestra Península este género de industria, hoy en verdadero apogeo en varias provincias, descollando entre ellas Asturias y Vizcaya.

Es el hierro un metal de color gris azulado, maleable dúctil y tenaz, de textura granuda y fibrosa y de fractura brillante y blanca con

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una densidad de 7.70 (1) y que se ablanda al fuego á determinada temperatura sin fundirse, preciosa cualidad por la cual se forja fácilmente y se suelda consigo mismo, adquiriendo en estas operaciones las variadas formas que se pretenden por solo la acción del martillo.

Se enrroñece al aire húmedo, esto es, se forma sobre él una capa de orín (óxido de hierro) que se desarrolla rápidamente, inconveniente que se evita pintándole, ó galvanizándole, (baño de zinc extendido sobre el hierro) Al aire seco no sufre alteración.

Los hierros del comercio no son siempre puros, es decir, no presentan en absoluto las propiedades que dejamos expuestas y de aquí el que se encuentren á la venta las dos clases de hierros, dulces y agrios.

Los primeros tienen verdadero color gris azulado y fractura de grano alargado y por su mayor ó menor facilidad para el trabajo, se subdividen en blandos y duros. Los segun-

(1) Empléase para apreciar ó medir la densidad de los líquidos y sólidos, el agua natural á las temperatura de 4 grados sobre cero.

Un litro de agua á esa temperatura, es igual á un decímetro cúbico y pesa un kilogramo.

El decímetro cúbico de hierro pesa 7 kilogramos y 7oo gramos, esto es, 7!7.

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dos, tienen una estractura laminar y sonde un color gris muy claro, presentándose unas veces agrios, en cuyo caso deben desecharse por inconvenientes, y otras veces quebradizos, en cuyo caso pueden utilizarse en frío, pero no en caliente por no admitir ni soldadura, ni la forma que se les quiera dar.

Úsase mucho el hierro dulce en chapa, en cuyo caso se llama palastro, y en alambres y cadenas, y empléase el hierro en la construcción de máquinas y en las construcciones todas, en sus tres estados, de dulce, que es el que hemos analizado; hiervo colado ó fundición y acero.

Ei hierro colado, ó hierro fundido, es el producto inmediato que se obtiene de los altos hornos en que se funden los minerales de hierro; contienen además de hierro de 3 á 4 por ciento de carbono y partes variables de fósforo, sílice, azufre, y nitrógeno ó ázoe, y presenta diverso color y aún distintas propiedades, según que el enfriamiento sufrido por el metal haya sido más ó menus lento ocurriendo que

f color blanco. si el enfriamiento textura cristalina,

fué rápido (agrio y más fusible que los demás.

si enfriamiento j color gris lento. j textura granuda porosa

(se corta y lima con facili-

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dad, y si el enfriamiento ha sido en término medio, entonces resulta un hierro fundido de color mezclado que se llama atrochado.

Este hierro fundido se rzjunde para obtener el hierro dulce de que antes nos ocupamos, cuya refundición se practica, por lo general, en unos hornos especiales, llamados cubilotes. Generalmente el hierro colado se funde á 12000 grados que es la temperatura mínima que deben sostener estos cubilotes.

Existe una variedad de este hierro colado, menos carbonizado, que por tal se acerca más al hierro dulce, y es la variedad llamada fundición maleable, variedad que, sosteniendo la dureza de la fundición, permite ser trabajada por la lima y el cortafríos.

Acero. La importancia que ha adquirido el acero en la construcción de máquinas nos impone la grata misión de hacer su historia ya que si hace 25 años se hubiera preguntado, qué era acero, hubiera sido muy fácil responder, cosa deficil en la actualidad por los cambios radicales surgidos en estos años en las condiciones de su fabricación y consiguientes variedades, ya que por los novísimos métodos de convertir el hierro en acero produce tales distintas gradaciones de calidad, que es muy difícil decir donde termina el hierro y comienza el acero.

Es sin duda, en los tiempos que corren, el

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acero, el más útil y notable de todos los metales. Su origen, nomenclatura y variables relaciones con el hierro han puesto á prueba el ingenio de los más hábiles metalúrgicos. Admirables como son la composición del acero y el efecto que sobre este ejerce el más pequeño aumento ó disminución de alguno de sus componentes, son más admirables aún y más difícil de explicar sus resultados prácticos. En los tiempos en que la suerte de los imperios se arreglaba, lo mismo que los asuntos particulares, en lides personales, los guerreros tenían toda su confianza en sus fieles espadas, las cuales se solían sin embargo romper cuando menos se esperaba. Los romances hablan de la famosa hoja de acero de Saludino, que por su temple sin rival y agudo filo, y manejada con destreza cortaba en el aire el tejido más fino que salía de los telares de Cachemira, mientras que la pesada espada del temple diferente que usaba Ricardo Corazón de León, dividía de un solo golpe una barra de hierro.

De una manera general puede decirse que todos los metales ferruginosos, llámense hierro fundido, dulce, maleable, acero batido, cementado, fundidoj natural, Bessemer, ó cualquier clase de acero, son hierro que contiene diferentes proporciones de carbón, silicio, fósforo, azufre, magnesio, etc.; y la fuer-

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za, ductibilidady dureza de estos diferentes metales varían enteramente con su composición, más bien que con el procedimiento úe su fabricación.

No hay cuestión acerca de la cual haya más disparidad de opiniones que la de las proporciones convenientes que deben entrar en la composición de un buen acero, ni tampoco es fácil explicar los curiosos fenómenos que se producen en la fabricación del acero y en su aplicación á las construcciones.

Pasando por alto las referencias de la Biblia á este metal, y el uso que sabemos hacían fé de él los pueblos de la India, en tiempo de Alejandro y el que siglos después hicieron los cristianos y los sarracenos en las guerras de las Cruzadas, nos fijaremos en el último tercio del siglo XVÍII, época en la que empezó en Inglaterra la fabricación del acero, y desde la cual ha ido aumentando su importancia hasta nuestros días.

En aquel tiempo había en Sheffield, Inglaterra, un relojero llamado Huntsman, que no pu-diendo procurarse un buen acero para los resortes de sus relojes, se decidió á fabricarlo por sí mismo. Al efecto durante mucho tiempo hizo en secreto experimentos, que después de muchos fracasos le dieron por resultado un procedimiento que le produjo un acero de calidad superior. El mejor acero que en aquella época podía obtenerse era traído de la India, y costaba

— isa

en Inglaterra 5o,ooo duros la tonelada; Huntsman podía vender el suyo á 5oo, y encontrando mercado fácil para todo el acero qus podía producir, determinó conservar secreto su descubrimiento, no permitiendo entrar en la fábrica más que á sus operarios, que juraban no revelar á nadie el procedimiento. Pero otros fabricantes de la comarca se propusieron descubrir á todo trance el secreto de Huntsman, y al fin llegaron á conseguirlo.

Una cruda noche de invierno, un harapiento mendigo, aterido de frío, llamó á la puerta de la fábrica de Huntsman pidiendo abrigo contra la intemperie. Compadecidos los operarios, le abrieron la puerta y le permitieron calentarse y descansar cerca de uno de los hornos. No tardó el rendido mendigo en caer en un profundo sueño, ó al menos en aparentarlo; pero por debajo de su agujereado sombrero sus ojos medio cerrados seguían con el mayor interés todos los movimientos que hacían los hombres alrededor de los hornos y la colada del acero fundido ocuparon varias horas, es innecesario añadir que el olvidado mendigo durmió largo rato, y al parecer profundamente, en el rincón en que estaba acurrucado.

Después resultó que el mendigo era un hábil industrial de las cercanías, que poco después montó una fábrica semejante á la de Huntsman y divulgó el secreto del procedimiento.

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Desde aquella época empezó á prosperar Sheffield hasta llegar á ser el gran centro de acero del mundo, y es indudable que hubiera continuado siéndolo, á no ser por la invención de otro inglés que, como Huntsman no era fabricante de acero, pero que hizo un descubrimiento en la conversión del hierro en acero que causó una revolución no sólo en la fabricación del acero, sino también en otras industrias que usan este metal como primera materia.

El nombre de este gran inventor es Henry Bessemer. Nació en Charltón de Hertfordshire, Inglaterra, en el año 1813. Desde niño manifestó una inclinación decidida á los estudios mecánicos, que su padre tuvo el acierto de favorecer compréndale un torno de Holzafbel, en el cual empezó Bessemer su brillante carrera.

A la edad de 18 años dejó su pueblo para establecerse en Londres sin conocer á nadie, como él mismo ha referido. En Londres comenzó á trabajar como grabador y modelador, teniendo al poco tiempo multitud de encargos. Sintiéndose dotado de genio para inventar, y sabiendo la enorme defraudación de que era objeto la Hacienda con la facilidad que proporcionaba á los falsificadores la imperfecta elaboración de los sellos, se dedicó á estudiar el asunto, y después de mucho tiempo inventó lo que él creía era un sistema mucho mejor, para realizar el cual se necesitaban operarios hábiles y costosa maqui-

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naria; de que sólo el Gobierno podía disponer. Los encargados del timbre reconocieron las

ventajas del sistema y recomendaron su adopción, proponiendo que para premiar al inventor se le encargara la dirección de la fábrica del timbre, con lo cual se esperaba que la renta aumen^ taría de un modo considerable.

Después de mucho tiempo empleado en negociaciones, el Gobierno aceptó el sello y los servicios de Bessemer. Por aquel tiempo estaba éste comprometido con una joven y sólo esperaba alcanzar la posición prometida para casarse con ella. Creyendo próxima la realización de sus esperanzas fué á comunicar la noticia á su prometida llevando consigo una muestra de los sellos que había ideado, y le explicó las dificultades que habia tenido que vencer y el modo como lo había conseguido, manifestándole al mismo tiempo que uno délos ideales que se proponía realizar es que no pudieran usarse los sellos dos veces. La joven le hizo observar que si se pudiera imprimir la fecha en el sello, con esto se evitaría que se utilizara dos veces. Tan aceptable pareció á Bessemer esta idea que arregló el sello de modo que pudiera ponerse en él un tipo móvil para cambiar diariamente la fecha; y con-fiando en la lealtad de los empleados del Gobierno les participó la variación que había introducido, no llegando á imaginar que esta mejora habia de ser su ruina, pues los empleados

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viendo que con esta variación podían pasarse sin la dirección del inventor, utilizaron aquélla en su antiguo sello y pronto echaron en olvido al invento y á su autor. Como Bessemer no tenía privilegio de invención ni medios para entablar una reclamación legal, tuvo que resignarse á ver malogrado el fruto de sus afanes y á dirigir su inventiva en otra dirección. En efecto, poco después inventó el medio de fabricar lo que se conoce con el nombre de pintura de oro ó bronce de Bessemer.

Hé aquí ahora las circunstancias que condujeron á Bessemer al importantísimo descubrimiento que le ha hecho justamente célebre.

Había hecho una reforma en los cañones y en los proyectiles, y durante la guerra de Crimea solicitó del Gobierno inglés hiciera un ensayo de ella; pero los obstáculos que se le opusieron le desanimaron y se marchó á París, donde tuvo una entrevista con el Príncipe Napoleón, y le explicó el perfeccionamiento que había proyectado. Halló el Príncipe aceptable la idea de Bessemer, y lo presentó al Emperador, quien reconociendo las ventajas de la reforma, aconsejó al inventor que continuara los experimentos, facilitándole dinero para sufragar los gastos. Algún tiempo después, cuando Bessemer había construido un cañón con sus proyectiles perfeccionados; y pretendía probar á los militares franceses el valor de su invento, un general francés

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que presenciaba el ensayo, observó que si no se podía obtener un metal más fuerte para hacer los cañones, los nuevos proyectiles serian inútiles. Esta observación del general francés encaminó la inventiva de Bessemer por la dirección en que éste había de realizar en la metalurgia el cambio más notable que ha presenciado el mundo.

Bessemer volvió en seguida á Inglaterra, re" corrió las principales fábricas de hierro, y se dedicó con ahinco á estudiar los procedimientos por los que se producían el hierro y el acero. Empezó los experimentos en pequeña escala, buscando el modo de mejorar el hierro, pero sin resultado: levantaba horno tras horno sólo para derribarlos, sin encontrar ninguna indicación que pudiera serle provechosa. Esto duró un año ó dos, hasta que se le ocurrió la idea de purificar el hierro soplando á través de la masa fundida. Primero empezó fundiendo ocho ó diez libras en un crisol, é inyectando el aire por medio de un tubo móvil. Este experimento le dio por resultado un buen hierro; esto le animó á seguir adelante. Entonces construyó un pequeño horno, abierto por arriba y taladrado en su fondo con multitud de pequeños agujeros, por los cuales había de inyectar el aire. Hizo suspender sobre él una tapa redonda de hierro, semejante á las que se ven en la aceras para tapar los registros de las alcantarillas. Caldeó el hor-

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acero era cosa resuelta científicamente, la solución comercial exigió todavía mucho estudio. Esta solución se realizó por fin, debida en parte al talento y laboriosidad del ingeniero americano Alejandro L. Holly.

Esta es, el resumen, la historia de Henry Bessemer y de su primer experimento para la conversión del hierro en acero.

No se hicieron esperar los perfeccionamientos en el procedimiento Bessemer, que es el más usado en la actualidad para la producción del acero.

En todos los países se han establecido grandes y numerosas fábricas, en las cuales, por la introducción del aire debajo de una masa líquida de hierro fundido de seis á diez toneladas, inyectado con fuerza bastante para impedir que el metal fluido caiga por los agujeros abiertos en el fondo del convertidor, en el espacio de doce á quince minutos todo el hierro se convierte en acero. En menos de veinticuatro horas se pueden convertir 890 toneladas de hierro fundido en carriles de acero de 860 toneladas de peso.

Compárese este método con el antiguo, por el cual un grupo de indios, con sus fuelles de piel de cerdo y sus cañas de bambú, trabajaba todo el día para convertir un pedazo de mineral en una masa pastosa que después fundían en un crisol de arcilla, y por último martillaban para formar una hoja de cuchillo. No es extraño que

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el mundo caminara tan despacio en la senda del progreso, cuando el hierro y el acero eran tan difíciles de obtener, y que avance tan aprisa ahora que estos metales son tan abundantes.

Las fábricas de acero Bessemer, que todas se han establecido en muy pocos años, suministran metal suficiente para cubrir todos los países civilizados con una red de ferrocarriles, para tender numerosos cables por debajo de todos los mares y para llenar el espacio con hilos que recorre el rayo cargado con el pensamiento para hacer vecinas nuestras las más distintas naciones.

En I728 Jobn Page tomó patente de invención en Inglaterra por un procedimiento en que mezclaba ciertas sustancias minerales y vegetales con hierro fundido líquido, y dirigía á la masa desde arriba una corriente de aire para refinado ó descarburarlo. Así más de cien años antes de Bessemer, preparó el camino para el maravilloso procedimiento que tanto favorece el progreso actual.

En 1861 John Wood tomó patente por el procedimiento de derritir el hierro fundido en un horno y mezclar en seguida con él desechos de hierro dulce, procedimiento que cien años más tarde llegó á convertirse en una floreciente industria que produjo el tan conocido acero Sie-mens-Martín.

En 1771 se menciona por primera vez la pa-

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labra acero en la solicitud de una patente, y cien años después Henry Gort, de Inglaterra, obtuvo privilegio para convertir el hierro fundido en dulce por un procedimiento conocido desde entonces con el nombre de pudelado, que consistía en derritir el hierro fundido sobre un lecho de escorias y agitar la masa con una barra hasta eliminar el silicio, carbón, azufre, fósforo y otras impurezas, después de lo cual se martillaba la masa en estado pastoso para formar lingotes que por medio de rodillos acanalados se convertían en barras ó flejes.

Posterior y mucho más importante fué la patente concedida á Henry Bessemer en i¡856, y que consistía, como queda dicho, en inyectar el aire de abajo arriba y á través de una masa de hierro fundido líquido con objeto de limpiarla de sus impurezas y convertirla así en acero. Otros habían empleado antes el vapor para conseguir el mismo resultado; pero observaron que las partes componentes del vapor no se unían fácilmente con las impurezas contenidas en la masa fundida y que además enfriaban el metal.

A poco que reflxionemos sobre lo que dejamos dicho sobre la historia del acero podemos deducir sin esfuerzo que es un hierro dulce con una cantidad variable de carbono, siempre en menor que la que tiene la fundición ó hierro colado, resultando ser un metal mucho más duro y elástico que el hierro dulce si ha sido templado,

- l g l -

pues si no ha sufrido este temple apenas se distingue de este hierro dulce, por cuya razón aparece confundida, en sus primeros tiempos, la historia del acero con la del hierro dicho, y su fabricación en grande, tal como se hace en la actualidad, procede de Inglaterra.

Varias son las clases de aceros, con diferentes nombres, según el método seguido para prepararle, y las principales son:

1.° Acero natural, que se obtiene adicionando carbono al hierro dulce á cuyo objeto se calienta, al rojo, el mineral de hierro mezclado con carbón, en hogares especiales calentados por carbón vegetal.

2.° cicero de carburación, que se prepara cale ntando al rojo, e\

hierro dúctil en presencia del carbón en polvo, en cajas de ladrillos refractarios que se colocan en un horno especial llamado de cementación, por cuya razón se acostumbra también llamar á este acero acero de cementación.

3.° Aceropudelado, que se logra quitando carbón, ó sea por una de-

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carburación parcial, del hierro fundido, á cuyo fin se coloca este hierro en un horno llamado de reverbero en capas alternativas de escoria y fundición agitando la masa.

4.0 Acero Bessemer, que se obtiene en un aparato llamado convertidor inventado por Mr. Bessemer, que dá el nombre al acero en é! obtenido.

5.° Acero Martín Siemens, que se prepara en un horno especial inventado por Mr. Siemens, que dá nombre á su acero.

Estos aceros Bessemer y Siemens han adquirido un desarrollo inmenso, por la prodigiosa facilidad de hacer las coladas de grandes formas, para confeccionar tubos de extraordinarias dimensiones, calderas, carriles etc.

España, rica en primeras materias puede fabricar y fabrica, grandes cantidades de acero, pues existen en la actualidad cinco grandes fábricas: Los «Altos Hornos», la del Marqués de Múdela y la Vizcaya, en Bilbao orillas al Ner-vión; y la de Mieres y Duro, en Asturias.

Y cualquiera que sea su variedad se le dá el temple que se quiera calentándole entre 220 y

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300 grados y sumergiéndole rápidamente en agua fría, produciéndole los diversos grados de temple siguientes:

Amarillo de paja, para lancetas. ídem id. oscuro, para navajas de afeitar. anaranjado para cortaplumas. Castaño, para cinceles y herramientas para

trabajar el hierro. ídem púrpura^ para cepillos y hachas. púrpura, para cuchilles. A^ul pálido, para espadas, resortes y muelles. AJ^U/, para sierras ordinarias. ídem muy osucro para sierras grandes. Cuando una herramienta de hierro se quiere

acerar, no hay más que soldar los dos metales, hierro y acero, y darla la forma y pulimento necesarios, templándole después por el procedimiento llamado temple de caja, que se reduce á calentar la pieza elevando la temperatura hasta el rojo, colocándola previamente entre polvo de carbón contenido dentro una caja metálica, y sosteniendo esta temperatura por espacio de dos ó tres horas.

Por no hacer más extensa esta conferencia nos ocuparemos en la inmediata del estudio de otros metales muy aplicables en la maquinar ia .

2d

Conferencia XIII.

Otros metales aplicables á las construcciones mecánicas.

Cobre y sus aleacciones.—Metal Delta. Estaño, plomo y ¡[inc.

Además del importante metal el hierro, y sus derivados acero y fundición que fueron motivo de nuestro examen en la anterior conferencia, ocupan un lugar muy importante en la maquinaria, el cobre y sus aleacciones, el metal Delta» el estaño, el plomo y zinc, de que nos van á ocupar en el día de hoy.

Cobre. Descubrióse al par del hierro y sus progresos fabriles han corrido parejas con los científicos, hallándose su fabricación tan adelantada, como puede desearse.

Es un metal de color rojo muy brillante que se funde á los 1200 grados, más pesado aún que el hierro, pues tiene una densidad de 8'8; es muy maleable, dúctil y tenaz, y expuesto al aire húmedo se cubre de una cutícula verde y venenosa, llamada cardenillo.

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Úsase en la industria en forma de planchas, tubos y alambres; en aleacción con el estaño forma bronce, y aleado con el zinc, constituye el latón.

El bronce resulta más tenaz y más fusible que el cobre, es algo más ligero pues no pasa su densidad de 85, y de textura granuda fina; se ablanda mucho cuando después de calentada al rojo se la enfría rápidamente. Al aire húmedo se cubre también, cuai el cobre, de una capa verde llamada pátina.

Cuanto más cobre tenga la aleacciónj resulta un bronce más tenaz, más dulce y más maleable, y cuanto más estaño contenga, resulta más duro y agrio; de aquí la diversidad de las proporciones entre ambos elementos según el uso á que se ha de destinar el bronce resultante: el bronce más preconizado, entre las muchas variedades que se emplean para coginetes, es la de 88 partes de cobre y 12 de estaño, y si se requiere un bronce muy homogéneo y muy duro, preciosas cualidades para su uso en piezas demáquina sujetas á sufrir grandes rozamientos, se usa el llamado bronce fosforado, que se compone de 93'8 de cobre, 4/7 de estaño y 1'5 de fósforo.

La aleacción del cobre con el zinc que se denomina latón, resulta también más dura que el cobre, es muy dúctil y maleable y es muy fácil de fundir y moldear, y como el bronce, se ablanda calentándose y se cubre de una capa verdosa

expucstoal aire.Generalmente se le suele agregar cié rta cantidad de plomo y es-tañoparahacer determinadas variedades de latón más apropiadas á los usos;v. g.

Latón en plancha. Cobre=6o , Z inc=40 , Es t año=o , Plomo o. ídem en alambre. » 65 » 34 » o,5 » o,5 ídem para tornear » 61 » 36 » o,5 » 2,5 Id. para tubos de calderas (1) 90 » 10 » » » »

Mr. Zofmam ingeniero del servicio de tranvías de los ferrocarriles del Este de Francia, ha hecho repetidísimas experiencias para obtener una aleacción, que llama metal blanco porque presenta este color, y de ellas ha deducido: ¡ Plomo = 7 0 partes.

Antimonio = 2 0 » Estaño = 1 0 »

Total 100 partes

» Plomo = 6 5 2.0 Aleacción para coginetes de bielas y | Antimonio = 2 5 »

de cajas de grasa para coches etc. ) Cobre rojo = 1 0 » ico

Plomo = 8 0 i n o m o = 3." Aleacción especial para toda clase de ) An t imon io^

guarniciones metálicas. ) Estaño = 1 2 ~ 7-T ; ; . . , lÓO

(1) Este es e! mejor monee.

4-* Aleacción para ios coginetes de ca- l Antimon.o — 11,12 ja de grasa y otras piezas de locomotora y 1 Estaño =83 ,33 de los de las cabezas de las bielas motrices. / Cobre r o j o = 5,55

Corno complemento á lo que queda dicho sobre estas importantes aleacciones, las siguientes tablas prácticas:

T A B L A de los coeficientes que expresan la relación del rozamiento con la presión en las superficies que resbalan unas sobre otras.

Clasificación de las superficies en contacto

Encina sobre encina, sin unto; fibras paralelas. . Id. id. id. id. id.; id. cruzadas. . Id. id. id. con jabón seco; id. paralelas. . Id. id. id. mojadas con agua; id. cruzadas. •Id. id. id. con sebo ó grasa; id. paralelas.

Hierro fundido ó forjado sobre hierro fundido, sin unto Id. id. id. id. id. id. con aceite ó grasa Id. id. id. ó bronce, resbalando uno sobre otro

con sebo, grasa, aceite, etc

Después <ie .lgúii tiempo

de contacto

0,6o 0,54 0,44 0,71 0,08 0,l6 0,02

o, 15

Cuando eotAU en movi

miento una sobre otra

0,48 o,34 0.16 o,25 0,04 0,10 0,08

0,10

£ ^

— INS

T A D L A de los coeficientes que dan la relación del razonamiento con la presión de los muñones ó ejes, con sus apoyos ó coginetes.

Muñones de hierro forjado sobre coginetes de bronce .

ídem de bronce sobre bronce con id

ídem de id. sobre hierro fundido con id

Iden de hierro forjado sobre id. id. con id. . . . , . .

ídem de id. fundido sobre id. id. con id

ídem de id. sobre bronce con idem

Idem de id. sobre hierro forjado seco, ó majado con agua, con unto

Los coeficientes de estas tablas se multiplican según el caso, por la presión que ejercen los órganos entre sí, y se obtiene el esfuerzo debido á su rozamiento: multiplicando este esfuerzo por la velocidad de los mismo- órganos se obtiene el trabajo debido á este rozamiento, que como hemos expuesto es un trabajo negativo.

Si el engrase se renueva

como de ordinario

0,075

°,097

0,070

0,075

0,075

0,075

0,140

Si el engrase se remueve

sin cesar

0,054

0,078

0,048

0,054

0,054

0,054

»

- igg —

Dadas estas consideraciones hay que recono cer de verdadera importancia práctica cuanto los constructores han hecho para producir aleaciones mas ó menos acertadas que disminuyan este «coeficiente de rozamiento», por que siendo un factor que entra en el esfuerzo debido á esta resistencia, y por lo tanto «al trabajo perdido», cuanto menor sea, tanto mas pequeña s:rá la perdida.

Condensaremos á este propósito cuanto de mas importante se ha hecho, en la tabla que presentamos en la siguiente página:

TABLA BRONCES Y ALEACIONES

DESIGNACIÓN Y USOS COMPOSICIÓN

Coginetes ordinarios de ferrocarril Id. duros de bronce para id . . . Id. de latón para máquina. . . . Id. de bronce para wagón . . . . Id. de aleación blanca (alemán) . Id. de locomotora inglesa . . . . Id. de id. belga . . . .

Latón de tubos, para calderas tubulares . Id. de id. id. id. . . Id. de coginetes para viela Id. para piezas expuestas á choque . . Id. para collares de excéntricos . . .

Cobra

82,0

80 ,0

62'o 81'4

2 ,0

89/0 89/0 go'o 7770 ! 82,0

¡83,0 ¡84<o

Es año

i 8 k o 18,0

2,0

13.1 90,0

2,45 2,45

»

Zinc

» 2 0

30*0

2,5

« 8,09 7,82 1 0 , 0

» 22,30

16,0 2,0

i5,o j i'5 14,0 2

An'imo-nio

» » » »

8,0 » » » » » »

»

Plomo

» »

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o,o5 » » » »

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Hierro

» »

3,5 » »

o'4i o'73

» » » «

»

— 201

Los señores Dunville en Dublin y Jones en Liverpool,poseen previlegio de invención deuna aleacción para coginetes de máquinas.

La obtiei,en fundiendo primeramente 4 partes de cobre con 16 de estaño y 1 de antimonio; fundiendo seguidamente 128 partes de zinc con 96 de estaño, y terminan la aleacción uniendo las dos fusiones.

No podemos dispensarnos de decir en este lugar que hace algunos años viene empleándose con buen uso el bronce fosforado, particularmente en la construcción de los coginetes. Inicióse su empleo en la compañía de ferrocarriles «La Gran Central Belga» en 1868 y hoy pasan de3ooo coginetes los que emplea de este metal.

La duración media de estos coginetes ha sido: de un año, 2,859; de dos años, 2,293; de tres años, 2,988; de cuatro años, 2,5i5; de cinco años, 1,534; de seis años, 3,927; de siete años, 1,509; de ocho años, 4,660 y de nueve años, 5,355 coginetes.

De 1869 á 1875, período de siete años, la sustitución media de los coginetes ha sido anualmente de 2 y 1 ]4 por ciento de los coginetes en servicio; de 1876 á I881, período de los seis años siguientes, lacifra media de 7 y i p por ciento mientras que los coginetes en bronce ordinario (82 Cu.4-18 St) han exigido la sustitución de 15 á 16 por ciento ó sea una duración la mitad menor. Los coginetes en metal Montefiore pre-

26

— 202 —

sentan, pues, un desgaste menor qne los demás. Numerosos ensayos practicados en 1866 y 1867

por la Compañía expresada han dado los resultados siguientes:

DESGASTE POR 100 KILÓMETROS.

Coginetes de metal Mon'efiore

1.° ensayo. 0.446 gr. a-° „ • 0,707 „ 3.° „ . 0 538 „ 4 o 0 556 5.° „ . 0'301 „ 6.° „ . 0'543 „

Coginetes de bronce ordinario.

2<230 gr. 1'838 „ 82 Cu.+ 8 St. 2-503 „ 1*112 80Cu. + 2OSt.

llfz} 76CU. + 24St.

Sin embargo, antes de estos ensayos, se habían ya hecho otros muy numerosos y desde larga fecha existen en Bélgica y otras naciones gran número de locomotoras y máquinas fijas con émbolos de bronce fosforoso sin que hayan presentado accidente alguno.

La composición de la aleacción fosforada debe varias según el uso á que se destina el objeto, sea como material de fricción, ya como material detracción.

Metal Delta.—De pocos años acá se ha empezado á emplear en la construcción general de máquinas un metal especialísimo que sustituye con ventajas al bronce y al latón, y este metal se llama metal Delta.

El Delta es una aleación perfeccionada del cobre, con la flexibilidad del hierro dulce y la du-

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reza del acero y puede en su consecuencia, trabajarse lo mismo en frío que en caliente. Por fusión se logran objetos de gran pulimento y perfección por el grano fino y compacto que caracteriza al Delta, y expuesto á la atmósfera, su hermoso color semejante al del oro aleado con la plata, permanece inalterable pues que no se cubre jamás de película de ningún género.

Resiste á la acción del agua salada y demás productos químicos, con mayor energía que ningún otro metal y las pruebas que se han practicado con piezas fundidas con este metal se ha obtenido una resistencia á la tensión de 36 kilogramos y medio por milímetro cuadrado y es por tanto un metal que tiene verdadero acogida, preferente á ningún otro, para la construcción de cuerpos de bomba ó cilindros, émbolos, bál-vulas, bástagos, coginetes, tuercas etc., pues que presenta hasta 12 distintas aleacciones que se aplican según el uso á que han de ser destinadas las piezas que con él se confeccionen.

El inventor de este metal, es Mister Dick, y hace ya dos años que funciona en Bilbao con gran éxito.

Estaño.—Es un metal cuyo interés aumenta de día en día, en beneficio de España, que cuenta buenos yacimientos de éste.

Es un metal de color blanco algo azulado, de brillo argentino, blando, poco dúctil y sumamente maleable; se funde á 230 grados y es me*

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nos pesado que el hierro pues su densidad es, de 7 %

Se conoce su grado de pureza doblando las barras, en cuyo caso se produce lo que se llama grito de estaño, y cuanto más claro se perciba este castañeteo tanto más puro es el metal. Su principal aplicación en la maquinar ia y en la industria, es en las soldaduras.

En la variedad dicha de los plomeros entra la composición de 8 partes estaño por 2 de p lomo; en la de holataros2 de estaño por 1 de plomo; en la llamada blanda de estañar, entran 3 de estaño 4 de plomo y 2 de bismuto, y por fin la hojadelata, resulta ser una hoja de palastro delgada recubierta por un baño de estaño.

El estaño es uno de los metalesmásnecesarios; es también uno cuya producción es la más limitada. Sabido es que en el bronce entra estaño. La producción del estaño ha sido, pues, uno de los factures de esta civilización que caracteriza lo que se ha convenido en l lamar la edad de bronce.

M. Dufrené, que ha publicado una memoria interesante sobre, la producción y comercio del estaño, observa con razón que el bronce, componiéndose generalmente de 90 partes de cobre por 10 de estaño, es el estaño el que ha debido ir hacia el cobre en los primeros tiempos de la edad de bronce.

Resulta de aquí que el trasporte, el comercio

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del estaño debe remontar á la más alta antigüedad, porque no se encuentra en el estado de mineral en Asia, ni en Egipto, paises en los que se pierde en los tiempos el período de civilización caracterizado por el empleo exclusivo de los inst rumentos de bronce.

¿Cuáles son las minas de estaño más antiguamente conocidas? No hay más que una en las combinaciones del estaño que interesa al me ta lúrgico, y es el bióxido de estaño, ó ácido está-nico. Contiene próximamente 21 por 100 de oxígeno y 78 por 100 estaño. Hay minas de estaño en Inglaterra, conocidas de la más remota an t i güedad en la Península deCornuail les, entre T r u ro y el «Land's End.»

El mineral se encuentra allí en filones con una ganga cuarzosa mezclada con turmelina y mica, filones engastados en un terreno granítico. Los filones han sido destruidos en parte y han suministrado materiales á ios aluviones, que se expío tantambién para buscar en ellos el estaño. Lo mismo se busca el oro en los filones cuarzosos y en los aluviones antiguos. Hay también filo, nes de estaño en las Sorlingues que forman c o mo centinelas avanzados del Cabo.

Herodoto conocía ya estas islas «Cassiterides,» así llamadas por su riqueza en estaño.

La Bretaña francesa, que geológicamente es análoga á Cornuaílles, no contiene ricos filones

— ao6

de estaño. No se ha encontrado sino en sitios muy reducidos.

En otros tiempos ha sido abundante en las formaciones graníticas de la meseta central de Francia, donde se encuentra el caolín, el granito y el pórfido. En las inmediaciones deBellac, cadena del Blón, ha habido grandes explotaciones. Donde quiera que haya caolín puede esperarse encontrar bióxido de estaño.

Las minas de España y Portugal se encuentran en el triángulo que forma Santiago en Galicia, Valladolid en Castilla y Porto en Portugal. Han dado en 1890, la provincia de Orense 17 toneladas y 10 la de Pontevedra. Las minas de la Península ibérica han sida explotadas desde los tiempos más remotos, Diodoro de Sicilia habla de ellas, y Plinio da detalles muy preciosos sobre las minas de estaño de Galicia.

También en Asturias se han encontrado vestigios de grandes explotaciones con galerías y acueductos de muchos kilómetros de extensión en las inmediaciones de Ribado, costa del Cantábrico.

Etruria ha sido en Italia igualmente un centro de explotación de estaño y de cobre. Los antiguos no han conocido otras minas en Europa, porque los filones de Alemania, Austria y Sue-cia ño han sido descubiertos hasta una época muy reciente.

El Indo-Kusch es muy rico en minas, y los

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viajeros modernos han señalado la existencia de las de estaño. Hay filones y aluviones de estaño en la India, en Ceylan y más adelante en Oriente. Se van haciendo más numerosas en las montañas que separan la China de la Birmanin. Treinta mil chinos trabajan constantemente en las minas de Banca.

Cuarenta siglos antes de nuestra era había en el valle del Nilo un pueblo habituado á servirse de armas y de instrumentos de bronce. ¿De dónde se procuraban el estaño? Entonces no había más minas que el Cáucaso y lasdel Indo-Kusch.

En las numerosas listas de tribus, grabadas en el palacio de Tebas, se encuentra constantemente entre la plata, el oro y el cobre, una palabra, Kesbet, que los egipcios han tomado unas veces por estaño y otras por lápis—lázuli.

Los egipcios importan el estaño pues tenían cobre entre el Nilo y el Mar Rojo. El bronce era su metal por excelencia y con él construían el hacha del leñador, el arado, los útiles de todos géneros.

A partir del momento en que los fenicios se establecieron en la costa de Siria, se hicieron los grandes importadores de estaño en Egipto.

«Me parece muy cierto,—dice Dufrené—que las poblaciones de raza céltica que se habían estendido por Cornuailles, la América, el Limu-sin, la costa Cantábrica y Galicia, y que conocían el estaño por su permanencia en Asia cen-

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tral, sabían descubrir y explotar ellos mismos las minas.»

Mr. Dufrenéha estudiado muy detenidamente ío. Esta cuestión levanta tonas filológicos y geográficos cEs difícil,—dice,—saber có-bierto las propiedades del

no es posible más que aventuras. Ciertos sulfuros dobles -e dan, estando reducidos, pero en la imposibilidad en

que se encontraban de determinar su composición por el análisis, los antiguos metalúrgicos no habían podidoreconstituirle sintéticamente.»

El mejor bronce es el que tiene una décima parte de mezcla de estaño. Los antiguos conocían el temple del estaño, cuyo objeto era ablandar el metal para poderle trabajar mejor. Cuando se templa el cobre enrojecido metiéndole en agua, sucede todo lo contrario que con el acero.

El metal se hace más flexible, más blando, y se puede dar todas las formas que se quiera; pero á medida que el martillo va aproximando las moléculas, aumenta su dureza.

Con frecuencia se ha dicho que los fenicios habían bogado directamente del cabo Finisterre en España á las islas vecinas del Cornuailles, y á las Cascicerídes.

Es muy probable que hicieran este viaje por

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escalas, deteniéndose en las embocaduras de Charenta, que podía llevarles el estaño del Li-musin y del Loire.

En la interesante memoria de Mr. Dufrené se encuentra la historia del estaño en el Asia Occidental y en Europa. En ella podrán encontrar datos muy curiosos los que se dedican á estudios de este género.

Telonio.—España es uno de los primeros mercados de los minerales que producen este importante metal por sus aplicaciones múltiples, no ya como metal solo, sino también constituyendo ciertas y determinadas combinaciones que producen el albayalde el minio y otros cuerpos industriales.

Es un metal de color gris azulado, muy brillante, muy tenaz y muy blando, sumamente maleable y dúctil y más pesado que el hierro pues su densidad es la de n ' 3 0 . Se funde á los 330 grados y expuesto al aire se cubre de una cutícula gris oscura.

Úsase en planchas, en tubos, en soldaduras, en aleacciones, como hemos visto.

El ¡{inc.—Es un metal cuyas aplicaciones van aumentando de día en día, que resultan muy importantes por los descubrimientos que de sus minerales se han hecho en Almería, Asturias y muy particularmente en esta nuestra provincia de Santander, cuyas minas de Reocín, Picos de

9Í

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Europa, Comillas y atrás constituyen un verdadero venero de riaueza.

Es el zinc un metal ae color blanco azulado» agrio á la temperatura ordinaria, pero muy dúctil y maleable de 100 á i5o grados, volviendo á hacerse más agrio á los 200 grados y fundiéndose á los 412 grados.

Arde con una llama blanca muy brillan te, pesa menos que el hierro, pues su densidad es 7, y al aire libre adquiere rápidamente una capa de color gris que le preserva de la destrucción.

Empléase en planchas, en aleacciones como el latón, en soldaduras como la blanda para trabajar bronce que consta de partes iguales de zinc y cobre, y en el galvanizado del hierro, extendiéndolo en capa muy delgada sobre él para privarlo de la oxidación.

Combinando con el estaño, antimonio y cobre forma el metal blanco, empleado en cogine-tes cuyos ejes no soportan grandes pesos, y se constituye una aleacción muy usada de 88 partes de zinc, 2 de antimonio, 2 de estaño y 8 de cobre.

PARTE SEGUNDA

¿Motores cuya aplicación tiene lugar sin alterar su estado.

Conferencia XIY.

Ideas generales sobre la industria—Importancia en la misma de los motores.—Diversos

agentes que se utilizan como motores y clasificación de éstos.

Bien quisiéramos acertar á definir eso que todos vemos, observamos y palpamos y cuyos opimos frutos disfrutamos y que se denomina industria. Y nada más lógico á éste nuestro intento que meditar, antes, sobre aquellos fenómenos

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tangibles que de su acción se desprenden. Por ella vemos, que apoderándose de las fuerzas materiales, las sujeta y pone al servicio del hombre, haciéndolas tributarias de todas sus necesidades, pues ella somete el agua, el fuego, el vapórete , y hace los tejidos, la morada, las vías rápidas que limitan ó aminoran las distancias y le enriquece, defiende y proteje en todo y de todos. Natural es que después de esta observación definamos la Industria diciendo que es la ciencia artística cuyo objeto es mantener en actividad constante á la materia bruta de nuestro globo, forzándole á ofrecer con el mismo gasto de tiempo y de capital, las mayores fases ó aspectos de \a mayor utilidad universal.

Es una de las tres fuentes de la riqueza pública de las naciones"que figuran á la cabeza de la civilización del mundo y que son agricultura industria y comercio, y para poder reconocer la importancia de la industria basta con solo decir que la agricultura se denomina también industria agrícola, como al comercio se le reconoce así mismo por la acepción de industria comercial ó mercantil.

La definición que hemos dado de la industria y que presumimos la más correcta y armónica con la verdad, nos impone el deber de hacer algunas reflexiones, aunque breves, de su correla-ción con lo que se denomina arte.

El arte, se dice, es la idealización de la ciencia,

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la ciencia sentida. La industria, decimos nosotros, es la ciencia materializada, la ciencia que desciende de la región serena de las abstracciones para ser aplicada á la materia, á la que le presta vida movimiento, colorido, á la que hace servir para llenar las necesidades del hombre en sociedad.

El arte es Apeles, es Fidias, es Rafael y Muri. llo; el arte son las estatuas griegas de purísimas formas, son las Vírgenes de la escuela sevillana ó las Madonas del pintor de Urbino, ó las estatuas de Benvenuto Cellini; el arte es Mozart, es Hadyn, es Beethoven, es Bellini y Verdi; son las melodías de tN^orma, es el aria del Trovador, es la sinfonía de Guillermo Tell; es, en fin, cuanto nos habla al espíritu haciéndonos elevar á la contemplación de lo bello.

La industria tiene una misión no menos grande, y no menos grandes son los hombres que á su servicio se han consagrado. La industria sirve á nuestras necesidades materiales y prepara el camino á los adelantos que tienen por objeto el mejoramiento social en sus diversas manifestaciones. La industria es Arquimedes buscando un punto de apoyo para mover el mundo con la fuerza de la palanca, base de la mecánica: la industria es Colón cruzando con sus carabelas las indomables olas del Océano y descubriendo un mundo suficientemente grande para contener su gloria imperecedera; la industria es James

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Watt , aplicando el vapor como fuerza motriz y redimiendo al hombre del pesado yugo del trabajo bruto; la industria es Fultón disputando al viento el imperio de la navegación y cruzando el mar con la velocidad del huracán; la industria es Stephenson, uniendo á los pueblos con lazos de hierro, y permitiendo que las relaciones se estrechen y que la locomotora convierta en vergeles los áridos desiertos, y t rueque en vida, animación y movimiento, la soledad y la muerte; la industria, en fin. son Morse, Edissón y Bell que convierten la electricidad en fiel men-salero del hombre , que hace posible la c o m u n i dad de pensamientos entre las más apartadas regiones del globo y que al poner el rayo dócil al servicio de la humanidad, hace concebir como fácil la idea de convertir ai universo en una sola é inmensa nación y á los hombres en una sola familia.

Cuando en alas de nuestra imaginación, nos remontamos á los tiempos en que la indust r ia era desconocida de los hombres, no podemos menos de concebir un. sentimiento de lástima hacia las generaciones que han pasado, miserables en medio de su opulencia, débiles á pesar de su fnerza, ignorantes para realizar, el bien, no obstante su renombrada ciencia.

Grecia, Roma, Egipto, las naciones más poderosas de la antigüedad han desaparecido, y si algo hay que su existencia nos recuerde, débese

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á los monumentos de las artes que el t iempo ha respetado y á los productos de su escasa industria que hasta nosotros han llegado, y los circos medios derruidos, y las termas sepultadas por el olvido ó las catástrofes, han podido únicamente indicarnos la existencia de remotos pueblos, y avivar nuestro deseo de estudiar en sus ruinas sus costumbres, su historia y su civilización.

Afortunadamente, para los que vivimos en este siglo de progresos industriales, la vida se presenta rodeada de atractivos que han desconocido los hombres de otras épocas: pues si bien es verdad que las necesidades crecen en proporción de los medios de satisfacerlas, si bien es verdad que el hombre se muestra hoy insaciable de goces, ávido de comodidades, y que no le basta lo que ayer creía suficiente á producir su bienestar material, no es menos cierto que la industria s e

halla siempre en condiciones de proveer á todas las aspiraciones, de satisfacer todos los goces, debiendo suponerse que llegará un día en que las exigencias tengan fin; y en el que el hombre sea en la tierra el verdadero rey de la creación, y la industria el brazo eficaz, el medio todopoderoso que á su regeneración y dicha haya servido'

Difícil tarea fuera la nuestra si nos propusiéramos seguir paso á paso el desarrollo industrial asi nos limitáramos á nuestra querida España; pero como no es ese nuestro objeto nos hemos concretado á probar su altísima importancia en

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el bienesta" social, reconociendo de una vez para siempre que la industria tiene, ante todo y sobre todo, un objeto económico.

En efecto, cuanto más y más se reflexiona sobre este punto, tanto más y más se deduce que el objeto mediato de todos y cada uno de todos los motores creados y conocidos, es el alto y único de producir energía (ó trabajo mecánico como le hemos ya llamado nosotros) con el menor gasto posible. A este fin se dirigieron y dirigen siempre los esfuerzos de todos los inventores desde Herón de Alejandría hasta los modernos Ingenieros; y Poncellety Fourneyrón, Watt, Stephenson y Fultón, Gramme, Bell y Edissón y cuantJS reconoce la ciencia como astros lumínicos de sus adelantos, no han sido guiados por otro estímulo ¡qué noble y grande fué siempre cuanto, como ellos han practicado, contribuyó á la producción de mecanismos que dieron al Ser creado por el Supremo Hacedor el lugar preferente que aquel le tuvo señalado!...

Importancia de los motores en la industria.— No puede dudarse, después de lo expuesto, acerca de la importancia de los motores en la industria, y si quisiéramos convencernos de una manera incontravertible, no tenemos más que hacer una sencilla hipótesis. Supongamospues, ya que el vapor es uno de tantos motores conocidos, y el más importante sin duda por sus maravillosos efectos, supongamos por un momento, de-

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cimos, la desaparición de este mundo de la maquina de vapor, y bien pronto se nos presenta á la vista un cuadro de miseria y desolución enseñoreándose por todo el orbe,y lamuertecernería sus alas negras sobre las ruinas de nuestro progreso. Desaparecían inmediatamente los vastos talleres que surten los mercados del mundo con sus productos ricos y perfectos; no podrían los buques, que contemplamos con verdadero encanto en nuestro puerto, encerrar en su seno aquella patente fuerza que domeña y vence ai aquilón enfurecido y el mar encrespado; callaría la audaz locomotora, desaparecerían los ferrocarriles y la muerte sucedería á la vida...

Dedúcese de aquí involuntariamente que el hombre domina á la Naturaleza merced á la energía que le prestan esos agentes, reconocidos en Mecánica bajo la acepción genérica de motores, y no hay por tanto, en la era presente, quien ponga en duda esta su incontravertible importancia en la sociedad moderna.

Diversas clases de fuerzas que se emplean como motores.—No tenemos porque volver á examinar las diversas clases de fuerzas que como tales considera la Mecánica; ya en anterior conferencia fué este asunto motivo de nuestro detenido examen y solo compete ahora á nuestro objeto hacer constar que se reconoce como motor todo aquello que es capaz de prestar fuerza, á cuyo fin debe siempre dirigirse la ob-

23

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servación á las dos indispensables circunstancias que debe presidir en ellos y son i.° manera como obra el motor y 2° intensidad de la fuerza que desarrolla.

Así resulta por ejemplo el hombre, cuya verdadera misión es muy superior á la de servir de fuerza motriz, (pues lo limitado de sus fuerzas musculares está en razón inversa de lo elevado y grandioso de sus facultades intelectuales, en lo que se asemeja á su Creador) tiene que emplear su trabajo ó acción muscular, bien subiendo una pendiente, ya levantando pesos con sus manos, sobre sus hombros ó por intermedio de cuerdas, poleas ó carretillos. Los animales utilizan sus fuerzas ya cargando pesos sobre sus hom • bros y trasportándolos de un punto á otro, ya verificando la tracción de un carro ó coche con más ó menos velocidad, ó ya, y esto es lo más industrial, ejerciendo su acción por intermedio de un aparato ó mecanismo especial que se denomina Malacate y que trasmite el esfuerzo de uno ó más bueyes, caballos ó muías, para una aplicación cualquiera industrial, sacar agua de un pozo, hacer mover las ruedas de un molino, etc. etc.

Tenemos, á su vez el Aire ejerciendo su acción, desde la mas remota antigüedad, en los molinosdichostíte viento y estensamente aplicada en la navgación de pela: el agua, empleada también desde la más remota antigüedad; para

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mover ciertos artefactos, por intermedio de lo que hoy llamamos receptores hidráulicos, que se subdividen en receptores de eje horizontal, llamados ruedas hidráulicas y receptores de eje vertical llamados técnicamente turbinas; comprendiéndose entre las primeras las ruedas de paletas planas que reciben la accióndelagua, por choque y por su parte inferior, lásate costado que reciben el agua que viene desde una altura media de uno á dos y medio, ó tres metros, y que obra por choque y peso, y las de cajones que se utilizan cuando el agua viene de más de tres metros de altura, en cuyo caso obra el agua en virtud de su peso y utiliza mayor cantidad de esta fuerza motriz.

Admítense entre las segundas las de Four-neyrón, Than, la Fontaine y Jonvall y otras diversas que toman el nombre de su constructor, y que vinieron después del año 1829, en que se construyó la primera de Fourneyrón, á probar sus palmarias ventajas prácticas sobre las ruedas hidráulicas y lo imperfecto de los primeros aparatos de eje vertical que se empleaban para utilizar la fuerza motriz del agua y que se conocen aún con el nombre de rodetes. Ocupa un lugar importante entre las fuerzas motrices por sus interesantes aplicaciones modernas la gravedad, pues ella es el fundamento de los ferrocarriles automotores en los cuales un tren descendiendo á lo largo de una pendiente más ó menos pro-

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longada eleva otro ascendente en virtud del exceso de fuerza viva que ,tiene aquel sobre éste por la acción de la misma gravedad y en virtud también de la ley del descenso de los graves que se verifica en movimiento uniformemente acelerado, causas ambas que se utilizan convenientemente para ejercer la ascensión del tren por el mismo plano. Es á su vez causa constante de los ferrocarriles aéreos tan usados hoy en las minas para trasportar de un punto elevado á otro más bajo, salvando riscos y montañas, por medio de una bien entendida combinación de postes, ó armazones convenientes que reciben unas resistentes y bien coordinadas alambres, cuyo servicio es de tal importancia que un vehículo, ó cajón cargado, que desciende, eleva otro de su especie vacío y que ha depositado su carga en el punto bajo designado para la descarga del mineral.

Pero entre todas las fuerzas motrices existe un fluido al que se ha rendido paso como eco del progreso que impulsa la edad presente y para quien no bastan alabanzas ante lo grandioso de su actividad; este es el vapor cuya acción ha venido á transformar la condición del hombre elevándole al rango que le es propio, y cuyo estudio ha de ocupar nuestro segundo tomo de conferencias porque así lo exigen las extensas aplicaciones, que cesarán únicamente cuando se impongan los adelantos que se presienten en la

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electricidad, en e! aire caliente, en los gases y demás fluidos imponderables, hasta aquí reducidos al estrecho lí.nite del gabinete del sabio y * cuanto más á la es Techa esfera de máquina de escasa potencia por más que presuman reemplazar al que en la actualidad se ha esparcido por el mundo civilizado haciendo inmortales los nombres de Watt, Stephenson, Blasco de Garay y Fultón, que bien podemos contemplar como inventores de la vastísima aplicación del vapor en los presentes momentos.

Dedúcese por fin, de lo expuesto que los motores ó fuerzas motrices hasta el día conocidos se pueden considerar divididos ó clasificados en dos grandes grupos: i.° motores de sangre ó animados y 2.0 motores inanimados. Comprende el primer grupo, el hombre, el caballo mulo ó asno, y el buey siempre y el elefante en unos países y el camello en otros, y considéranse en el segundo, al agua, al vapor, al gas del alumbrado, aire frío y caliente y en fin á la electricidad y otros fluidos imponderables.

Y para mayor claridad en nuestro ulterior estudio, subdividiremos estos motores inanimados en dos grupos; uno que comprende aquellos que se emplean sin alteración de su estado cual acontece con el agua y el aire y cuyo estudio será objeto de nuestras sucesivas conferencias en unión de los animados (1), y otro que es consti-

(1) Y que comprenderemos ea el 1er- tomo de esta obra.

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tuido por aquellos que reclaman previa preparación (2) pues el vapor, es agua evaporada por calentamiento; el aire caliente precisa la acción del fuego que eleve la temperatura del aire natural; el gas es producto de destilación del carbón hulla ú otros cuerpos, y la electricidad y demás fluidos imponderables demandan su preparación más ó menos costosa.

En la inmediata conferencia daremos comienzo al estudio de los motores, ocupándonos en ella de los animados, subsiguiendo el de los inanimados por el orden que enumerados quedan, y con aquel detenimiento que son merecedores y que debemos admitir en cumplimiento á nuestras exigencias y compromiso.

(2) Y que serán motivo de nuestro segundo tomo.

-S^ ^s-

Conferencia XY.

MOTORES ANIMADOS

Generalidades previas y exacto concepto del hombre.—El hombre como fuerza motri^. Animales que se usan como motores en la

industria.

Generalidades sobre el hombre.—«El hombre es el rey de la creación;» esto dicen los mismos que aseguran que «el hombre es el más débil de los animales.» A primera vista no puede darse mayor contradicción, y sin embargo, tal contradicción no existe, porque el hombre es á la vez el más débil y el más fuerte de todos los seres animados.

Los animales, en cierto modo, han sido crea dos completos; y la Providencia, que los desti-

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naba á una existencia individual y estacionaria, ha dado á cada uno, desde el pr imer momento, ciertos órganos inmutables y algunos instrumentos apropiados al género de la vida que debían hacer. Todos, absolutamente todos, desde el más gigante hasta aquel que burla las investigaciones del microscopio, están armados para resistir á las dificultades y peligros que pudieran sobrevenirles; todos han sido provistos por la naturaleza de aquelllos medios más á propósito para proveer á su subsistsncia y desarrollo: el uno tiene una trompetilla como la mariposa; el otro un aguijón como el insecto chupador; aquel ostenta garras y dientes á que nada resiste, y estos otros llevan consigo ciertas herramientas que son verdaderos modelos de sierras, barrenas, cuchillos y punzones.

El topo es un minero armado con su azadón, y la araña una excelente é incansable hilanderat el pájaro es un navio aéreo, y el pez un navio submarino: el castor está provisto de una pala: la abeja dispone para sus trabajos de compás y escuadra, y el elefante tiene su t rompa, especie de bomba aspirante, al mismo tiempo que, por su flexibilidad, combinada con la gran fuerza muscular, es un ins t rumento propio para coger y trasportar los objetos más pesados: los carnívoros están provistos de gran olfato y extraordinaria agilidad para descubrir y recoger su presa, de robustas garras para matarla, y de poderosos

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dientes para roer hasta los huesos más duros: los herbívoros encuentran su alimento con faci-cilidad y abundancia, y están dotados de admirable agilidad para huir de sus enemigos, ó de armas poderosas para hacerles frente.

La misma nrturaleza, como vemos, tan pródiga con ellos, los ha cubierto de lana ó pelo cuando han sido destinados á vivir en paises frios, y los ha dotado de maravillosos instinto para ponerse á salvo.

En una palabra, para que los animales puedan cumplir su existencia más ó menos limitada á que la Providencia en su inmensa sabiduría los ha destinado, poco importa que estén siempre sumidos en la brutal indiferencia del instinto, porque para ellos y por ellos vela constantemente la naturaleza, que desde el primer instante de su vida los recoge y ampara, suministrándoles el alimento y el abrigo; quiere y obra por ellos, y les cobija, en fin, con su previsión y su eficaz asistencia; les ordena marchar y marchan; les manda vivir y viven; de suerte que la sensación les empuja, y al impulso sigue la acción.

El hombre, por el contrario, ha sido creado incompleto: no tiene cubierta que le proteja contra las intemperies; es menos ágil que los animales de que puede nutrirse, y no tiene armas para atacarlos ni para defehderse de los que le atacan; sus manos son débiles; y también son

29

226

débiles sus dientes; sus uñas tan delicadas que apenas pueden arañar la tierra más ligera; su erguida actitud no es otra cosa qne un medio para caer más fácilmente, y con mayor estruendo, en virtud de las leyes de la gravedad; lo ma-gestuoso de su estatura le pone siempre á la vista de sus enemigos; no puede luchar porque carece de armas para el combate, presentando á las del agresor el pecho y la garganta; es decir, las partes más vulnerables del cuerpo; no le es posible huir, porque su destino le ha negado hasta la fuerza del débil; esto es, la ligereza en la carrera. De modo que la naturaleza ha tenido para el hombre menos conmiseración que con el tigre ó la hiena; le ha lanzado desnudo en una tierra áspera, expuesto á todos los rigores de la inclemencia.

Tal era el hombre el día de su expulsión del Edem; especie de poste viviente, como lia dicho Pelletan, en medio de la creación; desnudo sobre la desnuda tierra] tan solo digno de lástima al comparar la debilidad de su brazo con la garra del león ó la trompa del elefante. Pero en esta debilidad precisamente encuentra el hombre su fuerza: esta fuerza es la precisión de perfeccionarse; la facultad de añadir al cuerpo débil que le ha dado la naturaleza algunos órganos más potentes y más perfectos que los repartidos por ésta entre los animales.

Observémoslo bien: el hombre se distingue, en

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su extructura física desde luego, por un detalle bien insignificante en apariencia, por la mano, ó por mejor dicho, por su dedo pulgar; por este dedo que, oponiéndose libremente á los otros cuatro, le permite tomar y dejar alternativamente y á su voluntad los objetos más diversos, añadir al esfuerzo de su mano el peso de la pie» dra, la extensión del palo, el filo del hierro ó la elasticidad del arco. Se distingue después y especialmente por su inteligencia, ó, lo que es lo mismo, por el don de combinar las ideas y de imitar los hechos; y por la palabra, además, que le faculta para traducir y transmitir el pensamiento, marcándole con un carácter especial en medio de todo cuanto le rodea y abre delante de sí el camino de la sociabilidad. El hombre, pues, merced á estos dones, queda en actitud de perfeccionarse y se perfecciona; imita todo cuanto ve en posesión de sus mudos compañeros: ai uno toma la pala, del otro copia la barrena por medio de la cual taladra la madera y la piedra: de aquel la sierra, con cuyo auxilio consigue dividir en partes más ó menos grandes los cuerpos de mayor dureza; reproduce para su uso todo cuanto le parece útil ó envidiable; y poco á poco consigue armar sus manos de instrumentos, de órganos nuevos y amovibles, de órganos que puede, á voluntad, tomar, dejar y volver á coger, cambiándolos, según convenga á sus necesidades: de órganos más poderosos, más. seguros

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y más variados al mismo tiempo que los que han sido puestos á disposición de los más favorecidos de sus rivales. Cuando quiera tendrá al extremo de su brazo una masa más poderosa que el peso del cuerpo del elefante; cuando lo desee, dispondrá de garras más agudas y mil ve. ees más terribles que las del tigre y el león; dará, por último á su mirada el alcance de la del áquila, y si le conviene, hasta la sutileza del insecto perdido en su pequenez.

Véase, por lo tanto, como efectivamente es el hombre á un mismo tiempo el más débil y el más poderoso de todos los seres animados. Acosado por las necesidades, privado de los medios de satisfacerlas, es indudable que hubiera sido el ser más desgraciado de la creación; pero para compensarlede todo lo que se le hanegado, ha recibido, como acabamos de ver, con prodigalidad suma todos aquellos medios, con el más principal é inapreciable de la inteligencia. Así ha podido comprender que debía procurarse por el trabajo todo cuanto la naturaleza le negaba; se ha puesto en actividad, encontrando en cada uno de sus esfuerzos una mejora en su condición, y en cada una de sus nuevas conquistas ó descubrimientos un motivo más para perseverar con mayor entusiasmo en su trabajo.

Y por esta su cualidad distintiva, la inteligencia muy pronto se hizo dueña de los frutos que la naturaleza le ofreciera para mitigar su ham-

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bre y halló abundantes manantiales para apagar su sed; luego utilizó la piedra que en lazo con el palo fque desfajó del árbol y le permitió construir la Hecha que le hizo supe, rior á los demás animales á los cuales domeñó, quizá por la razói de la fuerza, en la ab' soluta imposibilidad de emplear la fuerza de la razón, y por fin se vio convertido en rey de la tierra, allegándose la sumisión de muchos que no solo no se le presentaban rebeldes, sino que sumisos se doblegaban á su mandato-

Lógica de esta primera sumisión de esos seres aparece pastor, en cuya vida nómoda halló su vestido en la piel de la obeja que sacri ficara ó se le muriera, a¿í como dejándose guiar por el destello de su inteligencia escogiera los pastos variados con las épocas del año y hasta llegara á conocer aquellos frutos incorruptibles durante esta jornada. De este conocimiento á la aplicación del arado solo hubo un paso, y bien pronto trocó su condición de pastor por la de labrador, y constituyéndose en familia construyó el albergue y dio lugar á la formación de las tribus, primera manifestación de la sociedad.

Con esta sociabilidad y comunicación de los seres que'la formaban, vino la división del trabajo, merced á la cual, cada individuo se dedicó á diferente género de tareas y nacieron las artes propiamente dichas, se perfec-

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donaran los anteriores procedimientos del trabajo, formáronse las leyes y paso á paso adquirió el hombre el sentimiento de la familia de la patria y de la religión.

Rosulta por tanto que si el hombre es débil en lo físico, ó como si dijéramos como fuerza material, es poderoso en lo intelectual y del bemos por tanto confesar que no nació el hombre para constituirse en agente ó fuerza motriz, y bastaría esta escueta manifestación para abandonar como absurdo todo cuanto á este intento se pretenda; pero comol a ciencia es una como una es también la verdad, pronto veremos ratificado este mismo aserto en lo que vamos á exponer considerando al hombre como motor, no sin antes manifestar de una manera absoluta, que debe emplearse el hom bre lo menos posible para desarroilaruna fuerza bruta, porque al hacerlo pierde el rango que Dios le ha señalado en la creación de dotarle de cualidad distintiva, la inteligencia, y porque por ende, resulta antieconómico ya que el trabajo del hombre, empleado como motor, es el más caro conocido.

El hombre como motor.—Tres son los medios ó conceptos bajo los cuales considera la Mecánica el motor hombre. 1.° por el peso que representa la masa de su cuerpo, 2.° por la fuerza muscular que desarrolla al trasladar pesos y 3 o por el esfuerzo que produce con

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las manos ó con los pies al actuar sobre una herramienta ú órgano de máquina.

Pronto aparece á la observación qne es nula la fuerza del hombre, para la industria, en sus primeros años de existencia, crece con la edad y sedesarrolla paulatinamente siguiendo los grados de la adolescencia, virilidad y madurez para luego descender hasta llegar á la ancianidad y decrepitud, sí antes algún accidente ó enfermedad no ie ha producido la muerte.

Pero si consideramos al hombre en ese periodo de actividad y le contemplamos sucesivamente bajo los tres conceptor que la ciencia le observa, veremos, que emplea su acción en el primero de dichos conceptos, ó sea empleando el peso que representa la masa de su cuerpo, } a colocándose en un platillo ó plataforma que pende del extremo de una cuerda que trascurre por la garganta de una polea, fijada por sus armas en un punto alto, y que en el otro extremo lleva otro platillo ó plataforma en el que se coloca el objeto que se prebende elevar por el descenso debido al peso del hombre ú hombres colocados en el primer platillo; ó bien, reemplazando al manubrio ó rueda de un torno por otra rueda de gran diámetro coronada de peldaños en los cuales pone el hombre ú hombres las plantas

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de sus pies á la manera que lo practica cuando sube una escalera.

En el segundo caso ó concepto, esto es, cuando ejerce su fuerza muscular trasportando pesos, tiene su genuina manifestación en el peatón, que verifica el trasporte de su propio peso por el camino, y que si es horizontal, recorre 6 kilómetros por hora constituyendo un total de 48 kilómetros en 8 horas de marcha, que es la jornada prudencial.

Cuando, como ocurre frecuentemente, va con carga en las espaldas ó arrastra esta misma carga por medio de un aparato auxiliar, la observación determina. I o que llevando la carga sobre las espaldas y volviendo de vacío, puede llevar 32 y medio kilogramos por segundo y trabajar 6 horas diarias, produciendo por tanto un trabajo de 762000 kilográmetros. 2.° que empleando una parihuela y volviendo de vacio puede trasportar durante 10 horas diarias, 16 y medio kilogramos por segundo, lo que produce un trabajo de 594000 kilográmetros, 3.° que en las mismas condiciones lleva con una carretilla 50 kilogramos que en las 10 horas producen un trabajo de 1000000 de kilográmetos y 4 o que con un carrito de dos ruedas puede trasportar hasta 50 kilogramos que durant- las 10 horas constituye un total de 1870000 kilográmetros.

Seguramente que estos resultados son me-

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ñores si se camina en pendiente, ó tiene que subir escaleras, puesto que en este caso se ve precisado á vencer la resistencia de la gravedad y la misma observación ha demostrado, r° que solo produce cuando sube con peso sobre la espalda 'volviendo de vacío, un trabajo de 2 kilográmetros y 6 décimas de kilográmetro que durante las seis horas, dan un trabajo total de 56i6o kilográmetros. 2.0 que levantando del suelo pesos con la mano, produce 3 kilográmetros y 4 décimas, que en las seis horas, alcanza un total de 73440 hilográmetros; y 3.0 que subiendo pesos con una carretilla por una pendiente de 90 por ciento no produce más que un kilográmetro dos décimas lo que arroja un total de 43200 kilográmetros por 10 horas de trabajo.

Finalmente, en el tercer caso, esto es, cuando la fuerza muscular del hombre actúa por medio de una herramienta, el esfuerzo varía con la naturaleza del trabajo. Si el hombre dá vueltas el manubrio de un torno, desarrolla 6 kilográmetros por segundo que en 8 horas de trabajo produce un total de 172800 kilográmetros, y es evidente que este trabajo puede ser considerable si el hombre ha de ejercer su esfuerzo solo en un momento dado, pues se ha observado que en el caso más favorable, que es cuando el hombre levanta un peso colocado á sus pies, el esfuerzo puede llegar á 200 kilogramos.

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La misma esperiencia enseña que actuando, durante un tiempo muy corto, puede producir: i.° un esfuerzo de45 kilogramos si emplea ambas manos sobre una garlopa ó barrena grande. 2.0 38 kilogramos obrando con una llave inglesa. 3.0 24 kilogramos trabajando verticalmen-te con un escoplo ó terrafa. 4.0 27 kilogramos ejerciendo su fuerza por compresión con una tenaza- 5.° 27 kilogramos también, trabajando con el cepillo de carpintero. 6.° 16 kilogramos funcionando con el serrucho; y 7.0 Solamente 7 kilogramos maniobrando en el berbiqué, etc.

La esperiencia y observación vienen probando también que, un hombre de talla ordinaria y algo acostumbrado á ejercicios físicos y que pesa término medio 65 kilogramos, levanta en su trabajo común, 80 kilogramos, y puede dar por tracción un empuje equivalente á 5o ó 60 kilogramos y carga i5o kilogramos; pero verificando un trabajo esfuerzo forzado puede levantar hasta 200 ó 250 kilogramos y cargar hasta 45o,

La velocidad, media de su marcha, es la de 2 metros por segundo, aunque en los cálculos nunca se aprecia más que la de un metro sesenta centímetros, y en vista de estos datos experimentales y copiosamente reproducidos, se estima que el trabajo mecánico que puede desarrollar un hombre, como ya en otra conferencia anterior anunciamos, es el de siete kilográme-

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tros, cantidad bien insignificante por cierto, y que prueba suficientemente el nuestro primordial aserto, de que el hombre no debe emplearse como motor.

Pero nada debe ser absoluto pues la misma esperiencia enseña, que en ciertos y determinados casos es preferible su acción motriz á ninguna otra conocida; sirve de ejemplo para probar esta excepción de la verdad general, que en el transporte de tierras en las construcciones ci. viles, es ventajosa la acción del hombre utilizando el auxiliar carretilla cuando la distancia á recorrer este comprendida entre 5o y ioo hombres, y hay aún más, en estas condiciones de distancia resulta de alta importancia el empleo de la mujer, cuya acción motriz es dos tercios de la del hombre, equivalente á la del adolescente de 15 á 16 años empleando en el transporte, la banasta que conduce ágilmente en^la cabeza. Cuando la distancia está comprendida entre ioo y 5oo metros deben emplearse carros tirados por caballerías mayores, empleándose tranvías movidos por caballos para distancias comprendidas entre 5oo y 2.000 metros y ferrocarriles en longitudes mayores de 2.000 metros donde la locomotora tiene verdadera amplitud para su faena.

No podemos dispensamos, para terminar es* tas consideraciones sobre el hombre motor, de decir que su energía ó trabajo es también varia-

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ble con el clima, costumbres y alimentación, siendo más enérgicos los que moran en países fríos, dentro los límites racionales de la vida, que los que viven en países calientes, y claro está que el que se alimenta bien reúne más condiciones de energía que el que vive con carencia para satisfacer sus mediatas necesidades, y por fin la costumbre impone mucho en este particular hasta el justificado concepto que la sociedad tiene de la gimnasia como verdadero procedimiento higiénico y para obtener la mayor energía y vigor muscular del individuo.

La simple exposición que queda hecha nos prueba que el tercer concepto es, entre los que hemos examinado, el que está más en armonía con el rango propio del hombre, pues en él se le vé obrando más intelectual que materialmente ya que los oficios varios, de carpintero y alba-ñil, cantero y cerrajero, pintor y zapatero, maquinista y todos cuantos se conocen en los pueblos cultos,nopueden allegarsesin el consiguiente aprendizaje ó sea dirección de la parte intelectual que en ellos debe presidir, puesto que ninguna de sus faenas puede practicarse por la sola voluntad individual y si por esta voluntad acompañada del conocimiento de la obra que se va á ejecutar, esto es, sin la interposición de su inteligencia cuyo grado debe estar necesariamente en proporción con las dificultades de la misma obra ó trabajo á practicar. El peatón no

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requiere gran grado de inteligencia, el maquinista no da un paso que no sea guiado por este destello del ser creado para Rey de la Creación.

Evidentemente se deduce de estas consideraciones que solo hay un paso del hombre de oficio al hombre que ejerce las artes literales; del cantero al escultor, del maquinista al mecánico, del carpintero al arquitecto, etc.; no hay más distancia que el mayor grado de trabajo intelectual en los unos sobre los otros á espensas de menor grado de trabajo material, pues es opinión generalizada entre los psicólogos y fisiólogos modernos, Sehff, Gley y otros, que el pensamiento y la voluntad son resultado de un trabajo que consume cierta cantidad de materia nerviosa, cantidad que es proporcional al esfuerzo intelectual producido, y que se manifiesta por un aumento de temperatura en el cerebro, en los primeros momentos, y que se propaga después á la lengua y á todo el organismo hasta el punto de poderse apreciar por el termómetro.

Resulta pues que en el trabajo intelectual se cumple también la sentencia de aquel que la pronunciara al arrojar del Paraíso á Adán y Eva.

Caballerías mayores.—Bajo esta denominación se comprende el caballo, la muía y el macho, y su trabajo mecánico es tan vario como el del hombre, pues que también influye en estos

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seres el clima, el alimento, la costumbre y muy particularmente la edad; pero eligiendo también términos medios deducidos de la observación, se ha observado que un caballo produce el mismo trabajo que 7 hombres, cuando su ejercicio es el de la tracción, esto es, tirando, y equivalente solo al de 3 hombres llevando pesos sobre su lomo ó espaldas, deduciéndose de aqui lógicamente, que el mejor modo de utilizar la acción del caballo es tirando.

La observación enseña también: i.° que un caballo produce un esfuerzo de tracción, en un trabajo ordinario equivalente á 100 kilogramos, que puede cuadruplicarse, esto es, alcanzar á 400 kilogramos en un momento dado preciso. 2.0 Que un caballo enganchado á un vehículo y andando con la velocidad de un metro por segundo puede recorrer diariamente 28 kilómetros llevando un peso de 60 kilogramos, lo cual constituye un trabajo mecánico de 1680000 kilográmetros. 3.0 Que al trote, ó sea á la velocidad de dos metros por segundo, el esfuerzo que desarrolla es la mitad, esto es, 30 kilogramos durante una jornada de 5 horas, quedando reducido aquel trabajo á 1.080.000 kilográmetros.

Evidentemente que un factor muy importante para la exacta determinación de este trabajo, es el mejor ó peor estado de conservación de la carretera, y de aquí que en algunas ocasiones, por hallarse el camino muy pesado, como vul-

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garmente se dice, por haber mucho lodo, grava, repetidos baches y otras inconveniencias, se reduzca el trabajo del caballo á 720.000 kilográmetros cuando marcha al trote y á 1.000 kilográmetros cuando su velocidad es la de un metro por segundo.

El mulo ó macho tiran por lo común al paso y produce, término medio, un trabajo de 377600 kilográmetros, pues trabaja bien 8 horas diarias con una velocidad media de 9 centímetros por segundo remolcando, ó tirando un peso de 30 kilogramos.

Úsase aunque no con tanta frecuencia la caballería menor, ó asno, y ciertamente]se colige que esta bestia tenga limitadas aplicaciones, pues basta para ello observar, que aunque puede trabajar el mismo número de horas que el mulo ó macho su esfuerzo es solo el de 14 kilogramos á una velocidad de 80 centímetros lo que dá un trabajo de 322500 kilográmetros.

El buey ó vaca.—Cuéntase también este animal entre los motores de sangre aplicados á la industria. Ejerce término medio un esfuerzo de 90 kilogramos por segundo á una velocidad de 60 centímetros durante 8 horas del día lo que produce un trabajo total de 1,036800 kilográmetros. Evidente es también que esta bestia tiene su predilecta acción tirando á la sisga á lo largo de un río y haciendo andar contra corriente, entonces su efecto útil duplica al del ca-

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bailo, pero rigorosamente juzgando bien podemos decir que el buey y el caballo producen al cabo de las 8 horas de faena, igual trabajo mecánico, pues lo que el caballo gana en velocidad al buey pierde en fuerza respeto á éste, pudien-do agregar por nuestra parte, aunque ello sea adelantar ideas, que sucede entre el caballo y el buey la misma correlación que entre una locomotora de viajeros, á gran velocidad, y otra de mercancías, ó de pequeña velocidad, ambas se pueden calcular que al cabo de su jornada presten igual trabajo mecánico, ó en otros términos, ambas locomotoras pueden calcularse para que produzcan el mismo número de caballos de vapor, aunque el sistema y su ulterior ejercicio sea distinto.

No terminaremos este nuestro estudio de los motores animados, y como tales, descontinuos ó intermitentes pues están sujetos á la fatiga y requieren el natural descanso, sin manifestar que en el Asia se utiliza el elefante para transportar grandes cargas de un punto á otro con muy poca velocidad y que en Africa se aplica también el camello para los viajes de las personas por aquellos senderos y veredas, pues esta bestia tiene relativa velocidad acompañada de un movimiento uniforme, digámoslo así, acompasado.

Y para terminar, debemos dejar sentado que una de las manifestaciones más adecuadas al

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trabajo del caballo, mulo, y algunas veces el buey, es en su aplicación al Malacate.

Es el malacate una máquina puesta en movimiento por uno ó más animales, que gira sobre un eje vertical y que aquellos mueven recorriendo un círculo horizontal.

Existen diversos sistemas de malacates; el más rudimentario es el antiguo, llamado malacate de los poceros, que se reduce á un árbol, tosco, de madera, que se coloca verticalmente sobre una losa del suelo, en la cual se hace un agujero que recibe la punta inferior, generalmente de hierro, del árbol, que bien podemos llamar pivote puesto qne ha degirar en aquél agujero, que también podemos considerar tejuelo ó quicione-ra. El extremo superior se le hace entrar por una espiga hecha en la misma madera, ó mejor aún de hierro, en el techo mismo de la habitación en que se emplaza el aparato, cuidando de que esté bien vertical ó oplomado- De una altura prudencial del árbol, parte una ó más barras, llamadas lanzaderas, solidariamente unidas en el punto extremo de partida de dicho árbol, y próximo al otro extremóse dispone una collera adecuada para unir á ella el caballo ó buey que ha deponer en movimiento circular éste árbol.

Conseguido este movimiento se adopta al árbol una polea ó tambor con su correspondiente correa, que dispuesta según la posición del po-

31

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zo, producirá por intermedio de cualquier otro órgano de trasformación de movimiento, el ascenso de los cubos de agua que se utilizan para sacar este líquido.

Háse extendido la aplicación del malacate á las panaderías y otras fábricas y manufacturas y si bien es cierto que para estos casos se preconizan los motores de gas y aún ciertos y determinados motorcitos hidráulicos, no siempre se dispone ni de gas ni de agua, y no nos extrañan los diversos sistemas de malacates que se construyen, generalmente de hierro y madera, ó de hierro con solo la lanza de madera. Se construyen ya para fijarse en un punto dado ó ya por -tátiles sobre su correspondiente tren de ruedas, pudiendo emplearse por tanto en el aserrío de maderas y demás faenas del campo y monte, y los hay por fin, con mecanismo de trasmisión superior ó bien con mecanismo inferior, siendo infinitos los sistemas empleados aún sin variar la esencia que hemos descrito.

Las figuras n y 12 que unimos á esta conferencia, nos representan dos modelos de malacates, y basta su inspección para hacernos cargo de la composición y conjunto; mas no todos los malacates son de esíe género, que podemos llamar caro; existen otros del genero barato, que son construidos de madera, como el que utiliza la fábrica de zapatillas en la próxima villa de Torrelavega* propia del señor Martínez y Com-

Ti

to

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pañía y que se reduce al árbol vertical dispuesto como en el malacate del pocero, llevando en su parte superior una gran rueda dentada, también de madera, que engrana con una linterna horinzontal, cuyo árbol va provisto de la cor-rrespondiente polea de trasmisión del movimiento á los telares y demás útiles del artefacto.

La gran rueda dentada está colocada en el árbol vertical, por su centro, y sujeta á el por una serie de brazos en forma cónica invertida, á semejanza de las varillas de un paraguas; del árbol vertical parten dos lanzaderas con sus correspondientes arneses para dos caballos.

Hacemos mención de este malacate porque á ello se hizo acreedor el carpintero que le construyera, pues no deja de ser ingenioso.

Conferencia XYI.

Hidráulica.—El agua como motor,—Consideraciones generales.—Presas.—Cana

les de derivación y desaque.—Saitin.

Si bien está fuera de toda duda el que la industria manufacturera es moderna, pues no aparecen vestigios de ella ni en la edad media y mucho menos en la antigua, no es dado deseo nocer que aquellas industrias cuyo objetivo eran la debida preparación de las materias primeras indispensables á la vida humana, digámoslo así, de una manera mediata, datan desde la más remota antigüedad.

Y en efecto, en la más remota antigüedad se molían los cereales en los llamados molinos de viento y en la más remota antigüedad se empleaba el riego en la agricultura; aplicándose la directa acción de las bestias para elevar el agua por medio de las rudimentarias norias y poste-

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nórmente se utilizó el agua de los rios á este mismo fin y al empico de su fuerza como motor utilizándose los receptores hidráulicos.

Data pues el empleo del agua como motor desde la más remota antigüedad, sucediendo en este empleo el progreso que en todas las manifestaciodes de la sociedad se ha hecho palmario con la segiída de los años.

Seguramente que la manifestación de los hechos que se relacionan con el agua como motor, constituye por su esencia, una de las partes importantes de la mecánica aplicada, que se reconoce bajo la acepción que le es propia de Hidráulica, ya que la Hidráulica es aquella parte de la Mecánica que estudia los fenómenos y leyes que presiden al movimiento de los fluidos, especialmente el agua, y la manera de beneficiarse esta acción.

No es nuestro objeto seguir todas las fases de esta parte de la ciencia, pues que tal propósito sale de nuestra órbita y manteniéndonos dentro de los límites que nos hemos propuesto en estas conferencias, dedicaremos nuestras investigaciones á cuanto tiene relación con la utilización del agua como motor, y sus genuinos derivados los receptores hidráulicos, que son los aparatos que sirven de vehículo para hacer utilizable aquella acción del agua á los usos industriales.

Evidente es que el agua sirve como motor

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solo allí donde se halla, á mayor ó menor distancia, nunca muy grande del río; pero siempre que se utiliza á este objeto se observa que la fuerza que desarrolla es igual al peso en kilogramos del agua que trascurre por el río ó canal; 6 sea su volumen en decímetros cúbicos, midtiplicado por la altura de donde cae el liquido á utilizar.

Esta fuerza es uno de los factores del trabajo que puede desarrollar el agua, siendo el otro factor, indispensable á este trabajo, la velocidad con que se agita este líquido, y como la ciencia enseña que este trabajo es siempre igual á la mitad de la fuerza viva, esto es, T = V Í mv 2, siendo m la masa y v la velocidad del agua, y como por física se sabe también que la masa es igual al peso del cuerpo dividido por la gravedad del lugar en que se actúa, esto es, m = - , siendo P e l peso en kilogramos del agua y g la gravedad, que suponemos es igual á 9,8; tendremos evidentemente

T v x p v v2 - 2 i s

1 ~~ / s 7 x v ~~¡9,* Esta sencilla fórmula nos indica que el tra

bajo disponible de una corriente de agua se halla multiplicando el peso en kilogramos, ó volumen en decímetros cúbicos ó litros del agua por segundo de tiempo, por el cuadrado de la velocidad con que se mueve, resultando el producto apreciado en kilográmetros

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bastando dividirle por 75, para tener este valorado en caballos de vapor.

La misma fórmula nos denuncia que es elemento primordial de este trabajo, la gravedad^ propiedad general de todos los cuerpos, pues merced á ella el líquido trascurre por el lecho más ó menos uniforme de los rios. Asombra ciertamente el trabajo mecánico que representa la fuerza de evaporación que con

tanta facilidad se eleva á grandes alturas y pasea sobre nuestras cabezas esa inmensa masa de agua, que condensándose luego cae sobre un suelo que se halla á grande altura con respecto al mar, á donde debe por precisión volver, arrastrándose con una velocidad nada. más que suficiente para satisfacer las condi ciones del desagüe; pero precipitándose reiteradas veces en cascadas que, si bien sirven para embellecer la obra de la creación, advierten con su ruido que son capaces de compartir con el hombre las fatigas del trabajo.

Es pues el aprovechamiento de los saltos de agua, como fuerza motriz, un poderoso elemento de riqueza, pero no siempre responde á la aspiración práctica,,pues que en su aplicación á la industria hay que relacionar la situación del salto con las distancias á los centros de contratación y á las indispensables obras que su aprovechamiento re-

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calma, resultando poco frecuente que se preste aquél salto una utilización mediata.

Pero si bien esto pudiera parecer un escollo á la aplicación del agua como motor, bien pronto acudió la ciencia á vencer semejante obstáculo, estableciendo procedimiento, para crear saltos artificiales, asi ellos reclamen ciertas y determinadas obras hidráulicas, cuales son la presa y el canal de derivación, el saetin y el canal de desagüe.

La presa tiene por objeto la derivación de una cierta cantidad de agua de un río para el abastecimiento del canal que le conduce á la fábrica. Rara vez puede tomarse agua de un rio sin la previa construcción de una presa que remasando la corriente, eleva su nivel reduciendo la longitud de los canales. La elección del sitio donde convenga establecer esta presa, constituye un problema delicado para cuya resolución es necesario el concurso de varias causas y una atención inteligente por parte del director facultativo. En términos generales puede decirse que convendrá construir la presa en un sitio suficientemente elevado para que con el menor coste posible se pueda elevar la línea de conducción de agua hasta ios puntos más altos del terreno, á fin de que las obras del ca-canal sean lo más reducidas posible.

La primera condición que tenemos que sa-

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tisfacer en el sitio donde se trata de construir la presa, es la invariabilidad del lecho del río, convendrá para ello que las márgenes sean firmes y elevadas, que su curso ofrezca cierta regularidad en el suficiente trayecto de aguas arriba y que no existan recodos que desvíen sensiblemente la corriente general del río del eje del canal que debe recibir su agua. Otra de las circunstancias que debe tenerse en cuenta ai establecer la presa, es la anchura del cauce.

La construcción de la presa en un punto que el cauce ofrezca un ensanchamiento reunirá en general mayores ventajas que si tuviera lugar en un sitio demasiado estrecho, porque si bien en este último caso tendrá el muro menor desarrollo, habrá que darle en cambio mayor altura y un grueso más considerable.

La mayor altura de la presa dificulta el paso de las aguas durante las crecidas, y como por efecto de la menor sección vienen todas animadas de mayor velocidad, tiende abrirse paso por una de las márgenes si esta no posee las suficientes condiciones de resistencia y hace más inminente la destrucción de la presa, tanto por la acción del choque contra el paramento de frente, como por las socavaciones que producen al pié del paramento posterior por efecto de la caida de las aguas desde la coronación del muro.

A^pesar de lo expuesto, presentan los rios á veces^en sus secciones transversales formas tan

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diversas\ que puede: ser conveniente aprovechar los pequeños cauces siempre que la presa en su coronación' pueda tener la anchura suficiente para dar paso coa facilidad á las aguas en sus mayores; a-venidas.

Este caso es poco común por cuya razón y circunscribiéndonos al más frecuente en la prác^ tkaí, debemos consignar que en la construcción de toda presa debe atenderse siempre á las condiciones siguientes:

i.* La¡ dirección ó planta. a.a Su altura. $.a Su perfil, y 4?* Su construcción y naturaleza de los ma

teriales que se emplean en la misma. La primera-condición debe determinarse por

los accidentes naturales del terreno en donde trate de construirse; así es que puede estar formada ó por una sola línea recta ó por varias li-neasjíseta-s-en forma poligonal cuya convexidad esté situada en sentido contrario á la corriente. Laal turade la presa debe determinarse teniendo en cuanta la zona de inundación que se produce con el remanso de las aguas, lo cual es de mayor ó menor importancia según sea el perfil traínsversal del cauce del río, y hasta debe tenerse tanto más en cuenta cuanto sería un absurdo que para economizar la longitud del canal de entrada, se inundaran terrenos cuyo valor sería*tal vez de más importancia que la eco-

*5i -

nomía que se tratara de obtener en las ©bisas de fábrica del canal.

El perfil debe ser lo más uniforme posible ciñendo á esta condición el punto de emplazamiento más conveniente para el caso y físicamente en cuanto á su construcción y materiales á emplear en ella se impone un detallado estudio que con la mayor brevedad vamos á hacer.

Constrúyense, en general, las pnesas de madera ó* de fábrica, según la importancia de la deri-vasión del agua y el caudal del río y arrastres que puede tener en las crecidas.

•Cuando se trata de pequeñas presas de escasa altura y en corrientes poco espuestas á grandes

arrastres, se pueden construir cuidando que este material esté expuesto lo menos posible á alternativas de sequedad y humedad.

Un modelo de esta clase de presas aparece representado en la figura 13 y que como en ella

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puede observarse está formada por dos filas de pilotes a entre los cuales van los tablones b de o,m 12 á o,mi8 engargolados á media madera. A flor del terreno van los travesanos c que unen cada par de pilotes y los refuerzan con las tornapuntas d. Las cabezas de los pilotes van unidas con el sombrero/ cuya pieza forma sólido conjunto con aquellos merced á unas abrazaderas ó grapas de hierro convenientemente dispuestas.

En la parte de aguas arriba se colocan una ó dos pilas de pilotes m enlazados entre sí por medio de un larguero r, formando un talud A, contra la cara anterior de la presa arrojando entre dicho emparrillado de pilotage, grava y cantos, etc., etc., talud que tiene la altísima misión de impedir la acción destructora de las materias arrastradas por las corrientes del río, chocando sobre la presa.

Para reforzar el lecho del río y evitar los so-cavos que puede producir la caida del agua, se coloca en B otro emparrillado, sobre pilotes también, llenando sus huecos con mampostería en seco, colocando encima un fuerte entarimado, y muchas veces se pone al principio r, y fin c, del emparrillado, un tabliestacado. Si el lecho de él fuere de poca resistencia al cho

que del agua, se hace indispensable evitar la repentina caída del líquido y entonces se dispone el conjunto cual dispone la figura 14 cuyo sim-

Fig. 14.

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pie examen nos dice que se formafpor dos pilas de piIotes~A B, unidos entre sí, por travesanos a¡y sombreros, y las dos pilas con otros travesanos b. Se^echa piedra suelta hasta lle-

^ gar al nivel primitivo del agua, indicado en la figU_ r a por trazos, y desde allí se f o r m a con manipostería en seco, bien hecha, has ta medio metro más bajo de la línea de ta-1 u d. D e b e comple ta rse esta construcción con los dos macizos c y d como en el caso de la figura a n t e , rior, empleándose siempre

_ r _ buena madera sulfatada, esto es, inyectada de una disolución de sulfato de hierro ó cloruro de zinc, ó

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creosota como se hace con las traviesas de las vías férreas.

Estas presas que son permeables durante los primeros meses se hacen pronto impermeables merced al limo que se deposita en su interior y la vegetación que espontáneamente se desarrolla entre las piedras.

Estas presas mixtas, como vemos, de madera y fábrica, deben asegurarse en las orillas del río con otras bien construidas para su mayor estabilidad y consistencia.

Dijimos anteriormente que pueden ser las piezas de obra de fábrica.

La más sencilla de este género se reduce en su esencia á un fuerte muro, cuya cara superior es inclinada desde la vertiente hacia

Fig. 15.

adentro la figura i5 representa un tipo modelo de este género y basta su inspección para podernos dar cuenta de su composición y conjunto.

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creosota como se hace con las traviesas de las vías férreas.

Estas presas que son permeables durante los primeros meses se hacen pronto impermeables merced al limo que se deposita en su interior y la vegetación que espontáneamente se desarrolla entre las piedras.

Estas presas mixtas, como vemos, de madera y fábrica, deben asegurarse en las orillas del río con otras bien construidas para su mayor estabilidad y consistencia.

Dijimos anteriormente que pueden ser las piezas de obra de fábrica.

La más sencilla de este género se reduce en su esencia á un fuerte muro, cuya cara superior es inclinada desde la vertiente hacia

Fig. 15.

adentro la figura i5 representa un tipo modelo de este género y basta su inspección para podernos dar cuenta de su composición y conjunto.

- 255 —

Generalmente se tómala distancia al A B igual á dos y media veces la altura del agua, y el radio del arco que pasa por A es triple del correspondiente al B. Los sillares de la cresta son de gran tizón y se cortan como las dovelas de un arco. El interior se hace con si-llarejos 6 manipostería y el cimiento con hormigón hidráulico

Este modelo de presa hace que el agua caiga formando un ángulo tal que no se produce por ella escavación alguna, y no se produce choque alguno del líquido por la disposición curvilínea de su superficie.

No es nuestro objeto hacer un completo estudio de la hidráulica, y por ello no nos detenemos en la descricción de las presas movibles ó automóviles que son aquellas que se deshacen por sí mismas cuando la carga de agua pasa de los límites de la resistencia para que fueron calculadas.

Basta á nuestro propósito decir que constan de pilas de fábrica, colocando un tablero vertical entre cada dos de ellas, giratorio por medio de dos goznes, colocándose horizontal ó inclinado, según convenga girando al rededor de un eje horizontal, colocado á los dos tercios de la altura máxima del agua determinada por la ley, para no perjudicar á los demás propietarios ribereños. Por esta disposición cuando el agua pasa de la altura seña

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lada, el centro de presión efectiva pasa por encima del marcado y hace girar al dicho tablero desocupándose entonces la presa del esceso de agua que motivó la subida del nivel, en cuyo instante vuelve el tablero á ocupar su posición normal, como normal se manifiesta también el curso y movimiento del agua por y en la presa.

Quédanos para terminar nuestra conferencia ocuparnos, así ello sea rápidamente, del acuadizo de derivación, saetín y canal de desagüe.

El canal de derivación ó acuadizo que lleva el agua de la presa, en la que adquiere la altura conveniente formándose merced á ella el salto artificial, al punto en que debe ser empleada su acción motriz, parte del costado de la misma presa y junto á su estribo.

Construyese siempre esta entrada ó punto de acceso de buena obra de fábrica, formándose siempre un buen encachado de sillería ó ladrillo, cuyo fondo esté á nivel del canalizo.

Los costados deberán ser de buena fábrica de ladrillo y en el centro se construye un fuerte machón ó pilastra que divida el canalizo en dos partes iguales, formándose de esta manera dos pasos del líquido que se cierran, cada uno de por sí, por su correspondiente compuerta, cuya altura, una vez cerradas, debe ser mayor que la que pudieran allegarse

257 —

las aguas fluviales en las mayores avenidas presumibles.

Las dimensiones de estas compuertas deben ser tales, que una cualquiera de ellas permita el paso á todo el agua necesaria á la acción del receptor; de esta manera la doble compuerta asegura la marcha del conjunto cuando se inutilice cualquiera de ellas.

La compuerta propiamente dicha está formada por tablones de roble, que es la clase de madera que menos sufre por la humedad, sujetos cada dos por su correspondiente vigueta. Estos tablones conviene sean estrechos, pues así se disminuye su alabeamiento, por más que á este fin llevan en sus dos caras varios barrotes introducidos en aquellas á cola de milano. Cada compuerta lleva su correspondiente barra que termina en una cremallera que engrana en un piñón dispuesto en la parte superior de modo que movido por un manubrio y por la acción de un hombre, se eleva ó baja la compuerta según convenga.

Generalmenfe se da á estos canales ó cauces una sección rectangular ó trapezoidal. En el primer caso conviene que su ancho sea el doble de la profundidad del agua, esto es, 1=2 h y como el perímetro mojado debe siempre ser igual al ancho, ó latitud, mas el doble de la altura, resulta que el perímetro,

33

25fr —

dicho también contorno, será C=4 n., esto es; cuatro veces la altura. El area será, según Geometría, s=2 h3 , esto es, doble del cuadrado de la altura del agua y la relación entre esta area y el contorno mojado, esto es, ¿ =n , será n = ^ , determinándose fácilmente h por la fórmula, V=V2gh; ó sea V=Ví97jh7 de donde 19,6 h==v2 y por tanto h=TJ¿2

Ef segundo caso, esto es, cuando la sección séá trapezoidal, llamando m á la relación de la inclinación de los taludes, tendríamos l=s=mh y el areá s~^h2 (m+t) siendo t el talud, de 1 de base por 2 de altura para los de pie-dfá; i por i para los de tierras medianas y 2 por 1, para las tierras flojas.

Dase conmumente á estos canalizos una pendiente uniformé de 1,5 por mil, disponiéndose á cierta distancia, intermedia entre el acceso al río y el del receptor, otro canalizo ó rebasadero, llamado también almaneraó ladrón por donde trascurre el agua excedente, ó sea cuando su altura en el canal de derivación excede de los límites convenientes, ó hay que limpiarle de tiempo en tiempo. Su ancho debe ser igual ó mayor que el canal de derivación, y se construye ya de fábrica ó bien de madera según se quiera.

El canalizo de descarga ó de desagüe, ó sea el situado inmediatamente después del recep-

— $9 — tor, no exige tanto cuidado en su construcción, basta tener "siempre presente que sti pendiente sea de 2 á_8 por mil, esto es, mayor que la del canal de derivación para que ía salida de líquido sea] más rápida yj |po ,s.e

produzca jamás ningún remanso en el Saetín ó sitio emplazamiento del receptor en el establecimiento en que haya de utilizarse, pues si tal surgiere, podríase anegar el receptor lo

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que á todo trance debe evitarse especialmente en las ruedas hidráulicas, ó sea receptores de eje horizontal, los cuales como es notorio, no pueden funcionar anegados.

La figura 16 nos pone de manifiesto el 'conjunto de todos estos elementos que hemos examinado. En ella A representa el río; a la presa; h, el portillo de descarga, b, la toma del agua del canalizo; c, el rebosadero y además la compuerta de descarga del canalizo; C, el canalizo de descarga; D, la fábrica, d, el receptor hidráulico, y E el canal de desagüe.

Fáltanos para terminar esta conferencia decir algunas palabras sobre el saetín ó canalizo en que se halla situado el receptor hidráulico.

Si el receptor fuera una turbina, hácese precisa la construcción de una sólida bóveda de sillería llamada Caldera, dentro de cuyos muros, bien cimentados, se emplazara la turbina, imponiéndose en este caso que el canal de derivación tenga una pendiente que no baje de 2 por mil, y estableciendo entre el canalizo y el saetín una serie de barrotes casi verticales que se puedan maniobrar desde fuera con objeto de impedir el paso al saetín de cualquier cuerpo extraño que pudiera existir en el canalizo y perjudicara ó produjera algún deterioro en el receptor.

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Y si el receptor fuera una rueda hidráulica, el saetín variará según la clase de esta.

En las ruedas de costado se le da una pendiente de V12 á Vis, y á no que el fondo sea de roca, se hace sobre pilotes un fuerte entarimado y sólidas paredes de sillería ó cuando menos de resistentes tablones. Si el canalizo fuese curbo, veremos al hacer el estudio de estos receptores la forma y condiciones que tiene que satisfacer según la clase de receptor que se emplee, y nunca será excesivo lo que se gaste en una esmerada construcción del saetín, pues indudablemente tiene que doblegarse á las condiciones variables de los diversos receptores cuyo examen será motivo de sucesivas conferencias.

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Y si el receptor fuera una rueda hidráulica, el saetín variará según la clase de esta.

En las ruedas de costado se le da una pendiente de 7i-¿ á Vi-,, y á no que el fondo sea de roca, se hace sobre pilotes un fuerte entarimado y sólidas paredes de sillería ó cuando menos de resistentes tablones. Si el canalizo fuese curbo, veremos al hacer el estudio de estos receptores la forma y condiciones que tiene que satisfacer según la clase de receptor que se emplee, y nunca será excesivo lo que se gaste en una esmerada construcción del saetín, pues indudablemente tiene que doblegarse á las condiciones variables de los diversos receptores cuyo examen será motivo de sucesivas conferencias.

Conferencia ZYII.

Sigue la hid y'áulica.—Trabajo de un salto de agua y análisis de los dos factores

gasto y velocidad, que le constituyen.

Púdose apreciar en nuestra anterior conferencia que el agua desciende por los ríos, cauces y canales en virtud de la acción de la gravedad moviéndose sus moléculas como si abandonadas fueran en el espacio, verificándose los mismos fenómenos que tienen lugar en todo cuerpo, cualquiera que éí fuera y moviéndose con la velocidad de descenso representadas por la fórmula v=V2gh~

Obsérvase también que el agua desarrolla en esta caída un trabajo mecánico cuyos dos factores son, el peso del líquido que cae en una unidad de peso, que se llama gasto y el camino que recorre el agua en la unidad de tiempo, generalmente el segundo.

263

Este trabajo es precisamente el que se trata de aprovechar empleando al efecto los receptores hidráulicos.

Si el agua se nos presentara en condiciones para poder aprovechar este su efecto sin previa preparación, fuera lácil nuestro cometido, y aún cuando esto ocurre en ciertas y determinadas cascadas, pocas veces se presentan estas en condiciones convenit-ntes, económicamente consideradas, para su fácil aplicación en la actividad humana, y hay que recurrir á lo que nos atrevemos llamar cascadas ó saltos artificiales que proclaman la construcción de presas y canales de derivación.

Tres son los aspectos bajo los cuales se presenta el problema en la práctica. Unas veces hay que averiguar el trabajo que es su-ceptible de desarrollar la corriente de un río; otras se circunscribe á determinar el que producir puede el agua que se desliza por un rebosadero ó vertedero, entendiéndose bajo es ta denominación el caso en que el agua cae por la parte superior de un depósito, ó recipiente, en que previamente se reconcentra el líquido; y otras veces por fin, hay que averiguar este trabajo cuando el agua pasa por un orificio ó abertura ocasionada por la elevación de una compuerta.

En todos y cada uno de estos casos queda

264 —

reducido el problema á hallar el gasto del liquido, ósea, el volumen de agua, en decímetros cúbicos, litros ó kilogramos de peso, que pasa en un segundo de tiempo por una sección trasversal del río, ó por el ¡vertedero y por la abertura producida por la compuerta, y multiplicarla por la velocidad que lleva el agua en la mismacantidad ó unidad de tiempo.

Para hallar este gasto, hay que determinar siempre el área de la sección trasversal del río, vertedero ó canal, por más que también pudiérase emplear el embrionario procedimiento, poco seguido como anticientífico, de recojer en vasijas el agua que por ellas trascurre durante cierto y determinado espacio de tiempo y multiplicarle por su velocidad en aquél punto, de modo que si la velocidad correspondiente está representada, como dejamos expuesto anteriormente por v=V2gh, y si llamamos s al area de la sección en que actuamos, la fórmula que representa el gasto será

G=s xVaglT Pero esta fórmula representa el gasto teó

rico, mas no la realidad práctica, ya que la experiencia enseña, que todo fluido al pasar por un orificio de cualquier especie y tamaño, sufre una marcadísima contracción, por cuya razón hay que afectar á aquella fórmula de un coeficiente, variable según la cir-

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constancias, que designamos con la letra my

por cuya razón la fórmula práctica resulta ser

G=mxsxV2ghT No necesita grandes argumentos el recono

cer cuan conveniente es que el coeficiente m sea lo menor posible para el mejor aprovechamiento del trabajo mecánico que debe producir la vena fluida, ó en otros términos que la contracción de esta vena sea lo más pequeña asequible, pues que la misma experiencia enseña que cuando esta contracción es completa, esto es, que tiene lugar en los cuatro costados ó paredes del orificio por donde pasa el líquido, el valor medio de m es o'63, coeficionte que se observa siempre que el orificio está practicado en pared delgada, es decir, siempre que la pared en que se practica la abertura ú orificio, tiene menos grueso que la mitad de la menor dimensión de la abertura.

La misma experiencia acredita que si la pared es más gruesa que la menor dimensión del orificio ó abertura, el valor del coeficiente m varía en las condiciones siguientes: Si la contracción tiene lu

gar en tres de las cuatro caras del orificio resulta.. m=o'65 x i'35.

Sí tiene lugar en 2 caras solo.. . * m—o'67 x V072.

— 266 —

Si en una sola cara. . . . . m=o'7i x i'i25 Si no hay contracción en

ninguna cara m=o'84 x 1*325. Resulta evidentemente que la dicha fórmu

la G=mxsxV'2gH7 es una fórmula de aplicación general y para que esta sea acertada nácese preciso tener en cuenta, por lo que á su factor V2gK, ósea la velocidad, se refiere, que se considera que un río tiene poca velocidad, cuando su corriente no llega á medio metro por segundo de tiempo; que se dice tiene una velocidad media, cuando oscila en-treódecímetrosyl metroenigual tiempo, y que cuando llega á dos metros por segundo se denomina gran velocidad. Desígnase, cualquiera que sea la velocidad, como río toda corriente cuyo gasto ó caudal de agua sea de 10 metros cúbicos por segundo, resultando ser navegable, cuando este caudal alcanza la cifra de 30 metros cúbicos en igual tiempo.

Y sea cualquiera también el valor del coeficiente m nácese indispensable siempre hallar el área de la sección, ó sea el valor de 5, lo que si bien es fácil cuando se trata de un canal artificial, siempre de figura geométrica bien definida, el rectángulo ó el trapecio generalmente, no sucede lo mismo en un río natural, donde por ser siempre su fondo irregular, resulta que su sección trasversal afecta la forma de un polígono irregular también.

— 267 —

Cierto que en este caso se obtiene esta sección trasversal, pasando en línea recta en una embarcación ó por el medio más apropiado, de una margen del río á la margen opuesta y en dirección perpendicular á la corriente de las aguas, y haciendo repetidos sondeos en puntos tanto más próximos entre sí, cuanto mayor exactitud pretendamos, obtendremos la forma aproximada del fondo irregular, pu-diendo trazar sobre el papel á una escala convenida la figura de este fondo y el polígono irregular resultante, cuyas caras serán las regulares que representan las dos márgenes y la superficie líquida del río, y la irregular, fondo del mismo; dividiendo este polígono resultante en mayor ó menor número de trapecios, según la mayor ó menor exactitud exigida y hallando las áreas de todos ellos, tendremos que su suma nos dará el área total de la sección.

Cuando la sección es rectangular ya sabemos por geometría que su área es igual al producto de la base por la altura, así como cuando es trapezoidal se obtiene multiplicando la semisuma de sus dos bases por la altura, y cuando es circular viene representada por la fórmula /~l,R2 esto es, el número constante 3.1415 multiplicado por el cuadrado del radio de la sección circular.

Sin duda alguna que es el caso práctico

— 268 —

más frecuente el del paso del agua del río, á un canal de derivación, llamado también cas, por intermedio de su correspondiente compuerta maniobrada desde lo alto del conjunto ó fábrica, y nácese por tanto indispensable tener presente que el coeficiente m de la precedente fórmula tiene variados valores según la situación de la compuerta pues que según ésta sea puede existir contracción de la. vena, en 4, en 3, en 2 y en una sola pared.

Por eso la experiencia acredita: Io Si la compuerta tiene el mismo ancho ó

latitud del canal m=o,69-2.° Si la compuerta es más estrecha que

el canal hallándose adosada á una pared lateral, entonces m=o'65.

3.° Si se halla situada en el centro de la sección de entrada y separada por tanto de las paredes laterales del canal, m=o'63 y

4-° Si se halla en las mismas circunstancias del caso tercero pero sin llegar al fondo del canal, m=o'óo.

Y aún varía este coeficiente, aumentándose el efecto práctico del chorro ó vena fluida, inclinándola compuerta, pues la experiencia saaciona que cuando está inclinada á los 60 grados, el gasto efectivo equivale á 75 por ciento del teórico, llegando al 8o por ciento cuando aquella inclinación es de 45 grados.

La siguiente tabla* consecuencia de reitera-

2Ó9 —

radas experiencias da el gasto correspondiente á alturas diversas que varía de centímetro en centímetro considerando constante el ancho 6 latitud de la compuerta ó vertedero é igual á 1 metro, y es evidente que para averiguar este gasto correspondiente á otros anchos de la compuerta ó vertedero, no hay más que multiplicar el gasto que da esta tabla por el verdadero ancho de la compuerta ó vertedero.

— 270 —

GASTO DE A G U A POR U N A C O M P U E R T A D E l m D E A N C H O

' A l u r a sobre el ! Litros por segundo pera alturas del Orificio de C e n t r o d e l -p-T-r^=r===-j==:: =r~===^ - • • = = -

. riíicio 4«n. igcm | 8C n | 1 0 c m | 1 2 c m - j l 4 c m ¡ 1 6 c m

0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 2,00 2,20 2,40 2,60 2,80 3,00 3,25 3,50 3,75 4,00

! 36 I 53 44 65 50 i 75 57 61 66 71 79 86 93 99 105 110 121 130

175 182

193 201 208 215

82 91 98 107 117 128 139 148 157 165 181 194

138 ! 207 146 ! 218 154 I 229 161 241 168 251

262 271

188 ! 281 290 301 311 321

69 83 98 110 120 130 139 155 170 184 196 207 219 240

86 105 122 136 149 162 173 193 212 228 246 259 272 298

258 321 275 í 342 290 362 305 I 380 320 I 398 334 1416 348 I 438 361 450 374 466 385 481 400 I 500 414 427

517 533

102 125 145 162 178 192 206 230 251 272 291 309 326 356 384 409 434 455 477 498 518 539 557 578 599 619 640

119 145 168 188 206 223 238 267 292 316 331 359 379 414 446 476 504 530 555 579 603 628 648 672 697 722 745

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GASTO DE AGUA POR UNA COMPUERTA DE l m DE ANCHO.

'Altura sobre el centro del orificio.

m

0,10 0,15 0,20-0,25 0,30 0,35 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 0,90 1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 2,00 2,20 2,40 2,60 2,80 3,00 3,25 3,50 3,75 4,00

Litros por segundo p:ra alturas del orificio de

18cm.|

150 188 213 239 262 284 304 340 370 403 432 459 484 529 571 608 644 677 705 742 773

20 m-

165 203 235 264 291 314 337 377 414 447 485 509 536 586 627 675 715 753 790 825 858

8Q4 i 890 830! 922 864! 960 896 828 958

996 1031

25cm.

u

254 294 329 363 393 420 471 516 559 598 636 670 733 790 843 895 941 987

1031

30cm.

u

307 353 395 434 471 504 564 624 670 718 762 804 880

35cm.

u

u

415 460 507 548 588 659 717 782 837 889 938 1027

948 1103 1010¡1180 107311252 1123¡1317 1184:1382 1237 1443

10701287; 1502 111313361559 1152Í1383 1614 1200114401679 1245114941743 1289115461805

10651331 1

1597,1863 1 1

4(>m.

i;

u

484 527 577 626 671 753 819 894 957 1017 1070 1174 1266 1351 1431 1506 1579 1650 1717 1782 1844 1919 1992 2062 2119

5Qcm

u

u u

661 719 773 836 940 1023 1115 1194 12711 1337. 1468 1583; 1690 1789 1882 1974 2062 2146!

2227i 2305 2399| 2490' 2577 2669

— 272 —

Para usar esta tabla en la práctica se mide la altura de la compuerta y la distancia desde su centro al centro del líquido, el número correspondiente se multiplica por el ancho de la compuerta expresada en metros; así por ejemplo si suponemos una compuerta de o,85 ancho por 0,25 de alto con una carga de 2.m7o sobre su centro, veremos, que para dicha altura 0,25 con m 2.60 hay según la tabla, un gasto de 1070 litros y con 2.m8o el gasto es de 1113, tomando su término medio 1092,5 y multiplicado por el ancho de la compuerta o,85 tendremos:

1092,5x0,85=928 litros y 6 decilitros. Si dado el gasto, altura y carga del agua se

pretendiera calcular el ancho de la compuerta, se divide el votiímen por el gasto consignado en la línea del cuadro ó tabla. Así por ejemplo si el gasto fuera 928,5 litros del problema anterior y quisiéramos determinar el ancho de la compuerta con los datos del mismo, dividiríamos 928,5 por el gasto 1092,5 y resultaría

9?8 5 10925 '

conforme á aquel problema. Así mismo se puede hallar la altura, á que

ha de elevarse la compuerta, en función del gasto, ancho y carga, dividiendo dicho gasto por el ancho, y en el caso de los datos del

— 273 —

problema anterior del gasto 928,5 litros y su ancho 0,85 nos da

928,5 = 928£0 _ 0,85 85 ~ '°

que es precisamente el número que da el cuadro para la carga de 2m 70 y 0,85 alto, y mirando en dicho cuadro á que altura corresponde el número 1092,5 vemos que es la de 0,25.

En estos problemas hay que tener presente que siempre la altura de carga ha de ser mayor que la mitad de la altura de la abertura que produce la compuerta.

Expuesto cuanto creemos pertinente relativo al factor G, ó gasto de la fórmula que venimos analizando, ocupémosnos ahora del factor V¿g2, ó sea la velocidad.

Hállase la velocidad del agua en la superficie de un río, ó bien arrojando un cuerpo flotante, si la corriente es tranquila, y mirando, reloj en la mano, cuanto tarda en recorrer una distancia de iOO metros por ejemplo; ó bien, si la corriente fuera tumult osa, utilizando el molinete de Woltman.

Redúcese éste á una pequeña rueda formada por varias paletas planas y fijas en los extremos de otros tantos brazos, generalmente seis, colocados sobre un árbol ó eje horizontal, que debe colocarse en dirección del movimiento de la corriente del rio: el

35

— 274 —

agua choca en las paletas que giran con mayor ó menor rapidez cuanto mayor ó menor sea la velocidad de la corriente.

Aplícase el aparato en sentido trasversal á la corriente y se multiplica el número constante 0,10472 por el radio, ó distancia del centro del eje del molinete á la línea media de las aspas, y este producto se multiplica por el número de vueltas que dá el molinete en un minuto d¿ tiempo.

La velocidad que se toma en los cálculos, es la llamada media, ó sea la que lleva el líquido á cierta profundidad, que se calcula ser del 75 al 90 por ciennto de la de la superficie hallada por el procedimiento expuesto, tomándose estos números 0,75 á 0,90 según que la velocidad en la superficie es de un decímetro á 4 metros por segundo de tiempo.

Finalmente la velocidad del agua en el fondo será

V" = 2V—V,

siendo V" la velocidad en el fondo; V , la velocidad media y V, la velocidad de la superficie.

Puédese emplear en la práctica la Siguiente tabla, con objeto de evitar el tener que hacer cálculos, por más que los resultados, en este caso, son solo aproximados.

— 275 —

TABLA

de las velocidades correspondientes á diversas alturas del nivel superior sobre

el centro de la abertura.

[Altura en

centímetros

1 5

10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90

1— '

Velo cí-dad en metros.

0,443 0,990 1,400 1,715 1,980 2,213 2,452 2,620 2,800 2,970 3,130 3,283 3,429 3,569 3,704 3,834 3,960 4,082 4,200

1

Altura en

centímetros

95 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 260 270

Velocidad en metro?.

4,315 4,427 4,643 4,848 5,048 5,238 5,422 5,600 5,772 5,941 6,103 6,261 6,415 6,566 6,714 6,859 7 000 7,139 7,273

Altura en

centímetros.

280 290 300 325 350 375 400 425 450 475 500 525 550 575 600 625 650 675 700

Velocidad en metros.

7,409 7,539 7,668 7,981 8,283 8,573 8,854 9,129 9,392 9,649 9,900

10,144 10,382 10,616 10,845 11,068 11,287 11,502 11,713

— 276 —

Anteriormente hemos podido apreciar que generalmente el agua á utilizar en un receptor hidráulico, es conducida por un canalizo ó caz al descubierto que tiene por lo común, un pendiente uniforme de i,5 por mil, y hácese preciso en su consecuencia determinar la velocidad del líquido en ambos extremos del caz.

Empléanse á este efecto las fórmulas siguientes:

Para la velocidad en el origen del caz, V = 0,85 ^ 1 9 ^ 7 .

Para la velocidad en el extremo del caz. V = Vi9,6 X va + a'j.

Siendo en ellas a la carga sobre el centro de la abertura que produce la compuerta en metros, y cC la diferencia de nivel que hay entre ambos extremos del canal, ó sea su longitud.

Indudablemente que la velocidad en el extremo del canal anexo al receptor es mayor que en el extremo de acceso al río, y por ello se beneficia el efecto del receptor sobre el que va á obrar directamente, cuyo trabajo dijimos anteriormente estar representado poor la fórmula T = D + GxH siendo en ella D el peso de un metro cúbico de agua ó sea i.000 kilogramos; Hel salto ó altura de donde cae el líquido y Gel gasto ó volú-

— 277 —

men de agua que pasa ó lleva por segundo de tiempo, y cuyos factores hemos analizado convenientemente.

Terminaremos haciendo constar que la ciencia de consuno con la experiencia aconsejan que la velocidad del agua en el canal sea doble de la que adquiera la circunferencia exterior del receptor que nunca debe exceder de im 25 por segundo de tiempo, y que el ancho del canal debe ser siempre, á poder ser, tres veces la altura que el agua adquiere en él.

^1

Conferencia XVIII.

Continuación de la hidráulica.—.Receptores hidráulicos de\éje horizontal.

Las dos precedentes conferencias nos han puesto en condiciones de saber determinar los dos factores gasto y velocidad que componen el trabajo mecánico del agua en movimiento y sabemos quj merced á la construcción de una presa y subsiguiente canalizo ó caz, se consigue un salto artificial á que contribuyen de consuno el tanto de elevación del líquido en la presa y el aumento que produce el desnivel del canalizo.

Nos hallamos por consiguiente en condiciones de poder estudiar con fruto el órgano que ha de aprovechar este trabajo, ó fuerza motriz del agua, esto es, el receptor hidráulico que es el nombre con que se designa el aparato, cualquiera que

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sea su especie, y que pone en movimiento la acción del agua.

Dos son los sistemas que generalmente se usan como receptores hidráulicos; ó bien estos tienen una situación vertical con su eje de acción en posición horizontal, sistema que se llama rueda hidráulica, ó bien el eje es vertical y la rueda horizontal cuyo sistema se denomina Turbaia. En ambos sistemas el agua produce un movimiento de rotación al rededor de un eje fijo que á su vez sirve de vehículo del movimiento y trabajo al artefacto en que se ha de utilizar.

A poco que examinemos el problema observaremos que al llegar el agua al receptor se producirá un choque que necesariamente aminora el factor velocidad y por tanto hay una sensible pérdida de trabajo, y no dejaremos tampoco de observar que al abandonar el líquido al receptor lo hará siempre animada de alguna velocidad, que también representa un tanto de pérdida del trabajo, resultando de aquí, q u e s e r a el mejor receptor hidráulico aquél en el que entre el agua con menos choque en el receptor y salga de él con la menor velocidad.

Circunscribiendo nuestra tarea de hoy á las ruedas hidráulicas ó sea receptores de eje ho r i zontal, debemos hacer una clasificación de ellas según la forma especial de los órganos dest ina-

— 28o

dos á recibir la acción del agua y que sintetizamos en la forma siguiente.

!De por debajo ú ordinarias.

(Marozeau Ruedas \De paletasjde costado, de Fontaine

hidráuli Sagebien. cas. jCurbas ó de Poncelet.

[para caídas ordinarias De cajones jpara grandes caidas, ó

Miliot.

La figura 17 representa una rueda de paletas planas de las llamadas de abajo. El agua que viene por el canalizo pasa por encima de la com-

Fig. 17.

puerta T> que corre en el bastidor F, cerrando la salida desde el momento que se la levanta por ser délas llamadas sumergidas, y dejan pasar el

— 28t —

agua en forma de vertedero, pudiendo aumentarse ó disminuirse el gasto elevando menos ó más la compuerta.

La rueda está formada por dos ó más anillos de madera A, sostenidos por cuatro ó más brazos ó radios que abrazan al árbol horizontal B, en que va montada, y cuyo árbol tiene por tanto que apoyarse en sus dos extremos sobre dos fuertes soportes.

Las paletas, que ordinariamente son también de madera, se colocan al exterior de los anillos en prolongación de los radios como se vé en G, todas s m de iguales dimensiones y se refuerzan con unas tablas C y unas tornapuntas H.

La fábrica E es de sillería y debe formar un arco de círculo que ajuste lo más posible á la rueda.

Generalmente se dá á dichas paletas un largo de 30 á 40 centímetros, espaciándose en la corona de una á otra en 30 a 40 centímetros también, dependiendo su ancho déla fuerza que lleva la corriente.

El espesor de la capa del agua debajo de la rueda, debe estar comprendida entre un i/3 y V4 la longitud de las paletas, y el saetín tiene por lo común las dimensiones siguientes:

Pendiente del canal en que está encajonada la rueda = 66 á 125 milésimas.

36

— 282

Holgura entre las paletas y fondo, y entre aquellas y las paredes laterales = 1 á 2 centímetros.

Así mismo conviene que la compuerta se situé lo más próximo posible á la rueda y que tenga una conveniente inclinación, pues este receptor aprovecha muy poco el efecto del igua, es decir, el efecto útil de esta rueda es siempre pequeño aunque independiente del diámetro de la rueda que puede variar entre 2 y 8 metros.

Tiene la ventaja de poder variar de velocidad entre límites muy distantes pudiendo ser conveniente su empleo cuando se necesite una gran velocidad de rotación ó convenga variar el tanto de estas velocidades por exigirlo asi as necesidades del artefacto; esto empero

con viene que la velocidad en el centro de im-p ulsión de las paletas no sea nunca menor de la de un metro por segundo de tiempo y la experiencia acredita que se obtiene el efecto máximo de estas ruedas, cuando la velocidad correspondiente al punto medio de las paletas es la mitad de la que tiene el agua al chocar en ella-; y las paletas están inclinadas á 25 grados sobre la prolongación del radio.

Conviene así mismo que la altura del agua que ha de actuar sobre estas ruedas no exceda de lm20 pues si excediere se produce una gran pérdida de fuerza viva por el cho~

- 2 8 3 -

que del agua contra la paleta- Este receptor es el que aprovecha menos el efecto útil desarrollado por el agua, pues la misma experiencia sanciona.

Io Que si la compuerta es vertical, se halla lejos de la rueda y la holgura entre las palas y el canal acubado es de 4 á 5 centímetros, su efecto útil equivaldrá á 20 por ciento del trabajo absoluto de ia corriente, y la fórmula práctica aplicable será C=0,00267 VA; representando C, el trabajo ó efecto útil en caballos; V, el volumen de agua en litros por segundo de tiempo y A, la altura del salto, en metros, ó sea la diferencia del nivel superior de; líquido al nivel inferior.

2o Que hallándose la compuerta como en el caso anterior, si el huelgo es menor de 3 centímetros, se obtiene un efecto útil equivalente al 30 por ciento del de la corriente y su fórmula práctica será C=0,004 V A.

3.° Que si la compuerta está inclinada y cerca de la rueda, su canal es concéntrico y su huelgo no excede de 2 centímetros, el efecto útil alcanza al 40 por 100 del de la corriente y su fórmula práctica será C = 0,0053 VA y

4.° v¿ue si se toma el agua por un vertedero en el nivel superior del depósito, entonces el efecto útil llega al 50 por 190, que es el máximun de estas ruedas y su fórmula práctica resulta ser C =0,0066VA.

— 284

Como ejemplo podemos preguntar: ¿Cuál será el efecto útil producido por una

rueda de paletas planas movida por abajo sabiendo que el gasto es 450 litros por segundo y la altura lm 60?

Tendremos evidentemente, aplicando las fórmulas anieriores:

En el primer caso, C=0,00 267 x 480 x 160 = 2,051 caballos. En el segundo, C=0,00 4 x 480 x 1.60= 3,072 caballos. En el tercero,

C=0,00 53 x 481 x 1,60 = 4,070 caballos, y En el cuarto, C=0,00 66 x 430 x 1 60—5,049 caballos. Apoco que se observe la función de estas

ruedas, pronto se vé que en ellas obra el agua casi exclusivamente por choque, pues solo en algunas paletas obra por peso, es por tanto el receptor hidráulico más imperfecto, usándose tan solo para pequeñas caídas, esto es, que no pasen de 2™7 dando á las ruedas un diámetro doble de esta caída , mas tres veces el espesor de la lámina de agua, con objeto de que esta obre siempre por debajo del eje del receptor.

Discurriendo rigorosamente es la rueda descrita una verdadera rueda de costado, pues que basta ver la figura para persuadirse que el agua obra en el costado de la rueda y

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por peso en algunas de sus paletas. La verdadera rueda de abaj), es esta misma descrita cuya compuerta vertical, dá paso al líquido por la parte inferior, ó sea por la losa de erección del conjunto. Bn este caso trascurre el agua por un canalizo horizontal, ó un tanto inclinado, en virtud de una velocidad debida á la altura de nivel que t ne el líquido en la presa, ó parte anterior de la compuerta y choca sobre las pal "tas inferiores de la rueda, cuyo choque, y solo ch >que produce el movimiento del receptor. B ista enunciar este hecho para deducir que es e) receptor que menos satisface las dos anteriores condiciones que hemos dicho deben reclamarse en mayor plenitud en un receptor para que sea bueno, puesto que además de obrar por choque, se marcha después de haber obrado, con gran velocidad. La escasa importancia de este receptor nos dispensa extendernos más sobre él limitándonos á consignar que en las mejores condiciones solo aprovecha la cuarta parte del trabajo ó fuerza de la caída ó salto de agua que se aplica á él.

El escaso efecto útil que se ha alcanzado siempre con estas ruedas de paletas;planas,de madera, ha impulsado á determinados mecánicos el mejoramiento de que son susceptibles; apareciendo el señor Marozeau con la que representa la figura 18, que es un modelo de las

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llamadas ruedas de costado, y de tal manera dispuesta, que su nivel en el canal está un poco más abajo que el eje del receptor; es de hierro de construcción esmerada, debiendo

Fig. 18.

hallarse perfectamente encajada en su canalizo ó saetín circular sin más holgura que la absolutamente indispensable para que la rueda no roce ni con el fondo ni con las paredes.

Generalmente se divide en tres partes iguales en el sentido de su latitud, dividiéndose de igual manera la compuerta, con lo que se puede gastar solo el agua de un tercio, dos tercios ó los tres tercios de dicho ancho, actuando siempre el líquido de la misma manera para diferentes gastos y obteniéndose siempre también el mismo espesor

— 287

de la vena fluida cualquiera que sea el volumen de la corriente.

El efecto útil de esta rueda es el 70 por ciento siempre que e) salto del agua llegue á 2m,50 disminuyendo al 50 por ciento cuando el salto es de lm,50. La velocidad media de este receptor debe ser término medio el de lm30 siendo ordinariamente 0m,25 el espesor ó altura del filete del agua sobre la compuerta, siempre inclinada de modo que resulte perpendicular al radio de la rueda que viene á encontrar el filete medio de la vena fluida en su punto de caida sobre la paleta.

Las paletas se construyen con tablas de 25 milímetros de espesor de encina, roble ó alano y se espacían entre sí de 0,m30 á 0,m40.

Monsieur Fontaine ha obtenido mayor rendimiento que el alcanzado por Marozeau haciendo variar la inclinación de las paletas con relación á la vena fluida y la figura 19 nos da cabal idea de la debida á éste sabio mecánico.

Vese en dicha figura que la rueda es una común de costado, cuyo eje A descansa en un fuerte soporte G de hierro fundido, á su vez sostenido por el eje F sobre el cual puede girar arrastrando consigo en sus movimientos la rueda hidráulica.

Es por tanto utilizable esta clase de ruedas á caídas diversas, pues por la disposición

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de ellas p edén elevarse más ó menos según convenga, ya que el ejv de la rueda A gira sobre los dos soportes G, los cuales, junta-

Fig. 19.

— 28g —

mente con el cuello de cisne del canalizo H J que forma una sola pieza con ellos, giran al rededor de F.

A cada soporte G está sujeta una barra B que entra en el centro de las ruedas C que se hallan colocados en el piso superior del receptor, las cuales sirven de tuercas para hacer subirlas barras B que están fileteadas en la parte superior, y las ruedas C engranan con el tornillo D que maniobra con suma facilidad un hombre por medio de un manubrio.

Otra modificación muy notable aplicada á estas ruedas de costado es la llevada á cabo por M.r Sagebien, que construyó la representada en la figura 20 cuyo examen nos demuestra que está formada la rueda por dos series de paletas planas, formando ángulos de 45 grados con sus caras laterales y divididas en dos secciones por un tabique central.

87

Fig. 20.

— 290 —

— 2gt —

El machón de fábrica Z>, sirve para fijar dos compuertas y dividir el agua del canal en dos ramales que convergen sobre la rueda por sus dos costados BB\ las paletas están inclinadas con objeto de que el choque del agua sobre ellas tenga lugar en mejores condiciones que en las otras ruedas, disminuyéndole todo lo posible y permitiendo que el eje de la rueda pueda estar más bajo que el nivel del canal.

La ventaja más notable de esta clase de ruedas, consiste en que su corona puede tener gran dimensión en el sentido del radio, y por tanto puede disminuirse su ancho por la gran capacidad de los espacios entre paletas, que permiten recibir mayor cantidad de agua.

Esto empero usánse poco estas ruedas por ser de difícil y delicada conservación y de instalación cara, por más que su efecto pasa del 80 por ciento cuando dá una vuelta y media á dos vueltas por minuto, resultando en general que á gasto igual su ancho es mucho menor que las ruedas comunes de costado.

Sin duda que el trazado que realiza mejor que ningún otro la condición de que el agua entre sin choque y salga sin velocidad de la rueda es el debido á Mr. Poncelet, ó sea el de las ruedas hidráulicas de paletas curvas.

Esta rueda representada en la figura 21 consta de un árbol prismático A sobre el que

— 292 —

van colocados los platillos B que reciben y fijan los radios C de la rueda, generalmente en numero de ocho.

Fig. 21.

Sobre estos brazos se coloca la corona D de dos centímetros de espesor y 66 centímetros de ancha en la que se disponen las paletas á cuyo efecto entran las cabezas de estas en unas ranuras ó cajas curbas practicadas en las coronas, que se encuentran firmemente sujetas por unos tirantes F para que no se puedan desprender las paletas.

Cuando la paleta tiene mucho ancho se ponen tres ó más coronas solidariamente unidas entre sí á fin de que no exceda de metro y medio el espacio que tengan sin debido apoyo las paletas.

La compuerta V se divide en tantas com-

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puertas como coronas tiene la rueda, pasando todas ellas por los cerramientos L que se apoyan sobre los maderos K I, y el fondo del canal;zo, que es horizontal, se asegura sobre vigas GGG la última de las cuales se apoya en un escalón de sillería H, que permite una más expedida salida del agua que ha obrado sobre las paletas. •

Sin duda que la rueda de Poncelet debe figurar en las del sistema de ruedas por debajo, puesto que la altura máxima á que pueden funcionar en buenas condiciones no debe exceder de lm30, por más que en ellas exceda su aprovechamiento á las varias de costado conocidas.

Examinando en conjunto tanto el sistema de ruedas por debajo como el de ruedas de costado, tenemos que confesar que nunca debe exceder la altura de su salto de agua de 2m50, en términos que si esta altura llegase á 3 metros no podrían utilizarse convenientemente.

De aquí el e ^ pleo de las ruedas llamadas de cajones que representamos en la figura 22.

Compónese este receptor de dos ó más coronas dispuestas en forma análoga á la rueda de Poncelet, que se enlazan á los brazos C que á su vez se afirman por medio de platillos de fundición al árbol B.

Forman estas coronas unos cajones A D de madera que son los que reciben el agua por un

— 294

canal E, regulándose la entrada por medio de una compuerta F.

Entrando el agua en los cajones los hace descender en virtud del propio peso del líquido y

claro está que este contiuuo descenso produce el movimiento de rotación de la rueda, con una velocidad tal, que en las buenas condiciones del aparato debe oscilar entre uno y dos metros por segundo de tiempo, pudiendo en todo caso llegar á 2m5 en las grandes ruedas.

Calcúlase que el efecto práctico de esta rueda

— 295 —

es el 80 por 100 del que desarrolla el agua al salir del canalizo siempre que la velocidad se contenga entre los dichos límites de 1 á 2 metros por segundo y ios cajones se llenen de agua en una mitad de su volumen, á cuyo efecto deben distanciarse entre sí los cajones, siempre a n g u lares ó curvos de 30 á 36 centímetros contados en la circunferencia exterior, siendo su profundidad en sentido del radio de 30 á 36 centímetros también, y su perfil debe ser tal que retengan el agua el mayor tiempo posible y que al llegar á la parte inferior queden completamente vacíos. El perfil más recomendable á este objeto es el que se forma llevando parte del fondo en dirección del radio hasta la mitad del mismo, en cuya mitad se forma el ángulo de modo que el otro lado de este ángulo sea el que une el centro de dicho radio con el extremo exterior del radio inmediatamente anterior.

El canalizo debe verter el agua al segundo ó tercer cajón contando desde el vértice superior de la rueda y la lámina de agua no debe pasar de 5 á 8 centímetros. Con estas condiciones el agua llena una mitad del cajón, siempre que su velocidad se mantenga entre los límites anteriormente señalados de 1 á 2 metros por segundo, para cuyo caso la fórmula C = 0 , 0 1 x V + A . dá un total del 70 al 75 por ciento del efecto del agua al extremo del canalizo. Si la velocidad fuera de 2, , I5 y se llenan los cajones en sus j -

- 296 —

Fig. 23

_ 2 9 7 _

del volumen, entonces la fórmula resulta ser C = 0,08VA y dá un electo del 60 al 65 por 100 del dicho producido por el agua en el extremo del canalizo E.

La figura 23 representa una rueda de cajones construida con los materiales hierro y acero y basta su simple inspección para ver que se halla formada por dos coronas de hierro enlazadas al eje de acero, por medio de dobles largueros que le sujetan entre sí, y asegurándose entre ambas coronas las paletas, que son de palastro encorvado y de una sola pieza, formando cajón con el guarnecido interior de la corona, de modo que el agua se aloja entre esíe forrado y la corbatura de las paletas.

Desciende el agua del cauce por un canalizo de madera que vierte sobre la parte más alta de la rueda, cuyos cajones adquiren el peso adicional del agua produciéndose el movimiento merced á este peso, y obteniéndose un trabajo tanto mayor cuanto más agua caiga en ellos y menor sea la velocidad de la rueda.

Hemos hecho mención especial de esta rueda de cajones, por su esbelted y por rendir de esta manera digno tributo á las casas constructoras, la «Maquinista Terrestre», de Barcelona (España), y la de Robey y Compañía, de Lincoln ^Inglaterra), representada en Santander por los señores Sheldon y Gerdtzen.

38

Conferencia XIX.

Continuación de la hidráulica.—Turbina de Fourneyron.—Cálculo de las dimensio

nes de una turbina.

Al dividir en nuestra precedente conferencia en dos estensos grupos los diversos sistemas de receptores hidráulicos, señalamos bajo la denominación de Turbina á todo receptor cuyo eje es vertical y por tanto la rueda tiene una posición horizontal.

Pero la aplicación de la turbina va haciéndose más y más estensa dadas sus ventajas sobre los receptores hidráulicos que reconocemos bajo su acepción genérica de ruedas hidráulicas, y ya, para obtener mayor facilidad para el mecanismo de trasmisión, se construyen también turbinas de eje horizontal.

Y sea de esto lo que quiera, pues en nad a

— 299 —

altera la esencia del receptor, dedicar debemos nuestro estudio á este sistema que la industria utiliza para aprovechar con ventaja la acción del motor agua. Debemos empezar manifestando que aún se emplea en paises montañosos la rudimentaria turbina, pues como tal podemos admitir el receptor denominado desde remotos tiempos rodete, y que sigue utilizándose á pesar de su mucho gasto de agua con escaso efecto útil.

Redúcese este elemental aparato á un eje vertical que lleva en su parte inferior una serie de axpas en forma de paletas alabeadas ó cucharas, sobre las que choca el agua conducida á ellas por un canalizo que comunica con un deposito del líquido, situado á cierta altura.

La figura 24 representa un receptor de esta clase y en ella podemos observar el árbol

Fig. 24. ó eje vertical C que lleva las pale t a s b n

" \ c o nstruídas *x*! con palastro, ó

chapa de hierro yencorba-das de modo que la curva b n tiene verti-

cal su elemento superior b y formando el in-

3oo

ferior a un ángulo de 34 grados con relación á la horizontal.

Es el caso más frecuente de estos receptores el darles un diámetro de lm20, y entonces se le dá al árbol un diámetro de 4 centímetros colocándose á su rededor 20 paletas cuya altura medio es de 3 centímetros en la vertical con un espesor de 3 milímetros y cuya longitud b n debe ser tal que su proyección horizontal debe ser por lo menos igual á la distancia existente entre cada dos paletas consecutivas.

Finalmente una palanca pq atraviesa la quicionera por debajo de su tejuelo ó granate por cuyo intermedio se levanta ó baja el sistema de árbol y rueda, según convenga, para el revisado y engrase, y para que las 20 paletas no tengan ningún movimiento lateral se las une solidariamente á un anillo 00 que las une á todas ellas.

Usase también otro receptor aún más rudimentario é imperfecto que se denomina rodete de cuba, que se reduce á una rueda de paletas curbas, similar al que dejamos descrito, pero que va encerrado dentro de un recipiente cilindrico en forma de cuba y cuya denominación le caracteriza.

En este receptor se llena de agua la cuba y evidente es que al atravesar el líquido por la rueda obra sobre las paletas verificándose un

— 301 —

movimiento de reacción que se trasmite á las paletas y la rueda.

Es en su conjunto una verdadera turbina embrionaria que se emplea alií donde hay abundancia de agua á poca altura, sin que jamás se pueda obtener mayor efecto útil que el 30 por ciento del trabajo absoluto debido al caudal de líquido que sobre él actúa.

Transcurrieron muchos años sin que saliera la aplicación del agua como motor de los estrechos límites que les permitieran las ruedas hidráulicas y los rodetes descritos: estábale reservado á Mr. Fourneyron soltar las cadenas que tenían aprisionado á tan poderoso elemento industrial y desde el año 1827 que apareció la primera verdadera turbina, debida á este sabio constructor, su aplicación se extendió á horizontes nunca soñados, y hoy es la turbina un receptor hidráulico de altos vuelos y de muy recomendables y beneficiosos resultados para la industria.

Honrémonos elogiando al inventor Fourneyron y describiendo su importante turbina, pues no porque después se haya modificado corrigiendo varios de sus defectos, debemos dejar de reconocer que Fourneyron y solo Fourneyron resolvió el arduo problema de utilizar la acción motriz del agua en todas las condiciones de lugar y tiempo.

Es pues esta turbina un receptor que reci-

— 302

Fig. 25.

— 3°3 —

be el agua por el costado, funcione esté ó n^ anegada ó sumergida en el líquido y sea cualquiera su salto ó altura de caída, y como puede percibirse en la figura 25 está dispues -ta de modo que el agua se comunica á ella del canal que la conduce, por una compuerta é introduciéndose en el gran espacio A cerrado por su fondo por un fuerte entarimado C, deja en su centro un hueco circular donde se empotra el aparato, por el que tiene necesariamente que trascurrir el líquido, precipitándose por una cuba circular de palastro, debajo de la que existe una rueda fija de paletas curvas, que sirven para dirigir el líquido, por cuya razón se llama esta rueda directriz, á otra rueda de menor diámetro colocada á la parte inferior de la directriz^ siendo esta rueda móvil, y recibe la acepción de motris ó actriz, pues el agua que es dirigida á ella por las paletas de las directrices correspondiendo generalmente una paleta directriz por dos actrices cuando el número de aquellas no llega á 24, y tres actrices por una directriz si pasa aquél número de 24, la hace girar, produciéndose en ella el consiguiente movimiento de rotación de que se anima el eje ó árbol motor, vertical, que se halla solidariamente unida la rueda motriz, y con el árbol se mueve el mecanismo conducentemente colocado en la parte superior del ar-

— 304 —

bol, para su ulterior trasmisión al artefacto que ha de beneficiarse del efecto útil obtenido por la turbina.

El árbol está descansando en su parte inferior por su correspondiente quicio, dispuesto á girar sobre la quicionera que le es peculiar con su respectivo tejuelo y combinación de unas palancas, para su examen y engrasado, análogo al que dijimos existir en el rodete antes descrito.

El agua después de atravesar por la rueda actriz produciendo en esta el movimiento giratorio, se desliza á D y de este se precipita por E al canal de desagüe, volviendo al río

Colócase generalmente este receptor en un nivel inferior al del canalizo que dirige el agua al depósito A,que como hemos dicho no tiene otra salida que el hueco que al efecto le presenta la cuba del aparato y las subsiguientes ruedas, directiz y actriz, dedúcese fácilmente que para que esta turbina produzca su efecto máximo, hácese indispensable elevar la compuerta cilindrica que dá entrada al líquido en la rueda directriz por la íácil maniobra de las tres varillas que con ella comunican, comprendiéndose fácilmente también, que según se eleve más ó menos esta compuerta así se da mayor ó menor acceso al paso del líquido obteniéndose un efecto útil proporcional al volumen de agua que pueda trascurrir.

— 305 —

Generalmente producen estas turbinas un efecto útil del 75 por ciento del trabajo absoluto del agua que obra sobre ella, y así lo ha sancionado la práctica desde la primera que se estableció el año 1827 para un salto comprendido entre l , m l y l , m 4 y un gasto de 400 á 700 litros de agua por segundo de tiempo.

Sabido como es que un receptor hidráulico es perfecto cuando al agua entra sin choque y sale sin velocidad, Fourneyron trató de conseguir este ideal en su turbina y al efecto dispone que la rueda directriz ocupe un plano horizontal más elevado que el respectivo de la rueda motriz correspondiente, y hace que el agua dirigida por las paletas de aquélla se encuentra con las paletas de la motriz, colocadas en dirección contraria.

Con esta disposición de paletas encontradas obtiene una entrada de! agua con un choque relativamente \ pequeña; verifícase la reacción en su acceso á las paletas móviles y la rueda, que seguramente tiene su acción reguladora, como sucede en los volantes de las máquinas de vapor, se apodera del exceso de velocidad que en determinados momentos pudiera tener el agua á su entrada para reintegrárselo en el caso que entrara con defecto de velocidad, y de esta manera se consigue que salga con la propia velo-

— 3o6 —

cidad de la rueda que es parte integrante del ideal dicho.

Nada más propio ahora que condensar aquí cuanto se relaciona con la construcción de una turbina, cualquiera que sea su sistema.

Seguramente que es el cálculo de una turbina bastante complicado y debe encomendarse para cada caso á un Ingeniero ó entregarse á la buena fe del constructor; esto empero dejaremos aquí consignadas aquellas condiciones generales determinadas por la teoría y sancionadas por la práctica, y que son:

1.° La velocidad de la circunferencia exterior déla rueda móvil de toda turbina debe ser igual al 58 por 100 de la velocidad que está animado el líquido que obra sobre ella.

2.° El diámetro interior de la corona debe ser 0,70 del de la exterior si la rueda es pequeña, y 0,78 á 0,84 si fuera grande.

También se halla dividiendo el gasto de agua, en litros, por 175 veces la velocidad debida al salto de agua, extrayendo después la raiz cuadrada de este resultado.

Y puede obtenerse también empleando la fórmula

V H

— 307 —

siendo en ella, d, el diámetro que se busca; D el gasto de agua que actúa y H la altura de caída, ó salto.

3.° El espacio entre cada dos paletas es igual ó muy aproximada á su altura.

4.° El número de paletas fijas debe ser mitad del número de las múviles si llegan á 24 y un tercio el número si pasan de 24.

5.° La latitud ó ancho de los orificios de salidas, es igual al diámetro del círculo interior multiplicado por 1,4, y su altura multiplicando por 0,14025.

6.° El ancho de la corona le determina la fórmula

^ 5

en la que L = ancho y d = diámetro. 7.° El diámetro exterior es

y el diámetro interior

8.° La superficie de la corona será

b 5~" 9.° Y la superficie total de los orificios de

salida

- 3 o 8 ~

= D

m V •siendo en ella, wz, un coeficiente variable según la figura que afecten los orificios de en-

t-trada. 10.° La relacóin entre las superficies de

las condiciones 8.a y 9.a debe ser la de la expresión

s ^ 4,5 S m

11.° El número de vueltas de la turbina por minuto es el representado por la fórmula

n = \ / ' H 0 6 ) 3 V F n " ¥ D

ó bien 60 v.

siendo v = velocidad de la rueda. 12.° La altura de la turbina debe estar

comprendida entre 15 y 20 centímetros, que puede reducirse á 10 centímetros, en las pequeñas.

13.° La altura del distribuidor, aunque no se puede fijar de una manera absoluta, puede considerarse, en condiciones normales igual á 20 centímetros.

14.° El número de paletas directivas, se hallará dividiendo la circunfereucia media

— 3o9 —

de la turbina por el ancho de la paleta en sentido del radio, aumentando un centímetro si la paleta es de fundición y solo medio milímetro si fuera de palastro.

En este caso la. fórmula es

L-+ e siendo e el espesor de la paleta.

Condensando por fin estas condiciones aplicadas á un caso particular, propongámonos un ejemplo y sea

Hal¡ar el efecto útil y dimensiones principales de una turbina para un salto de 5 metros 60 centímetros y cuyo gasto sea de 480 litros.

Tendremos: Velocidad debida al salto,

= Vl9,6 x 560 =10*476 Diámetro interior,

Yr75"xTÓ,476 V ~~ 480

Ancho de los orificios, = 0,m511 x 1.4 = 0,m7154

Altura de los orificios, = 0, 14025 x 0,511=0,072

Circunferencia interior, = 3,1416 x 0, 511 = 1 ,m605.

— 3 io —

Número de palas móviles,

Aberturas fijas,

_ 1,605 9 9

"" 0,072 "" z

= - ^ = 1 1 2 •

Diámetro exterior,

= 10x Mü_==0,73.

Efecto útil, = C = 0, 01 x 480 x 5,60 = 26,í

caballos de vapor.

Conferencia XX.

Continuación de la hidráulica.—Descripción de las turbinas de Nagel, Fontaine, Tham y la de Jouvall de eje vertical y de

eje ¡horizontal.

Sucedió seguramente con la turbina lo que acontece con todo invento humano. Dificil y prodigioso es el primer paso, pero dado este, caminan progresivamente las modificaciones que surgen al examen de la primera obra, siempre naturalmente defectuosa.

De aquí que surgieran tras la turbina de Fourneyrón otros sistemas corrigiendo defectos que se manifestaron ostensibles en esta primera turbina: limitemos nuestro examen á las que podemos considerar más per-feccinadas y que son las de Nagel, Fontaine, Tham y Jonva 11.

Representa la figura 26 el sistema de los señores Nagel y Kaemp, turbina que ofrece

— 312 —

un efecto útil uniforme cualquiera que sea el gasto de agua ó cantidad de líquido que sobre ella actué, ya que esta obra por debajo en las paletas tanto directrices como motrices.

En este sistema el agua que entra por el cilindro C equilibra con su presión el peso

Fig. 26.

del aparato y árbol disminuyendo los rozamientos que tienen lugar en el pivote de la de Fourneyrón, y como puede observarse en la misma figura, presenta" gran facilidad para su inspección y reparaciones, engrasándose con facilidad ya que el pivote ó quicio esta sobre la columna, que inferior, sirve de guía al disco de las paletas directrices,y quelaquJ-cionera constituye la parte baja de la turbina. Dicho pivote y su respectivos oporte ha-

- 3 ^ 3 —

llanse introducidos en una caja llena de aceite que se introduce por un tubo que atraviesa el eje hueco de la turbina y desemboca al exterior, de modo que los residuos producidos por el desgaste del quicio y su quicione-ra caen al fondo de la caja quedando siempre limpias las superficies de contacto.

La entrada del agua es uniforme, como queda dicho, merced al mecanismo que lleva el aparato para regular las paletas, tanto motrices como directrices, y la especial condición que hemos señalado de recibir el agua por debajo autoriza la aplicación de este receptor para la utilización de pequeños saltos, habiéndose instalado muchas con la exigua caída de 15 centímetros.

Examinando la figura pronto se echa de ver que es conducido el líquido por un tubo de alimentación C, que se abre y cierra por la compuerta D, maniobrada por el volante E.

Las paletas directrices van montadas sobre un disco de fundición que forma cierre por su parte superior, y que se eleva ó desciende por la maniobra de la varilla FG que pone en acción una bien entendida combinación de palancas, produciéndose dicho ascenso ó descenso, siempre en sentido rigurosamente vertical, merced á un collar guía que al efecto lleva el eje de la turbina.

— 3 i 4 —

Y al moverse el dicho disco lo verifica también la rueda motriz cuyas paletas están colocadas en forma de corona al rededor de otro disco fijo al mismo árbol de la turbina, y en el espacio libre que resulta entre cada dos paletas consecutivas, lleva unas planchas de palastro recortadas de modo que cierran perfectamente las partes no utilizadas de las paletas, impidiendo de esta manera la entrada del agua en ellas en el momento que se eleva la rueda por la acción de F G .

Puédese por fin dar mayor altura al agua para su mayor acceso á las paletas motrices levantando la campana exterior y descubriéndose los dichas paletas, en términos de que si se quiere, se pueden utilizar á una altura igual á la que tiene en la salida de las paletas directrices, verificándose la maniobra consiguiente lo mismo que esté parada como que se halle en función la turbina.

Turbina Fontaine.—Una de las turbinas cuya construcción y aplicación se halla más difundida, es sin duda, la que lleva el nombre de Fontaine Barón y es un sistema en el cual obra el agua de arriba á abajo, á diferencia de la de Fourneyron que lo hace en un plano horizontal, y de la de Nagel que lo verifica de abajo á arriba, esto es, en sentido inverso que ésta,

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Se compone también de un árbol principal vertical, que presenta la particularidad de no descansar sobre un pivote inferior, cual sucede en la de Fourneyron constituyendo un serio inconveniente de esta primitiva turbina, pues que en la Fontaine se sostiene el total peso del conjunto en su parte superior por el empleo de una pieza que forma cuerpo unido con un tubo hueco, dentro del que se coloca el árbol.

En l.i parte inferior de este tuvo se adosa fuertemente un disco de fundición en el que se halla convenientemente dispuesta la rueda actriz, de paletas curbascomo las de las anteriormente descritas, pero que tienen sus ejes perpendiculares al árbol de la turbina en vez de ser paralelas cual acontece á la repetida de Fourneyron. Sobre la rueda actriz va colocada la directriz, de paletas curvas también, y dispuestas como en las demás tur" binas, en sentido encontrado á las paletas directrices.

Los conductos de distribución del agua son tantos, en esta turbina, como paletas directrices tiene, en número mitad al de las paletas actrices, y todos y cada uno de aquellos conductos lleva su correspondiente compuerta movida por su respectiva varilla, reuniéndose este cúmulo de varillas en un aro superior de hierro que se eleva ó desciende por su co-

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rrespondiente juego de engranajes convenien. temente dispuesto, pudiendo maniobrarse total ó parcialmente según convenga las dichas compuertas, ya que formadas por placas de fundición pueden subir ó bajar según sea preciso, deslizándose por dos ranuras cada compuerta, hechas en la respectiva corona. Las paletas todas afectan la forma elizoidal; pero no deja ciertamente de presentar sus incon-

Fig. 27.

venientes prácticos la maniobra de las com puertas que dejamos indicadas.

Por esta razón hánse sustituido estas com-

- 3 i * ~

puertas por el ejercicio de unos troncos de conos á los que se arrolla ó desarrolla, según haya de abrirse ó interceptarse el paso del agua á la rueda directriz para su sucesivo acceso á la actriz.

La'figura 27 representa esta clase de turbina Fontaine modificada, donde se ven ostensibles los dos troncos de conos que evitan las averías de las múltiples compuertas di-chas; y modificación que nos demanda una extensa'descripción.

Sin duda alguna que en toda instalación de una turbina en que la admisión se ha de verificar en toda su superficie circular unas veces, y en una parte de esta tan solo en otras ocasiones, hácese indispensable la aplicación del sistema «graduador» llamado de los conos y gutapercha.

Exígese al par una construcción esmerada de este graduador para que pueda arrobarse ó desarrollarse según los casos convenientemente, á los troncos de cono la gutapercha ó cuero especial que se emplea para que resista á la acción de la humedad, y de aquí la absoluta necesidad de que las piezas que constituyen los elementos del cierre se hallen bien adaptadas y respondan, digámoslo así, matemáticamente, á su objetivo.

A este fin dispónese, generalmente, en el distribuidor un anillo circular formado por

— S í s

elos bordes, cuya base y lados interiores están perfectamente torneados, para que sobre ellos se ajusten perfectamente también los trozos de cueroó gutapercha en el momento que verifiquen el cierre que se desarrolla de los troncos de cono en el movimiento que á estos se les dá por el mecanismo que al efecto presenta la turbina y que se manifiesta ostensible en la figura.

Dos condiciones son precisas para que el cuero se arrolle y desarrolle conducentemente en los troncos de cono dichos: 1.a, que las aristas ó directrices de esta figura geométrica concurran de una manera fija en el vértice del cono, y 2.a, que no se produzca resbalamiento alguno en el cono, porque si este accidente tuviera lugar inmediatamente se producirían bolas al arrollarse el cuero y sería pernicioso, pues que desaparecía de hecho la primera condición.

Para lograr esta primera condición se colocan sobre el distribuido^ en forma de radios unas varillas de bronce, fijadas por medio de unos robloncitos de cobre sobre la gutapercha ó cuero hidrófugo, que presentan un ancho y grueso adecuados al tamaño del tronco de cono en que se arrolla, consiguiendo de esta manera la invariabilidad apetecida.

Para conseguir evitar el resbalamiento so-

- 3 1 9 -bre los conos, se colocan en ellos cuatro ó más pitones uniformemente colocados en su base que engraban sobre una corona circular cuyas ondulaciones son las propias curvas que describen los pitones en su doble movimiento de rotación sobre su eje y traslación sobre el distribuidor.

El peculiar movimiento para la debida obtención de ambas citadas condiciones se hace del modo siguiente:

En el centro del distribuidor lleva un cubo guarnecido con un casquillo de bronce que sirve de guía al eje hueco y á la parte exterior de este cubóse adopta, por medio de rosca, un tubo de hierro fundido, llamado aislador; sobre este tubo, que forma un solo cuerpo con el distribuidor, va otro segundo tubo giratorio que lleva los brazos que hacen girar los conos, y en la parte superior una rueda recta fija que recibe el movimiento por medio de un piñón perteneciente al movimiento que desciende desde el piso del edificio, pudiendo apreciar concienzudamente el conjunto de este mecanismo á la simple inspección de la figura.

Hemos dicho antes que este sistema es uno de los mÍ3 difundidos en la práctica, y así es en efecto. La importante casa de construcción de máquinas d* don Antonio Averly de Zaragoza, oírece un vasto catálogo de recep-

320

tores de esta clase instalados, con satisfactorios resultados, en diferentes puntos de España, (1) y los también importantes talleres de don Eduardo Lopez Dóriga, situados en el barrio de San Martín de esta ciudad de Santander, construyen con opimos resultados turbinas de este modelo, y han montado, entre otras, una de 40 caballos, de fuerza efectiva, en los talleres del lavado del mineral de Peña Mollera, de las minas propias de nuestro convecino el señor don Antonio Diestro; otra de 3O caballos en la fábrica de tegidos del señor Power en Bilbao; tres otras, una de 35, otra de 60 y uno tercera de 120 caballos en las forjas de nuestro simpático amigo el industrial importante de Los Corrales de Buelna, don José María Quijano. y recientemente ha montado una nueva de 250 caballos en la fábrica de harinas que en el inmediato pueblo de Caldas de Besaya ha erigido nuestro querido amigo don Guillermo Hiera.

Todas ellas garantizan el buen resultado del sistema.

(1). En los momentos mismos en que se publica esta conferencia se ha encargado á estos talleres del señor Averly una turbina de 300 caballos de fuerza con destino á la Compañía Aragonesa de Electricidad después de concurso abierto, al que han asistido otras tres casas constructoras francesas y una Suiza.

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Otro de los sistemas de turbinas recomendables por su satístactorio resultado es el de Tham. Para darnos una idea exacta de esta clase de turbinas tenemos que considerar una masa de agua colocada en un tablero horizontal D, figura 28, en que se hace un aguje-

Fig. 28.

ro )' en el que se coloca la turbina compuesta siempre de una compuerta anular G que se aproxima ó aleja de dicho suelo mediante la acción de unas varillas que se maniobran desde la partejsuperíor.

En la posición que representa la figura, pe-

322

netra el agua por unos agujeros B de la parte superior, siempre fija al suelo dicho D y de ellos pasa á los agujeros A que corresponden á la rueda móvil. Esta parte va unida al eje vertical C que recibe su movimiento, mientras que la dicha B permanece inmóvil, sirviendo de directriz, ai suelo D en que dijimos está sólidamente unida.

Los espacios ó huecos A y B están formados por cuatro caras curvilíneas, y entrando el agua por los fijos B es dirigida a* los A en cuya reacción se produce el movimiento del conjunto, pudiéndose aumentar ó disminuir el gasto de agua por medio de una segunda compuerta F maniobrada por las varillas a.

En la posición que representa la figura obra solo el agua en las By A, pero si la segunda compuerta se abriera se produciría igual acción sobre los agujeros que aparecen cerrados aumentándose el efecto útil en proporción al mayor gasto de agua que se utilizará.

Turbina Jouvall.—Hállase fundada esta turbina en el principio hidrostático de que «si un tubo se estrecha en uno de sus puntos con tal que la estrechez diste del extremo inferior menos de diez metros y 33 centímetros; altura que corresponde á la presión admos-férica, el agua sale por este con la velocidad

323 -

Fig. 29.

324 —

debida á la altura desde la angostura del extremo inferior».

Suponiendo por tanto que el tubo A de la figura 29 tenga la estrechez en su parte inferior E, resultara según este principio que la carga de agua en dicha sección E nu será solo la que corresponde á C y B sino también la que origina la altura al A.

Como en la misma figura se observa, viene el agua á la turbina por medio de un tubo ó cañería C, llena al depósito B y obra sobre la rueda de paletas curbas D, produciéndose en ella un movimiento de rotación que se trasmite por su adecuado mecanismo al artefacto que le ha de utilizar, y el agua después de haber obrado sobre la rueda sigue por el mismo tubo á su desagüe.

Pero este propio tubo lleva en su parte inferior un obturador a, que puede maniobrarse con facilidad desde fuera del receptor por medio de una palanca y su correspondiente barilla c, pudiéndose graduar y aún parar la marcha de la turbina, según convenga.

Colocada esta turbina por lo común á una altura intermedia entre ambos niveles superior é inferior del salto de agua, resulta que la presión del agua sobre las paletas es debida, mitad á la presión y la otra mitad á la aspiración, y vése por fin que su árbol, para obtener una fácil inspección y engrase, desean-

— 325 —

sa sobre tres ruedas F, que forman un soporte al aire libre.

Aprovechan ordinariamente un 72 por 100 del trabajo absoluto debido al agua que sobre ella actúa, siendo á este resultado la velocidad del receptor el 70 por ciento de la del líquido, 18 el número de sus paletas en la rueda actriz cuyo diámetro se determina por la fórmula

D \TJ28G' 9V29H

en la que G es el gasto de agua correspondiente á ¡a altura del salto H.

Finalmente la menor distancia entre dos paletas consecutivas es á ¿ del diámetro exterior, y la longitud de las paletas es igual á 4 de este diámetro, ó sea, el doble de la distancia entre dos paletas.

La figura 30 representa una nueva disposición de esta turbina Jonval, tal, que aparece en ella el árbol horizontal sancionando lo que al comenzar la conferencia expusimos, de que también había turbinas cuyo árbol principal era horizoncaí.

Es esta una verdadera turbina de reacción que se puede colocar en cualquier punto del salto con tal que el agua salga por una tubería después de haber actuado en el receptor, hasta alcanzar el punto más bajo, convenien-do siempre que su instalación no pase de 9

~ 326

metros de altura sobre el nivel de salida del salto, aguas abajo, y como en la misma figura se ve se pone en marcha ó para la acción de esta turbina por la maniobra conducente del volante que en la misma se observa.

Conferencia XXI.

Continuación de la hidráulica.—Turbinas construidas por Vals hermanos

de Barcelona.—Receptor hidráulico aplicable á las pequeñas industrias.

Importante es cuanto tiene relación con los receptores hidráulicos, y no es de escrañar por tanto que España haya respondido á la legítima cooperación que por su intermedio presta el motor agua, tanto más preciada cuanto más accidentada es la topografía de la Península Ibérica. Basta tan solo fijarse en el suelo de esta región de la culta Europa para comprenderla expontánea manifestación de cuantiosos saltos de agua, utilizables en la in' dustria patria.

Los constructores españoles han pretendido responder cumplidamente á esta importancia.

En nuestras anteriores conferencias hemos

- 328 —

citado algunos nombres de constructores que han desplegado premiado celo para allegar á la industria receptores perfectos, si cabe la expresión. Hicimos mención de la «Maquinista Terrestre» de Barcelona, al ocuparnos de la rueda de cajones en tan importantes talleres construida y que representa la figura 23; evocamos el gran taller de construcciones navales de esta ciudad, propio de don Eduardo López Dóriga, que construye la turbina Fontaine coa opimos resultados y que queda representada en la figura 27, que también construye el señor overly propietario de ios inmensos talleres que en Zaragoza y Bilbao lie -van su nombre. Todos estos celosos constructores y otros que sería prolijo ennumerar han respondido, como dejamos dicho, celosos del bien patrio, á esa innegable necesidad que se siente de introducir en nuestro país los adelantos modernos sin los cuales la industria no podría subsistir, ya por la competencia que hubiera de soportar, y ya por tener que satisfacer las crecientes demandas de la vida social, ávida siempre de disfrutar de los productos más perfectos y más baratos, que sabe existen en otras localidades.

Cierto es que esta necesidad de adelantar trabajo, trae como secuela, una invasión de maquinaria y procedimientos que si en otros países dieron excelentes resultados no siem-

32Q —

pre respondieron en el nuestro como se pretendía efecto sin duda de las condiciones locales que no pudieron digerir tanta dosis de adelanto de un modo tan repentino. Noes dable desconocer queel que una máqui

na dé buen resultado en un país sea suficien-para que en absoluto suceda lo mismo en todos, y ocurre frecuentemente que ese afán ciego de adelantar produce un efecto contraproducente; pues lejos de facilitar el adelanto con el ejemplo, lo ahuyenta con el escarmiento, observándose malhadadamente y á menudo, arrinconadas por inservibles, preciosas máquinas que en otros puntos dieron opimos frutos.

Es sin duda la parte más difícil y que se tiene, por lo general, en menos cuenta el estudio de las condiciones locales y el estado de ilustración de sus moradores, con objeto de poder apreciar la clase de maquinaria que puede comprender y manejar, y de este modo, con sencillos mecanismos primero, irán familiarizándose con los adelantos y preparándose para mayores complicaciones en lo porvenir. Este es el verdadero camino del progreso, mediante el cual las comarcas menos ilustradas podrán ir disfrutando de los adelantos sin el menor peligro de ocasionar escarmientos que obliguen á volver á ios primitivos y toscos mecanismos.

— 33o

Sin duda que estas reflexiones que dejamos iniciadas contribuyeron con toda la fuerza de su valor para que los constructores de Barcelona, Vals hermanos., construyeran aquellos receptores hidráulicos que mejor pudieran responder á las variables exigencias de la comarca española, y después de un prolijo y detenido estudio de estas, han reconcentrado todo su celo y desvelo en la construcción de la turbina, como mejor receptor, á fin de con seguir en ella el mayor efecto útil posible.

La reconocida importancia de los trabajos de estos acreditados talleres nos imponen el deber de dedicar á ellos la presente conferencia.

Cuatro son los sistemas de turbinas que construyen, y son:

1.° Turbina total, de eje vertical, con ó sin recipiente de hierro, para todos los saltos y fuerzas asequibles.

2.° Turbina total, de eje horizontal, de gran velocidad; doble 6 sencilla, montada con recipiente ó placa de hierro, para pequeñas fuerzas.

3.° Turbina parcial, de eje vertical, con recipiente de hierro, para fuerzas medias, y

4-° Turbina parcial, de eje horizontal, doble ó sencilla, para todas las fuerzas.

Confiesan los mismos constructores, y responden con su reconocida garantía, que las

- 3 3 i -

turbinas totales, funcionando á plena agua producen un 80 por 100 de la fuerza del salto, cuyo aprovechamiento se reduce al 78 por ciento cuando trabajan á la mitad de un orificio y al 75 por ciento c a n d o son parciales, ó cuando siendo totales trabajan con la sola admisión deí agua por 11 cuarta parte de sus orificios.

Todos estos tipos de turbinas pertenece a al género de concéntricas, es decir, son todas estasturbinastales, que su rueda receptora es interior á la correspondiente rueda directriz, cuyos orificios conducen el aguí por líneas rectas y tangentes á la circunferencia de la rueda, marchando las venas líquidas en la misma dirección del movimiento, dando el primer impulso á la periferia exterior, y depositando toda su potencia al interior át las cajas receptoras que es cuando el agua cambia la dirección para verificar su escape por la capa inferior.

Reúnen á su vez la gran ventaja de poder trabajar sumergidas sin pérdida de efecto útil, á cuyo fin y para poder sacar todo el provecho posible del salto, se hace que la cara inferior de b rueda receptora quede á la superficie del agua del canal de desagüe.

Finalmente, el sistema de compuertas es perfecto, tanto en sus ajustes, á fin de que la acción del regulador sea exacta, como en el

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mecanismo correspondiente á estas mismas compuertas, que es independiente ó exento del circuito ó contacto del agua, medio único y eficaz para evitar las roturas, entorpecimientos y desgastes que siempre tienen lugar en los mecanismos sumergidos

Puédese afirmar de una manera inconcusa que por regla general, es preferible la turbina á toda otra rueda hidráulica, ya que la mejor de esta, que es la de cajones, y por más que la teoría diga otra cosa, pocas veces logra un aprovechamiento superior al 75 por ciento del electo útil debido al salto, efecto que se reduce al 45 por ciento en las de costado y al 30 ó 40 por ciento en los rodetes; y la turbina, asi ella sea de las más imperfectas, este aprovechamiento llega al 70 por ciento trabajando á plena agua y al 60 ó 65 por ciento, cuando la turbina es parcial (1) ó trabaja una cuarta parte de su sección.

Lógica consecuencia de lo que dejamos expuesta es la satisfacción que tenemos en presentar ahora un modelo de turbina de los cuatro sistemas que hemos dicho construyen

(1). Llámase parcial una turbina, cuando se dispone la entrada del agua, en ella, de modo que solo se practique por un costado y en una parte de su total rueda directriz.

Fig. 3i

I W-J——W

— 333 —

los tan importantes constructores de Barcelona, señores Vals hermanos.

La figura 31 representa la instalación de una turbina total, y como tal, de pozo abierto para saltos que puede llegar hasta cuatro metros, y que lo mismo se puede aplicar á pequeños como á grandes trabajos mecánicos.

Vése en la figura que pertenece al género de las de eje vertical, suspensión superior y cuyo punto de apoyo está libre del contacto del agua. Su recipiente es de gran capacidad para el agua y el mecanismo de sus compuertas es independiente.

Lógrase por regla general un aprovechamiento de un 80 por ciento del trabajo debido al salto de agua correspondiente, y basta examinar la figura para poder darse una cuenta exacta de su conjunto y de la maniobra de sus compuertas, regulador, etcétera, etc.

La figura 32 representa la instalación de otra turbina, también total, cerrada con recipiente y conducción de agua por tubería de hierro, utilizable para toda clase de saltos y aplicable lo mismo para pequeños como para grandes trabajos mecánicos.

Preconízase este sistema para aquellos casos en que el nivel superior del salto de agua se halla más elevado que el piso de la fábrica

- 3 3 4 —

Fig. 32.

ó establecimiento en que ha de emplearse su acción, pues que en este caso se obtiene mayor sencillez en los órganos de la trasmisión de su fuerza y movimiento.

Basta, á no dudarlo, la simple inspección de la figura para formarse exacto juicio de su composición y ejercicio, y por ella se percibe que es también de pozo abierto como su-

Fig. 33.

- 3 3 5 -

cede á toda turbina total, y con el mismo sistema de compuertas de la representada enla figura 3I, su suspensión superior y regulador como aquella, y como aquella tambiéi produce, por regia general, el 80 por ciento del trabajo debido á ¡a correspondiente caída del agua.

La figura 33 représenla una turbina parcial de eje vertical, utilizable para toda clase de saltos, y desarrollo de fuerzas y trabajos medios-

La inspección de la figura acredita su sencillez, por cuya razón se emplea bajo muy buenos auspicios ensustitución de los rodetes, puesto que estas turbinas allegan un efecto útil doble al desarrollado por aquéllos.

Sus compuertas, de esmerada construcción y muy ligeras, cierran herméticamente los orificios según las circunstancias y condiciones exigidas por su función y son de-facilísimo manejo. Es sin duda el receptor por£excelen-cia para los molinos de harina, y así aparece en Ja propia figura en la que se manifiesta ejerciendo sobre un molino de esta clase.

Finalmente, la figura 34 representa otra turbina también] parcial, de eje horizontal, como se percibe en el mismo dibujo.

Es utilizable para saltos superiores á 4 me-

— 336 —

tros y aplicable para los casos en que haya de obtenerse un trabajo medio.

Este sistema es de fácil y económica instalación, funciona á la manera que lo verifica una rueda hidráulica, pudiendo practicarlo á diversas velocidades según las condiciones de su construcción que se amolda á las exigencias del artefacto á que se ha de aplicar.

Obsérvase en la propia figura que su eje, órgano principal del movimiento, lleva sus respectivos coginetes de engrase continuo y completamente separados de todo lugar húmedo. Vése asimismo que se conduce el agua á las ruedas directrices de la rueda, por un tubo de hierro, pudiéndolo verificar también si se quisiera, por un tubo de sillería: en uno y otro caso se abre la compuerta parcialmente.

Seguramente que la enunciación de estos sistemas basta por sí sol t para comprender los desvelos que justifican el buen nombre de los señores Vals hermanos, que han sabido dar un aspecto elegante al par que provechoso, industrialmente considerado; al importante receptor hidráulico inventado por mister Fourneyron.

No podemos dispensarnos de repetir aquí que es el cálculo de las dimensiones de la turbina uno de los más vanados que se presen-

Fig. 34.

— 337 —

tan en la práctica, puesto que estas dimensiones varían con la diversidad de los saltos, lugar de emplazamiento del receptor y otras condiciones diversas hasta el infinito.

De aquí la necesidad, siempre que haya de adquirirse una turbina, de encomend irse á la buena fé del constructor á quien al efecto débese suministrar los siguientes informes:

Para la turbina de la figura 31, Io. El salto ó desnivel que existe entre el

superior del canal del agua de entrada y el nivel de la salida de este líquido.

2o. Cantidad de agua disponible, en litros, ó si el agua fuera abundante, el trabajo que se desea desarrolle la turbina.

Para la turbina representada en la figura 32, se exigen los mismos datos que para la representada en la figura 31, y en el caso de no existir cubo ó pozo de sillería se requiere saber la longitud que haya de tener el tubo, manifestando si puede colocarse vertical-mente, ó debe, por condiciones especiales del terreno, ir colocado con alguna inclinación, determinando este aproximadamente para que el tubo tenga la longitud precisa á las circunstancias del lugar de su emplazamiento.

Para la turbina que representa la figura 33: Io. 01 desnivel desde el canal al centro de

la compuerta que conduce el agua á la rueda, 48

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6 bien, la fuerza que ha de desarrollar en el caso que haya agua abundante.

2o. La anchura y la altura exactas en milímetros, del orificio de la compuerta y

3o. Distancia desde la cara inferior de la rueda de ia turbina á la superior de la rueda solera del molino.

Finalmente, requiérense para la construcción de la turbina representada en la figura 34 los mismos informes que hemos anunciado precisos para la representada por la figura 32.

Háse pretendido por los constructores de receptores hidráulicos, tanto en España como en el extranjero aplicar á pequeñas industrias el motor agua: repetidas tentativas se han conducido á este fin habiendo insistido, como ningún otro, el señor Moreno constructor de Gerona (España) y Mr. Jaspar, de Lie-je (Bélgica.)

Es, sin duda el citado señor Moreno una autoridad en nuestro país, pues é' fué el inventor de las turbinas concéntricas que han sido motivo de nuestras reflexiones anteriores de esta conferencia, ya que los señores Vals hermanos, manifiestan con una ingenuidad que les honra, que entre todos los sistemas de turbinas, que escrupulosamente analizaron, ninguno responde á los efectos útiles prácticos

- 3 3 9 -

como los construidos por dicho señor Moreno, que ellos han modificado en ciertas y determinadas deficiencias que pudieran encontrar.

Apesar sin embargo de esta reconocida autoridad, y apesar de sus prolongados estudios y desvelos para aprovechar la presión del agua en las cañerías de las poblaciones, á cuyo fin construyeron un modelo de receptor de suma sencillez, en cuyas directrices entraba el agua rigorosamente regulizada, por medio de un disco dotado de la correspondiente llave que se obraba por el auxilio de un manubrio, en armonía á las variables exigencias y necesidades del artefacto en que se empleaba el receptor, ni dicho señor Moreno ni el anteriormente citado Mr. Jaspar de Líeje, han podido conseguir que sus receptores, muchos de los cuales desarrollaban un trabajo mecánico inferior á un caballo de vapor, hayan adquirido carta de naturaleza, ya por el gran ruido que acompaña á su ejercicio, y ya también porque resulta más económico el empico de los receptores cuyo motor es el gas del alumbrado ó del petróleo, que es el que ha reducido, ó mejor dicho eclipsado el receptor hidráulico doméstico,como podemos titular al que reiteradamente se empleó en imprentas, panaderías y otras pequeñas industrias, hoy reemplazado por dichos receptores de gas, y

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en último caso por el malacate en sitios donde no existe aquel fluido lumínico.

Damos término á las descripciones de los aparatos que sirven de vehículo á la acción del motor agua, dejando para la próxima conferencia, el examinar las consecuencias que de nuestras consideraciones se deducen, la comparación de los diversos receptores hidráulicos entre sí y con relación á la máquina de vapor, y finalmente, la parte legislativa aplicable aquí como motor.

f f Y Y Y Y Y Y Y Y Y Y

Conferencia XXII.

Terminación d¿la hidráulica.—Consecuencias deducidas de nuestro estudio sobre receptores hidráulicos.— Comparación de estos receptores entre sí y con relación á la máquina de vapor.—Legislación concernien

te d los receptores hidráulicos.

Nada más natural después del estudio que hemos hecho de los más importantes receptores hidráulicos aplicables á la industria— sin que ello sea decir que no haya otros sistemas, puesto que puede asegurarse que no hay constructor alguno que no introduzca en los que hemos examinado alguna modificación para justificar la adquisición de un pre-viíegio y adquirir crédito para sus talleres como recompensa de sus dilatados desvelos— que hacer una comparación entre los diversos sistemas dichos, para su más acertada y conveniente aplicación, y aquella comparación que, en términos generales, puede hacerse entre la aplicación de los motores hi dráu-

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lieos, y los de vapor, así tengamos para ello que anticiparnos al estudio de este agente que reservamos para nuestro segundo tomo, y dar por conocidos algunos particulares á éste referentes y que serán, en su día, motivo de nuestro estudio.

Mas antes de entrar en este examen ó comparación, precise» se nos hace dejar consignado, una vez más, cuaí legítima consecuencia de los hechos mismos demostrados por la ex-pe iencia, que ningún receptor hidráulico, así él sea el más perfectamente calculado y construido, alcanza la total utilización del trabajo desarrollado sobre ellos por el salto de agua correspondiente, y es evidente este suceso, porque estos receptores, lo mismo que toda clase de máquinas, ofrecen sus peculiares resistencias pasivas, verificándose siempre el principio universal de toda máquina T = T — T.

u m r

Entre estas resistencias pasivas ocupa lugar preferente el rozamiento de los gorrones en las ruedas hidráulicas sobre los coginetes colocados en sus respectivos soportes,, que no por estar bien lubrificados dejan de tener su valor, relativamente importante, y tanto mayor cuanto mayor sea el peso del receptor, y valor que repetidas experiencias han probado ser el de la siguiente tabla:

— 3*3 —

Coeficientes cíe rozamiento para

ejes en marcha.

Muñones

Hierro

Hier/o

Fundición

Hierro

Fundición

Madera dura

Coginetes

Bronce

Fundición

Fundición

Madera dura

Id. id.

Id. id.

En seco

0,251

!>

11

0,188

0,188

n

Mojados

0,189

0,140

0,140

»

n

11

íngrase . Engase á

nuno ¡co n tí n u

0.075 i 0,084 i

0 075 0 054

0,075 0.054

0.125 ! „

0,100 0,092

» 0,070

Y á poco que pensemos sobre este particular muy pronto nos daremos cuenta de que es una concausa poderosa al menor trabajo desarrollado por las ruedas hidráulicas con relación á las turbinas, el mayor rozamiento que sufren aquellas en los muñones de sus ejes horizontales con relación á los verticales de éstas.

De aquí el que en igualdad de circunstancias se preconice la preíerencia de las turbinas sobre las ruedas de eje horizontal, y que sea cualquiera el receptor empleado se trate de alcanzar en él siempre la mayor regularidad de su movimiento por el empleo de apa-

— 344 —

ratos reguladores, entre cuyo cúmulo conocido, es adoptado con preferencia en su aplicación á los receptores hidráulicos, el regulador de fuerza centrífuga ó péndulo cónico, llamado tambiéa de bolas que describimos en nuestra conferencia IX y cuya figura aparece en la página 121, dispuesto de modo tal que cuando el receptor adquiere una inconveniente velocidad, por lo excesiva, haga sonar una campana á cuyo sonido acuda el guarda ú operario y cierre más ó menos la compuerta que da acceso al agua, ya que generalmente esta compuerta es demasiado pesaba para que pueda ser maniobrada por el propio regulador.

Dueños ya por este procedimiento de la deseada regularidad y suponiéndonos con la cantidad de agua indispensable á la fábrica que exige la adopción de un receptor, veamos ahora cual es el mejor para su artefacto. Innegable es que la elección del receptor de

pende de muchas y muy variadas circunstancias. La mayor ó menor complicación del organismo del receptor, la > previas construcciones de presas, cauces y compuertas etc., y las consiguientes é indispensables reparaciones del mismo receptor; las condiciones peculiares del propio salto, variables al infinito y variables también, en un mismo salto, con las estaciones del año; la necesidad más ó me-

— 345 —

nos imperiosa que obliga á utilizar con más ó menos apremio la fuerza del salto, todas estas circunstancias crean otras tantas razones para aconsejar unos ú otros receptores hidráulicos de los descritos, ó sus similares construidos con mayor ó menor perfección en los acreditados talleres de que afortunadamente no carece España para esta clase de aparatos.

Considérase como axiomático que en todo pueblo aislado debe preferirse la rueda de costado y de cajones de madera y construcción sencilla con objeto de que un carpintero pueda repararlas en caso preciso.

En los centros industríales y cuando los saltos sean susceptibles de helarse ó disminuir notablemente su caudal, deben preferir, se las turbinas, y cuando no tengan lugar estos inconvenientes, pero que es escasa la cantidad de agua disponible puede haber una ventaja en disponer una rueda de costado, ó mejor una rueda de cajones recibiendo el líquido por arriba.

Cuacdo hay abundancia de agua y poco salto, hácese indispensable encajonar bien la caldera de costado que se preconiza para este caso, tratando de construirse un verdadero vertedero, en cuyo caso se puede alcanzar hasta un 70 por 100 del trabajo debido al salto.

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Mucho pudiéramos decir si quisiéramos analizar las diversas circunstancias que en la práctica tienen lugar, pero cuanto intentáramos manifestar se halla compendiado en las siguientes conclusiones:

1.° D, be huirje del empleo de las ruedas de paletas planas en que obra el agua por d e bajo, porque es muy insignificante el rendi-mi nto que producen, rendimiento que aumenta en progresión geométrica, aumentando en progresión aritmética los g istos de su trasformación en rueda de costado, por cuya razón sustituye ssiempre ventaj :>sísimam< rite la rueda de cos'ado a la rueda en que obra el agua por deb.ijo.

2.° Deben preferirse, cuando la altura del salto esté comprendida entre 3 y 9 metros, las rued is de caj )nes á l ts de coscado, y utilizarse debe la de Poncelet ó sea la de paletas curvas, obrando el agua de costado, cuando la altura del salto esté comprendida entre 1 y 3 metros.

4.° Siempre es preferible el empleo de las turbinas, si hay capital para su más costosa primera adquisición, puesto que las turbinas producen, en igualdad de circunstancias ge nerales, mayor rendimiento que las ruedas hidráulicas, y ya que puedan funcionar lo mismo á pequeños que ag randes sal os de agua, y puesto que funcionan con la veloci-

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dad apetecible lo mimso que se hallen anegadas que sin anegar, sin que haya de preocuparse en que se hiele ó no el líquido, ni en la variación del nivel de éste.

Pudiéramos condensar aún más estas conclusiones, en los términos siguientes:

1.° Dispónese una turbina ó una rueda por debajo, con preferencia la turbina, cuando haya poco salto y agua abundante.

2.° Para caídas medias, ó sea entre lm y 4m debe utilizarse una turbina ó una rueda de costado.

3-° Para caídas comprendidas entre 3ra y 8 deben aplicarse las ruedas de cajones ó li s turbinas, y

4.° Para caídas superiores á 8m no hay más que las turbinas.

Indicamos al empezar esta nueva conferencia, que aunque fuera adelantando algunas ideas peculiares á la máquina de vapor, que aún no nos ha sido dado estudiar, teníamos que comparar con ella á los receptores hidráulicos, considerado el asunto bajo el punto de vista industrial.

No encontramos ciertamente procedimiento más acertado á este fin que hacer nuestras las consideraciones que á este objeto hace Mr. Lestang al ocuparse de tan importante asunto.

Este sabio ingeniero dirige sus investiga-

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ciones á la determinación más exacta posible del coste á que asciende el caballo de vapor de fuerza, en unos y otros receptores y á este propósito dice:

«Un gran número de fábricas de hilados de algodón americanas, aprovechan la fuerza hidráulica, que se considera allá, al otro lado del Atlántico, como más económica que el vapor. No todos los ingenieros opinan lo mismo y el empleo del agua como fuerza motriz en otras circunstancias ha dado lugar á numerosas controversias, sin llegar á una conclusion definitiva.

Un periódico inglés, «The Textile Manufacturer», se ha tomado^el trabajo, en interés de sus lectores, de esclarecer este problema industrial, y se ha dirigido á uno de los primeros ingenieros hidráulicos de Alemania para obtener datos serios é imparciales. Hé aquí las cifras tomadas de dos hilanderías que ejecutaron el mismo trabajo, una por medio de una máquina de vapor de 100 caballos efectivos, otra por medio de una turbina cuya potencia ha sido calculada para este término de comparación.

Máquina de vapor.—Para establecer los precios de coste de- una fuerza de 100 caballos, conviene conocer: 1.° el precio de compra de los motores; 2.° el consumo de combustible por caballo efectivo y por hora para un

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año de 300 días, á 12 horas y á 24 horas de trabajo; 3.° el precio del combustible en la fábrica.

La fábrica de hilados fué construida hace unos cinco años con sencillez pero sólidamente, y los materiales se pagaron á precio razonable.

El vapor lo suministran dos calderas Galloway á la presión de 75 libras ó sea 5'27 kilogramos), con una superficie de calefacción total de 914 pies cuadrados (278 metros cuadrados) y una evaporación ordinaria de 9 kilogramos de agua por kilogramo de hulla. Existe también un economizador Green formado de 32 tubos.

La fuerza viene producida por un par de máquinas horizontales de alta presión y expansión. Cada cilindro tiene un diámetro de 418m/m, un recorrido de 444!,/m. El número de revoluciones es de 55 por minuto. La expansión se verifica al V4 del recorrido y el vapor es admitido á la presión de 75 libras (5 27 kilogramos), lo cual corresponde á una fuerza de 100 caballos. Se ha compulsado este resultado con una turbina cuya potencia era conocida, se han hecho funcionar alternativamente durante muchas semanas el mismo número de brocas por uno y otro motor.

Las máquinas y las calderas procedían de una de las primeras casas constructoras de

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Suiza. El importe de las calderas, economizado^ máquinas, bomba volante,, ladrillería de las calderas, cimentación de las máquinas, edificio de la máquina y de las calderas, chimenea, todo ello instalado y puesto en marcha, ascendió á la suma de 68,750 francos. Como en aque'la época las máquinas estaban caras, pueden fijarse actualmente los precios según el autor, en la forma siguieme: calderas, 17,500 francos; máquina, 25,000 francos; edificios y chimenea, 16,250 francos; total, 58,750 francos.

Falta examinar el gasto de combustible. El constructor garantizó un consumo de 900 gramos de buen carbón por caballo efectivo y por hora; el consumo real durante una semana entera, después de seis meses de trabajo á 12 horas de trabajo al día y una para la comida, era, empleando hullas ordinarias, de 1,550 á 1,800 gramos por caballo. Si se considera que los ensayos prefijados á la compra se ejecutan en condiciones que nose consiguen en la práctica, bajo la dirección inmediata del constructor y con el personal dependiente suyo, se estará en lo cierto tomando para'el consumo de carbón por caballo efectivo y por hora la cifra de 1,550 gramos. El carbón al pié de la caldera va¡ía á 30 francos tonelada; este precio es más elevado que en América.

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De los datos anteriores pueden deducirse las cifras referentes á un año de 300 días de 12 horas de trabajo.

1.° Interés del coste de instalación, 5 por 100 sobre 58,750 francos. 2,937 francos.

2.° Deterioro de máquinas y calderas, 5 por 100 sobre 42,500 francos 2,125 „

3.° Conservación de los edificios y chimenea, 2 por 100sobre 16,500 francos. .

4.° Consumo de hulladu-rante 3,600 horas, 150 kilogramos por hora, á 30francos 1 >s 1,000 kilogramos. .

5.° Jornales del maquinista y fogonero,

6.° Reparación, engrase, trapos etc TOTAL POR 100 CABALLOS. . ^

Por un año de 300 días, de veninticuatro horas, se obtienen: 1.° Interés del coste de

instalación (según se ha dicho) 2,937 francos.

2.° Deterioro de las máquinas y calderas, 10 por 100 sobre 42.500 francos 4,250 „

325

16,200 „

2,250

1,125 24,962 francos.

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3.° Conservación de los edificios y chimenea (como antes) 325 „

4,° Consumo de hulla durante 7,200 horas, 150

kilogramos por hora á 30 francos los 100 kilogramos. 32,400 „

5.° Jornales de maquinista y fogonero 4,500 „

6.° Reparaciones, engrasados, trapos, etc 2,250 „

TOTAL POR 100 CABALLOS. . 46,662 francos-

En el primer caso el caballo cuesta por año 249 francos 62, y en el segundo caso 466 francos 62: este último coste es el que se presta mejor á la comparación con el motor de agua, que en muchos casos funciona dia y noche sin cesar.

Motor hidráulico.—Para establecer el pre ció de un caballo de fuerza motriz, hay que tener en cuenta el coste de instalación de los órganos mecánicos propiamente dichos, ruedas ó turbinas y transmisiones, asi como de la presa ó toma de agua, depósitos, tubería de conducción, derechos á pagar á los ribereños, etc.

Según el ingeniero al cual se debe este trabajo y que ha instalado muchas fábricas, debe contarse como promedio, para la parte

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mecánica, 15,000 francos para una fuerza de 100 caballos, ó sea 150 francos por caballo. En cuanto, á la distribución de las aguas, lleva en^si gastos variables según las localidades y cuya importancia por caballo es tanto menor cuando más abundante es la caída. Los datos siguientes se han sacado de un cierto número de establecimientos de Alemania, Suiza y Austria, instalados en buenas condiciones, y pueden clasificarse las fábricas hidráulicas en dos grupos distintos; (A) los que solo pueden trabajar doce horas al dia durante 300 días al año. (B) aquellos en que la abundancia del agua permite trabajar 24 horas al dia sin parar durante 300 al año.

Los valores siguientes comprenden, en los dos casos, el capital de primera instalación, el necesario para el pago de derechos al propietario de la caída del agua ó los ribereños; para la construcción de tuberías, canales y tajeas, con acueductos ó tubos para los cimientos del depósito y demás obras permanentes.

Habida consideración de todos estos elementos, se encuentra por caballo:

Fuerza. Grupo A. Grupo B.

100 á 200 caballos. i,000 1,250 50 á 100 > . 1,250 1,500 25 á 60 » . 1,500 1.750 El cálculo del gasto anual se hace contan-

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do 5 por 100 para interés del capital y 3 por 100 para depreciación.

Grupo A.—Fuerza de 100 caballos durante 12 horas por día y 300 días de trabajo:

1.° 5 por 100 de interés sobre un capital de 125,000 trancos 6,250 francos.

2 o 3 por 100 de depreciación 3,750 „

3.° 2 por 100 conservación del suministro deagua. 2,500 „

4.° 5 por 100 de interés sobre el valor del mecanismo 750 „

5.° 5 por 100 de depreciación 750 „

6.° Vigilancia, limpieza de los conductos. . . . . . . . 1,500 „

7.° Engrase y pequeñas reparaciones 1,125 „ TOTAL PARA 100 CABALLOS. 16,625 francos.

Resulta por caballo y por año, 166 francos 25 céntimos.

Grupo B.—Fuerza de 100 caballos durante 24 horas al día y 300 días de trabajo:

1.° 5 por 100 de interés sobre un capital de 150,000 francos 7,500 francos.

2.° 3 por 100 de depreciación 4,500 „

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3.° 2 por 100 conservación del suministro de agua. 3,000 „

4.° 5 por 100 de interés sobre el valor del mecanismo 750 „

5.° 10 por 100 de deprecien 1,500 „

6.° Vigilancia, limpieza, etc., (doble del caso anterior.) 3,000 „

7.° Engrase y pequeñas reparaciones (doble del caso anterior.) 2,250 „

Razonando de esta manera, los gastos relativos á la instalación de una presa de agua quedarían amortizados á los veinte años, y no tomando en cuenta las sumas presentadas como intereses y depreciación del capital de primera instalación, los totales precedentes quedarían reducidos á 6,625 francos ó 66 francos 25 por caballo partí el primer grupo, y á 10,500 francos ó 105 francos por caballo para el segundo grupo. Pero como siempre debe preveerse una depreciación páralos depósitos y los conductos, sobre todo á los veinte años de servicio, conviene establecer el coste para el primer grupo á 10,375 francos ó 103 ftancos 75 por caballo, 3 para el segundo grupo á 15,000 francos ó 150 francos por caballo,

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Resulta de lo dicho que, en el de instalación de una fuerza hidráulica de iOO caballos, el caballo cuesta anualmente;

i.° A 166francos 25 durante los 20 primeros años y á 103 francos 75 durante los años siguientes para los establecimientos que trabajan 12 horas al dia durante 300 días.

2.° A 225 francos durante los 20 primeros años y á 150 durante los años siguientes para los establecimientos que trabajen 24 horas al dia durante 300 dias.

Estas cifras permiten formarse idea de lo económico que aparece el empleo del agua con respecto al del vapor, pero á condición que las caídas de agua sean bastante abundantes para el suministro regular- y en todas estaciones, de toda la fuerza necesaria.

No hay que perder de vista que el motor de vapor tiene la ventaja de estar siempre pronto á trabajar á toda fuerza y hasta dar una buena embestida. Esta consideración no puede tomarse en cuenta al fijar el precio de coste, pero no deja de tener su valor al poner al industrial al abrigo de la influencia de las estaciones, y esto explica el porqué en nuestros países en que estamos expuestos á las huelgas forzosas, así por exceso como por falta de agua, muchas veces se dá la preferencia al motor de vapor.

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No hay por fin que olvidar que no es dado al receptor hidráulico más perfecto conocido, y por muy bien construido que sea, alcanzar ese exorbitante número de caballos de trabajo mecánico que ha llegado á adquirir la potente y actual máquina de vapor, sistema Compound, de doble, triple y cuádruple expansión que oportunamente estudiaremos.

Consideraríase incompleta nuestra escur-sión sobre los receptores hidráulicossi no diéramos cabida aquí á aquella parte legislativa española concerniente á los mismos.

La ley de aguas de 13 de Junio de 1879, vigente en la actualidad, comprende todo cuanto se relaciona, al dominio, aprovechamiento y concesión de las aguas subterráneas, estancadas y corrientes; y por lo que se refiere á la utilización de estas últimas, el art. 159 establece: «que en todo aprovechamiento de aguas públicas para canales de navegación ó riego, acequias y saneamiento, serán propiedad perpetua de los concesionarios los saltos de agua y las fábricas y establecimientos industriales que á su inmediación hubiesen construido y planteado.

El art- 160 de la citada ley establece el orden de prelación en que puede el Estado conceder el provechamiento de las aguas públicas del modo siguiente:

«En la concesión de aprovechamientos es-

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peciales de aguas púb'icas se observara el siguiente orden de preferencia:

»1.° Abastecimiento de poblaciones. »2.° Abastecir"úentos de ferrocarriles. »3.° Riegos. »4.° Canales de navegación. »5.° Molinos y otras fábricas, barcas de

paso y puentes flotantes. »6.° Estanques para viveros ó criaderos

de peces. «Dentro de cada clase serán preferidas las

empresas de mayor importancia y utilidad, y en igualdad de circunstancias la que antes hubiese solicitado el aprovechamiento.

£1 art. 193 previene que «los molinos y otros establecimientos industriales que resultaren perjudicados por la desviación de las aguas de los rios y arroyos, concedida con arreglo á lo dispuesto en la presente ley, recibirán en todo caso del concesionario de la nueva obra la indemnización correspondiente. Esta consistirá en el importe del perjuicio por convenio entre las partes; más si- no hubiese avenencia, se ¡procederá á la expropiación por causa de utilidad pública, previo el oportuno expediente.»

Los arts. 215 216 y 2i7 dictan reglas para e[ establecimiento de aparatos que, sin desviar el curso de las|aguas en los ríos no navegables ni flotables, puedan transmitir la fuerza mo-

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triz á los establecimientos situados en las márgenes; estos casos raramente ocurren, y los creemos de poca importancia. El art. 218, que se refiere á los establecimientos industriales en los que se lleva el agua desviada por presa y canalizo, establece que, «tanto en los ríos navegables ó flotables, como en los que no lo sean, compete al Gobernador de la provincia conceder la autorización para el establecimiento de motores ú otros artefactos industriales en edificios situados cerca de las orillas, á los cuales se donduzca por cauce el agua necesaria, y que después se reincorpore á la corriente del río. En ningún caso se concederá esta autorización perjudicándose á la navegación ó flotación de los ríos y establecimientos industriales existentes.

»Para obtener la autorización á que se refiere este artículo es requisito indispensable de quien lo solicite ser dueño del terreno donde pretenda construir el edificio para el arte facto, ó estar autorizado para ello de quien lo sea»

Los arts. 219 y 220 tienen por objeto precaver y evitar el que las aguas empleadas en los establecimientos industriales adquieran propiedades nocivas á la salubridad y vegetación, y el art. 221 establece que «los aprovechamientos del agua como fuerza motriz en mecanismo ó establecimientos industriales si'

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tuados dentro de los rios ó en sus riberas ó márgenes estén exentos del pago de contribución durante los diez primeros años.

»E1 que solicite concesión de aguas públicas para utilizar en beneficio propio el salto de agua; debe acreditar ser poseedor del terreno en que ha de ejecutar las obras de instalación, ó haber obtenido el consentimiento del dueño. Sin embargo, tanto para el canal de llegada, como para el desagüe y para el apoyo de la presa, no es preciso poseer todo el terreno que haya de atravesarse, pues puede concertarse con los propietarios vecinos, ó entablar expediente de servidumbre de paso de agua y obtener la oportuna autorización mediante el pago de la indemnización pericial.»

El Real decreto de 14 de Junio de i883 establece las reglas é instrucciones que han de seguirse para la tramitación de los expedientes para el aprovechamiento de las aguas públicas, y de él vamos á extractarlo que afecta é interesa á los motores hidrálicos, ó sea el aprovechamiento como fuerza motriz.

El art. i.°establece que los aprovechamiento se'pidan en exposición dirigida al Gobernador de la provincia en que se trate de verificar la instalación,

El art. 2.° determina que á la instancia deberá acompañar el proyecto de las obras, y

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la certificación que acredite la propiedad de los terrenos ó la conformidad de los propietarios.

El art- 8.° previene que á toda petición de aguas acompañará el correspondiente proyecto, que comprenderá los documentos siguientes:

«1.° Memoria, en la que, y además de la descripción de la obra y de su emplazamiento, destino, conveniencia y utilidad, se expresará y justificará sí han de aprovechar aguas públicas, la cantidad que se solicite, comparada con el servicio que va á llenar, y la posibilidad de obtenerlas, comprobada por los correspondientes aforos Se detallará lo referente á la toma de aguas, y si ésta se proyecta por derivación por medio de presa, será indispensable señalar su altura en ambos paramentos sobre el cauce, y la cota del plano de coronación, referida á un punto invariable del terreno, así como calcular la longitud del remanso por si éste alcanza á inundar las tierras ribereñas ó imposibilita algún aprovechamiento situado aguas arriba.

»Si el agua se ha de utilizar como fuerza motriz, se fijará además el salto que se solicita; si se trata de obra que haya de ser explotada para uso público, se justificarán las tarifas adoptadas.

»2.° Plano general: planos de detalle en lo

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referente á la parte de dominio público que haya de ocuparse... Todos los planos deben llevar su escala y acotaciones.

»3.° Presupuesto en la parte referente al dominio público, y cuando la obra haya de explotarse por el público, presupuesto general.»

Es muy conveniente consignar la posición topográfica del artefacto citando el pueblo y partido judicial, la naturaleza de la fábrica y tipo del receptor, su salto y fuerza, así como también dar una ligera idea del curso total del río cuyas aguas se quieren utilizar, designando los artefactos y servidumbres inmediatas, aguas arriba y abajo, del que se trata de establecer, la pendiente del río, aforos de aguas máximas, mínimas y medias, con las caídas que utiliza y caudal de agua que se pide.

Y es preciso especificar las dimensiones del portillo déla presa, que se fijarán atendiendo á las variaciones del nivel del río, cuestión poco estudiada aún en Kspaña, y se deben también mencionaren la Memoria los beneficios y perjuicios que el nuevo motorpuede ocasionar á los colindantes y á la localidad.

Los planos deben comprender los detalles siguientes: perfil longitudinal del río. perfiles transversales del mismo, y perfiles del canal y desagüe, Este planq general suele hacerse

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á una escala de 0,005 por metro, marcando eri él los caminos, presa, río, arroyos y cuantos accidentes tenga en la necesaria extensión del terreno representado.

Los perfiles longitudinal y transversales serán bastante largos, para dar una idea clara del terreno; el primero estará hecho por el thalvvelg ó parte más profunda del lecho del río, indicando en él los puntos á que corresponden los perfiles transversales; su escala podrá ser 0,001 por metro en las distancias horizontales, y 0,01 parajas verticales; y en él se marcarán claramente las alturas máxima, media y mínima del agua en los diferentes puntos.

Los perfiles transversales detallarán exactamente las inflexiones del terreno y del cauce del río, y en ellos deben también indicarse las alturas del agua; su escala podrá ser de 0,002 á 0,005 por metro; los estudios deben practicarse en el estiaje ó sea cuando el río lleva su menor caudal de agua. La ley francesa, además de los datos anteriormente dichos, exige que se acompañe el plano, corte y elevación de la compuerta, y el plano, perfil y sección del canal y del aparato motor, con todas sus condiciones mecánicas. También previene la expresada ley francesa que en una de las paredes de la fábrica se fije una señal de piedra ó metal que indique la altura

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fliáxima del agua; y se fije perfectamente la altura del rebosadero del canalizo para que el agua no pase del límite prescrito. Estas precauciones las consideramos muy convenientes al interés de los dueños de los establecimientos ribereños, y creemos deben adoptarse en las Ordenanzas españolas.

Los arts. 10 y siguientes de la Instrucción para la tramitación de los expedientes determina la marcha qué esta debe seguir, y que vamos á extractar, pudiendo el que necesitase conocer detalladamente el articulado, acudir á la Gaceta de Madrid del 30 de Junio de 1883, en que se publicó.

Se remitirá al Gobernador con la solicitud el proyecto y Memoria duplicados, para poder devolver al solicitante un ejemplar con la autorización, y quedar otro en poder de la Administración. El Gobernador de la provincia pasa estos documentos al Ingeniero Jefe del distrito de caminos, el cual informa sumariamente si están ó no están ajustados á las prescripciones legales; en este último caso se devuelven al interesado para que los complete. Declarados suficientes los documentos presentados, se anuncia por el Gobernador al público la petición por medio del Boletín Oficial de la provincia, y en carteles colocados en eí pueblo en que se intenta la obra, para que todo elque tenga algo que oponer contra

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la concesión acuda en redamación ante la autoridad superior de la provincia; al efecto estarán de manifiesto al público los documentos que constituyen el proyecto en la sección de Fomento.

Terminado el plazo de treinta días de audiencia al público, se remite el expediente, (al que se unen las reclamaciones presentadas si las hubiere, y un número del Boletín en que se insertó la convocatoria) al Ingeniero Jefe, y se da cuenta ai peticionario de las reclamaciones presentadas para que corteste á ellas por escrito, añadiendo los justificantes que estime más oportunos. Reunidos todos los documentos, el Ingeniero puede pedir nuevos datos ó la ampliación de los existentes, inspecciona el terreno y emite informe en un plazo de diez días, indicando las condiciones necesarias para la autorización de las obras; entre éstas, la principal será la altura de la presa y el rebosadero. El expediente pasa después al Consejo de Agricultura, Industria y Comercio, y á la Comisión provincial, cuyas Corporaciones, en plazos de diez días, para cada una, emitirán sus respectivos informes. Si la obra pudiese afectar á otros servicios distintos de los que corren á cargo del Ingeniero Jefe de obras públicas, tales como á los del ramo de montes ó al de minas, el Gobernador pedirá los correspondientes in-

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formes á los respectivos Ingenieros, que los evacuarán en el plazo de diez dias cada uno.

Para verificar la visita de comprobación sobre el terreno, el Ingeniero Jefe remitirá un presupuesto de los gastos que pueden originarse en ella, para que el peticionario consigne su importe, que se pondrá á su disposición para atender á los gastos; al reconocimiento puede asistir el peticionario y los opositores, para lo cual se señalará por el Gobernador el día en que haya de hacerse la visita, con la necesaria antelación.

Devuelto el expediente informado por el Ingeniero, y oídas las corporaciones ya indicadas, el Gobernador resuelve la concesión en un plazo que no excederá de veinte días, fijando las condiciones facultativas y marcando los plazos para empezar y terminar las obras, los casos en que puede ocurrir la caducidad, y la fianza que haya de consignarse si fuese procedente; de esto se dá conocimiento al solicitante, el cual, en el término de treinta días, debe manifestar su conformidad con las condiciones impuestas á la concesión, ó hacer los reparos que estime oportunos; aceptadas por último las condiciones, se publicará la concesión en el Boletín Oficial, y se dará cuenta á los opositores y al Alcalde del pueblo en que deban ejecutarse los trabajos.

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Ya hemos visto que ait. 221 de la ley vigente de aguas exime de contribución industrial por diez años á todo establecimiento en que se emplea el agua como fuerza motriz. La contribución se paga después, no según el motor, sino con arreglo á la naturaleza de la industria á que se aplica. Algunas veces se atiende á la clase dd motor para aumentar la cuota, si es de vapor'ó agua, con respecto á su fuerza en caballos "de vapor. La tarifa 3 a

del reglamento vigente para la aplicación de la ley de subsidio industrial detalla claramente la cuota que en cada caso^corresponde pagar, según la industria ejercida y el número de aparatos empleados.

Los derechos de aduanas que se imponen á los motores hidráulicos que se introducen del extranjero son al avalúo, y están fijados en el 2 por 100 del valor del aparato completo y no obstante lo reducido de este derecho, pocos aparatos se importan hoy en la Península; son preferidos los aparatos de fábricas nacionales, pues todos los industrialesprefieren pagar algo más por un motor procedente de fábricas españolas, con objeto de que su constructor pueda, en caso de rotura ó avería, atender á las reparaciones que fuesen necesarias.

Conferencia XXIII.

Él aire como motor.—Molinos de viento — Aire caliente y aire comprimido.—Locomotora de aire comprimido.—Ferrocarriles

atmosféricos.

Uno de los agentes naturales sin el cual la vida fuera muerte, es el aire. No es nuestra misión aquilatar aquí la importancia que este fluido tiene á la vida de lo creado; sin él no fuera dada la existencia del reino animal y vegetal, y el reino mineral fuera de existencia pobrísima; no es extraño, pues, que allá en los primeros tiempos de la ciencia se le considerara como uno de ios elementos, aire, agua, tierra y fuego, que se presumían sostener la creación; pero si bien no le consideraremos bajo este punto de vista, apreciarle debemos en una de sus "múltiples aplicaciones, que no por ser menos fecunda, deja de ser interesante. El aire pues se utiliza también co

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mo fue: za motriz, ya en su estado natural, bajo la vulgar denominación de viento, ya después de haber adquirido un grado mayor ó menor de calor, y ya en íin aprovechando su fuerza elástica tras previa compresión al efecto, en cuyo concepto se emplea en las máquinas de aire comprimido (1).

Ya los fenicios se sirvieron del viento para impulsar sus naves, cuyas lonas, ó velas, responden á aquella energía con una velocidad mayor ó menor sobre el mar, según el grado de las corrientes de los vientos y las variaciones atmosféricas que se presentaren, y no nos es ignorado tampoco que son receptores muy antiguos, son los molinos de viento, así llamados porque el viento es el que produce en ellos el movimiento apetecido, mediante su choque sobre unas aspas de que se dotan aquellos aparatos, movimiento que se utiliza para ciertos y determinados trabajos por la aplicación del mecanismo indispensable al fin que se propone.

(1) NO debemos ocuparnos de la importante aplicación del aire en la industria, como fecundo agente de la combustión en las fraguas y altos hornos, por el intermedio de los ventiladores, y máquinas soplantes, pues este examen no entra en nuestro propósito, en estas conferencias.

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Usase, así mismo, como motor el aire caliente, aunque es verdad que las máquinas en. que hasta aquí se ha empleado, no han res pondido á las esperanzas concebidas, ya que el aire caliente resulta un motor más caro que el agua y el vapor, y empléase como queda dicho e\[aive comprimido, aunque hasta aquí con aplicaciones limitadas á los ferrocarriles atmosféricos y á los frenos Carpenter y Was-tinghouse de estensa aplicación en los trenes rápidos, en frente á los de vacío, ó sea enrarecimiento del aire, que es otra manifestación motriz de este agente en el freno de Smiht-Hardy acreditado ya por sus excelencias en los mismos ferrocarriles.

Sin perjuicio de ocuparnos, asi ello sea á la ligera,de estas manifestaciones del motor aire, más ó menos modificado, tratemos en primer término de este agente motriz en su espontánea manifestación, ó sea en el concepto que se le considera bajo la acepción de viento.

Ya hemos dicho que viene utilizándose desde los fenicios para la propulsión. de los buques.

Su acción, chocando sobre las velas de lona dispuestas en Jas bergas convenientemente colocadas en los mástiles del buque, produce en éstas el movimiento de avance, y á este fin, cuando la corriente del aire, ó viento, sigue la dirección en cuyo sentido camina el

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buque, se colocan las velas perpendicular-mente al eje de la nave; y con una inclinación variable entre 60 y 65 grados, si la dirección del viento no fuera la del buque, pues entonces, y en virtud de aquella inclinación del velamen, sigue la nave el camino representado por la diagonal del paralelógramo que se construyera, con la dirección del viento y la que debiera seguir el buque y de esta manera recorre el camino que pretende, haciendo lo que en marina se llama bordeadas.

El esfuerzo de las velas se halla auxiliado por la acción del timón,, que es una pala colo-cada.eh la popa del buque, que girando á derecha é izquierda al rededor de sus goznes, retiene el agua y determina la dirección apetecida de la nave.

Creemos escusado decir más sobre este punto, pues cuanto dijéramos saldría de los límites de la mecánica, para entrar en el de la marinería ó navegación.

Dijimos anteriormente que otra manifestación del aire como agente motor aparecía en los molinos de viento, conocidos desde la más remota antigüedad, en los que se aprovecha la presión ejercida por el aire sobre unas paletas ó aspas montadas sobre un árbol que gira en virtud del movimiento circular continuo que aquellas adquieren.

Fácil nos es comprender que aunque se lia-

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man molinos de viento, puesto que en un principio se empleó este motor para el molido de los cereales, hoy su aplicación sale de aquella limitada acción y se utiliza en otros varios trabajos, particularmente en el campo, y en las faenas agrícolas.

Y sea cualquiera su aplicación, redúcese, en su esencia, á un árbol que gira sobre si mismo, como el árbol de las turbinas, ya descansando sobre su quicionera en el extremo inferior, ó de otro modo cualquiera; pero que en su extremo superior termina en un árbol central con mayor ó me- Fig. 35. nor número de brazos, formando cruz, ó aspas, y de forma varia según el sistema del aparato. Ititéí iofmenté está el árbol provisto del mecanismo preciso para trasmitir su movimiento al artefacto que le ha de utilizar.

Los molinos de viento fueron motivo de detenido estudio y objeto de sucesivas modificaciones padiendo condensar cuanto respecto á ellos ha ocurrido, diciendo que los sistemas en práctica corriente son los de Nahondeau, Formis, Thirión y Warner.

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La figura 35 representa la esencia del modelo ó sistema de Mr. Nahondeau, y en ella puede observarse que consta de seis aspas que presentan á la acción del viento una superficie de choque de 10 metros cuadrados.

Sus seis brazos son de 3 metros de largo, presentando la debida resistencia y colocados en un manguito situado sobre un árbol horizontal, con respecto al que se colocan aquellos un tanto inclinados. Al extremo libre de estos seis brazos ó aspa?, que son precisamente los opuestos á los recogidos en el manguito, lleva una varilla flexible, de acero, cuya acción modifica la dicha inclinación de las aspas según la mayor 6 menor fuerza del viento, pues por su acción, cuando el viento arrecia, se dobla la lona disminuyéndose la superficie de choque, consiguiéndose de esta manera moderar sus movimientos e.i términos que aparecen unitormes.

Está también provisto de un contrapeso por cuyo intermedio se consigue la automática orientación, presentando en su consecuencia de una manera constante las lonas de sus seis brazos en la debida posición normal á la corriente del aire.

Son, sin duda alguna, de usa especial para la elevación de aguas en las granjas agrícolas etc. etc., no exigen cuidados de ninguna especie y desarrollan una fuerza próxima á un

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caballo de vapor-, y á una brisa regular pueden elevar hasta 30000 litros hora.

Molino Formis.—Ideado este molino por el ingeniero Mr. Dellón, consta de 8 aspas en vez de 6 que tiene el de Nahondeau, y á su extremidad lleva cada una de ellas una beiga flotante que tiene el otro punto de apoyo en el punto medio de la berga inmediata, colocándose en el espacio comprendido entre ambas bergas una lona triangular, que se inclina más ó menos según sea la fuerza del viento

Molino de Thirion.—Consta de 20 aspas de madera, libres por el extremo opuesto al eje central del aparato, y son de la forma de un sector circular estrecho, que gira sobre su radio. Todas estas aspas están sujetas por su centro por medio de un aro, y penetran por medio de un gozne en un manguito dispuesto sobre su eje. La figura 36 representa este sistema de molinos.

Su regulador, basado como el de una máquina de vapor en la acción de su fuerza centrífuga, está formado por otro aro del mismo diámetro que el anterior con el que se unen las aspas por unas varillas articuladas de tal modo que uno de cuyos extremos se sujeta al aro y el otro se consolida en el centro de cada aspa.

Dos de estas articulaciones llevan además en sus extremos un contrapeso, que por la

Fig. 36 y 37

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acción de la fuerza centrífuga tiende á alejarse del aro y á hacer girar las aspas.

Mientras se mantiene la velocidad regular ó normal, permanece constante la inclinación inicial de las aspas; pero desde que el movimiento de rotación aumenta, giran aquellas sobre sus goznes en virtud déla fuerza centrífuga que en ellas actúa, presentando entonces una superficie más reducida á la acción de la corriente de aire ó viento

Finalmente la trasmisión del movimiento se practica en este sistema por medio de engranajes, facilitándose mucho la orientación.

Seguramente que el aire sería un motor precioso si actuase regularmente; más la extremada irregularidad de su acción, que reconoce por origen las frecuentes variaciones de su intensidad (1) y dirección, desde la calma, vulgarmente llamada chicha, hasta el huracán en todas Lis direcciones de la rosa

(1) A este propósito conviene tener presente la siguiente tabla.

VIENTOS

Viento apenas sensible. Brisa ligera, ó viento suave. ídem fresco, moderado. Viento frescachón idem. Idem f*e te ídem muy /uerte. ídem Ímpetu so. ídem tempestuoso. ídem huracanado.

Velocidad en melros

1 2 4 6 8

10 15

por segundo

metro id. id. id. id. id. id.

20 á 40 más de 40

Presión que ejerce en Kilogramos sobre

metro cuadrado

7 kg. 14 0, 54 2, 17 2, 87 8, 67

13, 54 30, 47 54. 16 á 70

inaplicable.

- 3 * 6 -

návitica, ha sido causa constante de la limitación de su uso, y que los constructores de estos receptores hayan dirigido sus trabajos á vencer los obstáculos inherentes á estas irregularidades que impiden producir una fuerza sensiblemente constante.

Es sin duda el molino ideado por Werner el que dio un paso de gigante bajo este aspecto. Consta de un gran número de paletas ó aspas, que funcionan como el rodete ó rueda actriz de una turbina. Este rodete de aspas está colocado verticalmente obrando sobre él la corriente de aire de la misma manera que io practica el agua en los citados receptores hidráulicos, y así como en Jas turbinas se gradúa la acción variable del agua por el empleo de las compuertas, así en el molino Werner se consigue el efecto de la igualdad y constancia de acción en los vientos variables, haciendo giratorias sobre sus extremos las paletas ó aspas, á cuyo fia se hallan unidas entre sí por medio de un anillo de hierro provisto de unos resortes convenientemente dispuestos y de tal manera calculados, que ceden y giran colocándose ios planos de las aspas en dirección inclinada con relación á la corriente de aire cuando este es de mayor velocidad que la normal á que debe funcionar el aparato. De esta manera la acción del viento se acerca á la media normal apetecida,

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y para mayor seguridad en el éxito, se colocan unas alas en la parte opuesta ai rodete. Basta sin duda alguna la inspección de las fi

guras 37,37bís y 38 que representan dos modelos perfeccionados de los que construye la importante causa de D. Agustín Trinxé, deBarcelona y que obtuvo la única medalla destinada á los molinos de viento, en la exposición universal de París el año 1889, para poder formarse una idea completa de este hoy importante motor en sus aplicaciones agrícolas; y decimos perfeccionados, porque en su exen-cia son los que salen de estos talleres similares al tipo Warner descrito, modificados en muchos de sus detalles, pues el mismo Sr. Trinxé confi sa con una sinceridad digna de todo elogio, que copió de un sistema de los anteriormente establecidos, el mecanismo del movimiento giratorio; de otros, el regulador, de otros la rueda, etcétera, etc., allegando de esta manera y después de continuados desvelos, vigilias y pruebas, un aparato que re-ponde, en cuanto en lo humano cabe, al desideratum pretendido de estos receptores.

Por nuestra parte debemos reconocer, y lo reconocemos con verdadera satisfacción por referirse nuestros plácemes á un industrial español, que en la actualidad son los talleres del repetido señor Trinxé los que entregan á

48

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la industria los mejores molinos de viento, construidos de hierro, y aunque en su organismo se dedica con especialidad al movimiento de bombas en las granjas agrícolas, que son las que con más empeño utilizan la acción motriz del aire, pueden también emplearse en cualquier industria, tales como molinos harineros, aserrío de maderas, etc., etc., que no exigen una gran cantidad de trabajo mecánico para su ejercicio.

Seguramente que el molino de viento que no tenemos inconveniente en llamar "molino Trinxé" aplicable á cualquier artefacto, es de facilísima instalación donde se haga preciso; su ligereza es tal, que funciona al mas débil soplo del aire, sin dejar por ello.de pre sentar aquella resistencia que'ha menester para vencer las tempestades y huracanes: no se ha dado el caso después de tantos años que hace que estos talleres están surtiendo de este receptor á la industria, que hasta la fecha haya sido derribado ninguno de ellos por los huracanes. Es por otra parte el molino Trinxé económico en su conservación, pues que solo requiere el indispensable engrase en su mecanismo de movimiento, como ocurre en todo sistema de acción móvil, cualquiera que sea su calidad y extensión.

Existen también otros talleres, los de don Enrique Soler, en Barcelona, dedicados á la

Fig, 38

— 379 —

construcción de aparatos hidráulicos y Molinos de viento.

Desde el modelo de molino al aire libre, reducido á un simple mástil de hierro,'hueco, en cuya parte superior coloca el molino propiamente dicho, ó rodete similar al del señor Trinxé, y cuyo extremo inferior se coloca en el pozo de donde por un sencillo mecanismo se hace funcionar una bomba, hasta el modelo de jardin, cuyo conjunto se simila á la figura 37 del repetido señor Trinxé, surte de diversos modelos, ya para las aguadas de ferrocarriles y ya para verificar grandes riegos, pues que como dejamos expuesto estos talleres se dedican á construcciones hidráulicas y como tales considera, lógicamente, los casos que hemos anunciado en que aplica sus molinos.

Como término á este nuestro estudio de los molinos de viento, debemos dejar consignado que según experiencias de Mr. Smea-tón y otros, las resistencias que pueden vencer las aspas de estos aparatos son casi proporcionales á los cuadrados de los vientos que sobre ellas chocan, y sus efectos son también afortunadamente como los cubos de estas velocidades. Dicho Smeatón expone que una velocidad in

ferior á 4 metros por segundo de tiempo, en el viento, es insuficiente al molido del trigo,

— 38o -

y que á los 8 metros por segundo, deben replegarse las lonas—refiérese á los antiguos modelos—y que una piedra ó muela de l SO de diámetro,puede moler de 80 á 100 kilogramos de trigo por hora; añade, que en los molinos de viento sólo puede contarse con un trabajo medio anual, equivalente al tercio del que produciría marchando de un a manera continua y en excelentes condiciones; y termina confesando, que estos aparatos ofrecen resultados ventajosos, cuando pueden orientarse por sí mismos, regularizándose al par la marcha, según la velocidad del viento, la superficie de sus aspas, que es precisamente lo conseguido por el sistema Warner, convenientemente modificado por el Sr. Trinxé y aplicado tamoién por el Sr. Soler.

Finalmente, preciso nos es también dejar sentado que el efecto dinámico en kilográmetros; por segundo, de un molino de viento, se expresa por la fórmula n S V'L eri la que, n, es un coeficiente práctico igual á 0,03; S, representa la superficie en metros cuadrados de todas las aspas, y Viz velocidad en metros, del viento por segundo de tiempo-

Por si convenir pudiera alguna vez, bueno es tener preseute que la tan repetida casa de de D. Agustín Trinxé, tiene establecida la siguiente tarifa para los molinos de viento que construye:

— 38í —

Diámetro

de la rueda

2m5o

2ra75

3m

3"» 5o 4m

5m

6m

Fuerza

en caballos

v 4 1 /

' 2

3 /

I

» v 4 2

2 V 0 /2

Precio

en pesetas

300

35o

5oo

65o

75o

1000

i5oo

No responderíamos á nuestro objetivo si no dijéramos algo, así el ¡o sea poco, relativo al motor aire en su doble aspecto de aire caliente y aire comprimido, pues en ambos se trata de utilizar como fuerza motriz.

Y decimos que así ello sea poco, porque ciertamente no ha salido aun de la esfera d.-l estudio del gabinete de celoso hombre de ciencia, y cuando más, se halla aún en los primeros albores de la aplicación industrial en escasa esfera.

Es sabido, y asi lo justifica la Física y lo sanciona el generador de vapor en las máquinas que utiliz ¡n este motor, que cuando un gas cualquiera se calienta dentro un recipiente resistente, su presión se eleva y llega

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á producir un trabajo mecánico. De aquí surgió la idea de calentar el gas-aire, y hánse dedicado con celo digno de mayor premio los inteligentes MM. Willcox, Ericsson y Rieder Bailey y Compañía, á la construcción de máquinas en que se aplica este motor.

El éxito de estas máquinas no ha coronado las esperanzas concebidas, ya que se ve en ellas que el aire caliente resulta mas caro como motor, que elagu^ y el vapor mismo.

Esto empero y solo como mera curiosidad damos conocimiento á largos rasgos de una máquina construida por los últimos de los ingenieros citados, máquina que desarrollaba un trabajo mecánico de un caballo de vapor y que consumia durante un periodo de doce horas, la cantidad de veinticuatro kilogramos de cok para calentar el aire preciso á su función.

En este motor de aire caliente no existe válvula alguna no se encuentra ningún ad-herente, escepto una tira de cuero que rodea el émbolo que solo requiere un poco de aceite de cuando en cuando; no ha}^ consumo de,, aire caliente, por que el mismo aire se usa indefinidamente. El aparato es muy semejante á una máquina

de vapor horizontal, pero sin válvulas y al fin del cilindro principal se encuentra otro delgado, de acero fundido, que entra en el

333 -

hogar; este cilindro se pone al rojo, entonces el aire se dilata y empuja al pistón, se dilata más al dar el golpe y pasa á través de una caja de agua, donde disminuye de volumen, en cuyo estado vuelve á la antigua situación poniéndose de nuevo en contacto con el extremo del cilindro enrojecido. Los que no hayan visto funcionar el aparato creerán quizás que esta contracción y espansión del aire se ha de verificar muy daspacio; pero podemos asegurarles que en los pequeños tamaños se han obtenido hasta mil revoluciones por minuto, aunque no aconsejamos que se les dé tanta velocidad.

Esta máquina se está hoy usando con grandes resultados para las imprentas, para mover las bombas para los talleres de cualquier clase. C'JII el objeto de que no haya necesidad de dedicar mucha atención al fuego, el hogar es grande y está preparado de manera, especialmente cuando se usa para el servicio de bombas, que una vez encendido por la noche puede dejarse hasta por la mañana sin volverse á ocupar de él, y como el aparato puede continuar de la misma manera funcionando durante las 24 horas del día, es evidente que en su aplicación á las bombas sólo se necesita usar la mitad del tamaño de una máquina de vapor, puesto que una máquina de vapor se para, desde luego, desde

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el momento que la abandona el vigilante. La hornilla puede considerarse semejante á las empleadas para calentar el agua caliente que ha de circular en los intervalos ó estufas de los jardines. Cuando se usa en los establos, la hornilla se emp'ea para templar la cochera, y la pequeña cantidad de agua caliente condensada, que puede conservarse en un tubo colocado cerca del aparato, puede usarse para preparar el aumento de los caballos y también para lavar los carruajes, y como el agua llega á una temperatura de 150 grados Fahrenheit, puede dedicarse á otros muchos usos á más de los indicados.

Apesar de lo expuesto y de haber obtenido esta máquina medalla de plata en la exposición de Manchestor y Liverpool, opinamos que mientras no se abra nuevo horizonte en futuras investigaciones no podría competir con las máquinas llamadas de gas del alumbrado y de! petróleo que se manifiestan ya con un horizonte más claro en su aplicación á las pequeñas industrias.

No parece hallarse en este caso el motor de aire comprimido. Sin salir aún hasta aquí del terreno de la experimentación parece vislumbrarse un horizonte más claro, y haciendo abstracción de su importante cometido en los fuelles, ventiladores y máquinas soplantes, y aún puede observarse su impor-

- e s tante'aplicación en las máquinas perforadoras que con tan admirable éxito trabajaron en el túnel de MontCenís.

El aparato empleado en estos trabajos del túnel, que se denominó Compresor hidráulico, se redujo á un sifón invertido, que por un extremo estaba en comunicación con un salto de agua por medio de un conducto apro-pósito y su correspondiente válvula, y por otro comunicaba con un depósito de aire. En estas circunstancias caía el agua por la primera rama del sifón, subía á la segunda y comprimía el aire que en ella se encontraba, y cuando esta compresión llegaba al límite de fuerza previamente calculado por el caso, se abría !a válvula y se precipitaba el aire en el depósito en cuyo momento se abría otra válvula que existía en la parte baja del sifón y se marchaba el agua. Este movimiento de las válvulas se regulaba por medio de una máquina especial y se mantenía el aire en el depósito á una presión constante medida por el manómetro llegando á obtenerse una presión de ó atmósferas por la acción de un salto de agua de 20 metros de altura.

Diversas son las tentativas que en la actualidad se vienen haciendo para allegarse el almacenar, el motor aire comprimido para luego trasladarle y aplicarle donde fuera menester. ¡Pluguiera el cielo que no resul-

49

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taran estériles tantas esperanzas y malogrados tan asiduos trabajos! ¡con ello no dejaría de beneficiarse la industria universal!...

Es un ejemplo digno de anunciarse en este particular, la máquina locomotora de aire comprimido ideada por Mr. Mekarski para trasportes subterráneos.

Notorio es el inconveniente de las locomotoras ordinarias en un trayecto subterráneo, basta percibirse de los inconvenientes que se observan en el paso de los túneles largos donde el humo ejerce su perniciosa influencia. De aquí la aplicación de las locomotoras fumívoras; pero Mr. Mekarski ha ido más allá, ha ideado una locomotora cuyo agente motor es el aire comprimido, que viene funcionando con gran éxito en las minas de Graissessac (Herault)

Por lo general las locomotoras de aire comprimido no difieren délas comunes de vapor que por todas partes vemos empleaclas, más que en la sustitución de la caldera por un depósito de aire comprimido: el mecanismo moto res idéntico, yla nueva locomotora puede siempre reemplazar á otra de vapor de igual fuerza y del mismo peso, con tal que no deba recorrer con la misma carga más que un trayecto de algunos kilómetros.

Tomaremos como ejemplo, el caso más común, esto es, la instalación de un trasporte

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por una galería subterránea que comunica con la superficie de un pozo de extracción.

Sin entrar en los detalles del sistema Me-karski, diremos en dos palabras su constitución.

Se sabe que al utilizar el aire comprimido sin artificio alguno, se había encontrado, entre otras dificultades, la que resultaba del volumen considerable de aire que era necesario para producir un trabajo algo importante. La congelación del agua y de las sustancias grasas venía también á dificultar los movimientos.

En el sistema Mekarski se evitan estos inconvenientes; haciendo actuar sobre los émbolos, como fluidomotor, no el aire comprimido seco y frío, sino una mezcla de aire comprimido y vapor de agua á alta temperatura. Se ha conseguido con este artificio duplicar prácticamente el valor dinámico repre-presentado por una provisión de aire comprimido, y en tales condiciones ha sido posible almacenar, bajo un volumen bastante pe-qneño, una cantidad de aire suficiente para facilitar el recorrido de varios kilómetros.

El fluido motor, de que acabamos de ha blar, se obtiene haciendo que el aire atraviese una columna de agua caliente, cuyo volumen es tai, que las proporciones de la mezcla permanecen casi constantes, durante el tiem-. po en que se aprovecha la provisión de aire

- 3 8 8 , -

La proporción del vapor en peso es de un décimo aproximadamente.

El aire, saturado de esta manera se distribuye á los cilindros motores por el intermedio de un regulador que permite mantener constante la presión, cualquiera que sea ésta en los depósitos, ó hacerla variar á voluntad, según las condiciones de resistencia ó según la velocidad que se quiere obtener.

Y dados estos preliminares, procedamos ahora á la rápida descripción de esta clase de locomotoras.

Las locomotoras construidas para emplear el aire comprimido en estas condiciones, se componen esencialmente de un bastidor suspendido sobre cuatro ruedas motrices y que lleva un mecanismo motor doble, análogo al de una locomotora de vapor.

En la trasera de este bastidor está suspendido paralelamente á los ejes, un cilindro llamado recalentador-saturador ó hervidor que contiene agua caliente á i50°; encima se ha fijado el depósito de aire comprimido, que puede resistir á 35 atmósferas, sin que el metal, que es acero dulce con una resistencia de 45 kilogramos á lo menos por milímetro cuadrado y susceptible de un alargamiento de 22 por 100, trabije á mas de 12 kilogramos por mi ímetro cuadrado.

En la delantera hay nn balconcillo donde

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puede ir sentado el maquinista, teniendo el re_ guiador á su izquierda con la llave de maniobra, que permite'hacer actuar el aire, bien sobre los émboios, bien en los frenos de la máquina; á su derecha están dispuestas la palanca de cambio de rmrcha y la columna de carga, conjunto de tub >s y llaves que sirven para verificar ía carga de la mi qui na

Y para terminar esta descricción damos como ejemplo, las principales dimen iones é indicaciones generales de los tipo -: de máquinas que hemos dicho fu scionan en las minas de Graissessac, y las son siguientes:

Tipo nüm. 1 Tipo núm. 2

Longitud total 2111,76 3m, 40 Anchura total lm, IO im, 12 Altura im, 55 ím,60 Recalentador (capacidad). . . 75 litros. 80 litros. Provisión de aire (en peso). . . 55 kil. 77 kil. Depósito de aire (capacidad). . l.óoo iit. 2.ico lit.

(diámetro.. 0ra,i0. Om, 13 Cilindros motores. J c a r rera del

(pistón. . . 0,11)21. Om, 22 Peso con toda su carga. . . . 2.3OO kil. 3 56o kil Esfuerzo máximo de tracción

(adherencia Om. 10) 23U kil. 360 kil. Fuerza en cabaÜcs al desarro

llar el esfuerzo máximo con la velocidad de 10 kilómetros 8 V2

c a D- I 2 V2 cb

El gasto de aire comprimido que hacen estas máquinas de una vía minera horizontal,

— 39o~-

es de 1 kilogramo próximamente por tonelada de tren y kilómetro de recorrido.

La instalación de un sistema de trasporte por medio de la locomotora de aire comprimido, no ofrece ninguna dificultad pues por las dimensionas y el gasto de los tipos men" cionados, se ve que estas locomotoras pueden recorrer, sin toma nueva de aire, un trayecto de 5 á 6 kilómetros, con su carga máxima. Es, con holgura, lo que se necesita para hacer un viaje de ida y vuelta en las condiciones ordinarias de la práctica minera.

Recientemente se ha comprobado este mismo éxito, en el South-Railway (Inglaterra) en una locomotora de aire comprimido, inventada por el coronel de ingenieros Baumont"

Esta locomotora funcionaba desde hace algún tiempo con muy buen éxito en las líneas interiores del arsenal de Voolvxich cnando se ha tratado de experimentarla en un recorrido más largo, próximamente igual al que sería necesario en Londres para la tracción de los trenes del ferrocarril metropolitano, por las líneas de tranvías. El depósito de aire, que no contiene más que cien pies cúbicos, se ha cargado á una previsión de mil libras por pulgada cuadrada (medidas inglesas), con esta provisión de fuerza se ha emprendido una excursión á Dartford, de ida y vuelta, ó sea un recorrido de unas diez y seis

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millas (25 kilómetros 744 metros). El coronel Baumont ha dado á las inmensas personas que le acompañaban extensas explicaciones sobre los procedimientos que ha adoptado en su invención. El rasgo principal de este sistema consite en la introducción de una cantidad casi imperceptib'e de vapor, por medio del cual, el aire penetrando del depósito en un cilindro, se calienta fuertemente adquiriendo una gran cantidad fuerza.

La máquina movida por seis cilindros y un doble mecanismo colocado á una extremidad, ofrece más bien el aspecto de un ténder que el de una locomotora. Tiene cuatro ruedas y sus dimensiones con menores que las de un ómnibus ordinario.

La partida se verificó á las 12 y 22 minutos, con una presión de 1.000 libras por pulgada cuadrada:elmanómetro marcaba 940 á las 12 y 27 minutos, 800 á las 12 y 32 minutos, 760 á las 2 y 36, y al llegar á Dartford, á las 12 y 50, quedaba una presión de 540 libras por pulgada. La maniobra en esta estación ocasionó un ligero gasto de fuerza. A la 1 y 35, se puso en marcha para volver al punto de partida, con una presión de 540 libras por pulgada y llegó á su destino á las 2 y 10 minutos, no teniendo ya más que una presión de 80 libras si bien se considera que una máquina no ha de funcionar á menos de una presión de 200 libras.

— 392 ~

Se anuncia que está en construcción otra máquina mucho más poderosa y se calcula que una máquina de aire comprimido de este sistema, que fuera de las mismas dimensiones que una tocomotora ordinaria de 50 toneladas de peso, sería mucho más poderosa que ninguna de las locomotoras construidas hasta el presente.

En vista de estos hechos excitarse debe del celo de los eruditos en la materia para que prosigan sus estudios y no cedan ante los obstáculos que puedan presentarse pues tanto mayor es la gloria cuanto mayores sacrificios cueste alcanzarla.

No terminaremos esta conferencia, así ella resulta un tanto extensa, sin hacer constar que ya al principio del actual siglo, un ingeniero dinamarqués pretendió aplicar al aire como motor en la locomoción.

Dispuso al efecto un tubo entre los dos puntos que trataba comunicar, colocando un pistón dentro de él, pistón que se movia á lo largo del tubo, mediante el encarecimiento, ó vacío que hacía del aire en él, contenido por medio de una bomba neumática movida por una máquina de vapor.

Es evidente que tan pronto como se producía el vacío se precipitaba el pistón empujado por 1 s presión del aire exterior, arras-

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trando cuantos objetos aparecían en el tubo en que se habia obrado en el vacío.

Este sistema que produjo bnenos resultados para trasportar cartas y pequeños bultos de un extremo á otro del tubo y que aún se utiliza para el servicio postal dentro de Londres, no ha tenido igual éxito para el trasporte de viajeros y mercancía^; apesar de los asiduos desvelos de Mr. Vallance el año 1824, y Mr. Htjdiaxt y Mr. Hállete, posteriormente.

Los ferrocarriles atmosféricos, como se llama á este sistema de locomoción, no ha pasado del terreno de los ensayos, pues que el construido desde París á San German ha resultado carísimo—1800.000 francos.

Abierto este ferrocarril el año 1847, circulan por su tubo trenes que alcanzan la veloci dad, variable de 3- á 70 kilómetros por hora, según el peso del propio tren, pues un wagón cargado con peso igual á 4° viajeros, ha llegado á alcanzar la velocidad ae 77 kilómetros por hora, moderándose paulatinamente para parar en la horizontal del bosque de Vesinet.

Los grandes inconvenientes que presentan estos ferrocarriles son causa, sin duda, de que no se haya construido otro alguno.

Presentimos, sin embargo, que el aire comprimido es un motor del porvenir.

FIN DEL TOMO PRIMERO

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ERRATAS IMPORTANTES

Pág_

24 25 27 53 78 135 135 135 135 136 136 173 1?5 189 193 202 204 224 229 234 239 241 245 248 254 265 273 279 295 298 303 308 308 315 315 318

ÜL

8 12 2

22 1? 4 5

10 2

15 5 1

14 13 20 12 11 2 7

10 20 4 1

13 16 10 9

28 2 1 5

14 10 22

4

Dice.

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sobra Capítulo IV bullición

conductr iz kindad

Jairflielo T a m e s sandero Handy el aire

aunándolo abobedade

Jobn osucro varias

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T u r b i n a V x A

hidráulica funciona relación

v-( (O árbol motor

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395 -

Pág.

326 329 336 343 359 384 384

Lin.

1 6

17 8

12 17 30

Dice.

falta poner suficien tubo de o,i88

donduzcan Manchestor

y aún puede

Dele decir. Fig. 30

suficiente pozo de o,i85

conduzcan Manchester

puede

(1) Esto se lee, pi, letra griega.

- 396 -

INDIO: =?&=

PARTEPRIMEÜA Prel iminares y mot ivos genera les á todos

los mo to re s y r ecep to re s . Páginas

Confe renc ia Ia.—Remen ber preciso á la exacta inteligencia de las sucesivas conferencias i

Confe renc ia IIa.—Importancia de la mecánica. Definición y propiedades de los cuerpos.—Definición y división de la mecánica 10

Confe renc ia IIIa.—Peso del aire—Presión atmosférica y modo de medirla.— Problemas importantes.—Barómetro, sus diversas clases y aplicaciones . . . . . 3I

Confe renc i a IVa.—Idea del trabajo mecánico, kilográmetro y caballo de vapor.— Determinación del trabajo mecánico de una maquina.—Descripción del dinamómetro Prony " . . . 49

Confe r enc i a Va.—Órganos mecánicos— su clasificación y división. — Órganos de trasmisión del movimiento 66

Confe renc i a VIa . — Continuación de los órganos de trasmisión.—Engranajes. . . 82

Confe renc i a VIIa.—Organcs de trasfor-mación del movimiento 94

Confe renc ia VIIIa.—Órganos de dirección del movimiento loo

ConferenciaIX a .—Órganos de regulari-zación del movimiento.—Volante y péndulo cónico 115

Confe renc ia Va. — Continuación de los órganos de regularización del movimien-

— 397 —

Páginas to. — Examen del freno en sus aplicaciones á la locomoción . . 126

Confe renc i a XI a . - Lubrificantes, anti-fricciones y mastiques 14I

Confe renc ia XIIa.—Consideraciones generales sobre los materiales de construcción—Maderas, — Hierro, su historia y variedades—Historia del acero y su variedades 162

Confe renc ia XIIIa.—Otros metales aplicables á las construcciones mecánicas— Cobre y sus aleaciones—Metal Delta— Estaño, plomo y cinc 194

PARTE SEGUNDA — k , j » i ^ —

M o t o r e s c u y a a p l i c a c i ó n t i e n e l u g a r sil a l t e r a r s u e s t a d o .

C o n f e r e n c i a XIVa.—Ideas generales sobre la Industria—Importancia en ella de los receptores—Diversos agentes que se utilizan como motores, su clasificación.

Confe renc i a XVa—Motores animados.— Generalidades previas y exacto concepto del 'hombre.— El hombre como fuerza motriz.—Animales que se usan como motores en la industria

Confe renc i a XVI a . — Hidráulica. — El agua como motor.— Consideraciones generales.—Presas.—Canales de derivación y desagüe.—Saetín

Confe renc ia XVIIa—Sigue la hidráulica. Trabajo de un salto de agua y análisis de los dos factores, gasto y velocidad, que le constituyen

Confe renc i a XVIIIa.— Continuación de la hidráulica.—Receptores hidráulicos de

211

223

244

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Páginas eje horizontal . . . . t . . . . . 278

Confe renc ia XIXa.—Continuación de la hidrálica.Turbina de Fourneyron — Cálculo de las dimensiones de una turbina. . 298

Confe r enc i a XX.-Cont inuación de la hidráulica.—Descripción de las turbinas de Nagel, Fontaine, Tham y la de Jon-vall de eje vertical'y de eje horizo tal. . 311

Confe renc ia XXL—Continuación de la hiiráulica. — Turbinas construidas por Vals hermanos, de Barcelona.—Receptor hidráulico aplicable á las pequeñas in-dust ÍJS 327

Confe r enc i a XXII.—Terminación de la hidráulica.—Consecuencias deducidas de nuestro estudio sobre receptores hidráulicos.—Comparación de estos receptores entre sí y con relación á la máquina de vapor.—Legislación concerniente á los receptores hidráulicos 341

Confe renc i a XXIII.—El aire como motor.—Molinos de viento.—Aire caliente y aire comprimido. -Locomotoras de aire comprimido.—Ferrocarriles atmosféricos. 368 Fé de erratas 394

> FIN <

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