La locomotora sin hogar

LA LOCOMOTORA SIN HOGAR. estudio comparativo ÜE LOS DIVERSOS SISTEMAS DE LOCOMOTORA PROPUESTOS PARA fT’ LA TRACCION DE LOS FERROCARRILES VECINALES YTRANVÍAS, escrito en francés POR M. LEON FRANCQ INGENIERO CIVIL; traducido al español §: POR & M <ie> FRANCISCO ACED YBARTRINA PROFESOR MERCANTIL; COX US EESÜMEX DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS EX EL EXTRANJERO, rLAS MÁS IMPORTANTES OPINIONES EMITIDAS POR EMINENTES [HOMBRES SOBRE LA LOCOMOTORA SIN HOGAR PCR el representante exclusivo en España ía «C.ie Continentale d’exploitation des locomotives sans foyer» ALEJANDRO ACEI) yarana, ¡yun estudio critico POR CARLOS ALFOASO Ingeniero de caminos. _ |.S.g MADRID. EMPRENTA DE JOSÉ PERALES YMARTÍNEZ. Calle de la Cabeza, núm. 12. 1892. PROLOGO DEL TRADUCTOR Examinado por nosotros, con el detenimiento que se merece ,el estudio comparativo de los diversos sistemas de locomotora propuestos para la tracción de ferrocarriles vecinales yde tranvías, escrito en francés por el Ingeniero civil Mr. León Francq, inventor de la locomotora sin hogar, yencariñados con el espíritu altamente científico yeconómico que en sus hojas encierra, no hemos vacilado un solo instante en dar áconocer, bajo el idioma nacional, las hermosas ideas que han servido de base al portentoso invento de la locomotora sin hogar, así como su aplicación ála tracción ferroviaria yálos tranvías, ysu comparación con las locomotoras con hogar úordinarias ycon las de aire comprimido. No aspiramos, puesto que no desconocemos nuestra incompetencia, áque se considere nuestro trabajo un modelo de traducción; pero sí hemos tratado de no obscurecer conceptos ni de embrollar óconfundir ideas, buscando en todo la mayor claridad posible, huyendo siempre, con este objeto, de las enfadosas disertaciones científicas, en cuanto hemos podido, dando asíá nuestra traducción un carácter más popular ycorriente ymás comprensible para la mayoría de las personas que no —4 hayan profundizado las ciencias mecánicas ymatemáticas, vque sólo posean conocimientos generales de ellas. No obstante ypor concederle grande impoitancia, hemos traducido la teoría que, sobre las máquinas sin hogar, ha emitido el eminente mecánico Mr. Piarron de Mondésir. No deja de alcanzársenos que es puramente científica, ycomo tal, destinada álos que han dedicado su talento ysu tiempo áesta clase de estudios; pero no por esto hemos de relegar al olvido tan impoi — tante vprofundotrabajo, queadmirarán, ábuen seguro, los hombres de ciencia, ydel cual pueden prescindir, sin detrimento de la inteligencia del asunto, ios no versados en estas cuestiones. En el orden de materias hemos seguido el plan expuesto por Mr. Francq, por parecemos que reúne las dos importantísimas circunstancias de que hablamos antes: claridad yfácil comprensión. Para terminar; liémonos limitado áverter al castellano el estudio de Mr. Francq sin poner de nuestra parte nada; pero muy satisfechos quedaríamos de nuestro pobre esfuerzo, si con ello hubiésemos conseguidodar una nueva idea, abrir un nuevo camino ála industria española pór el empleo de estas máquinas ,yque avanzase el país un paso masen el camino del progreso.- Madrid, Junio de 1892. Francisco Aced. LA LOCOMOTORA SIN HOGAR ESTUDIO COMPARATIVO DE DOS DIVERSOS SISTEMAS DE LOCOMOTORA PROPUESTOS PARA LA TRACCIÓN DE LOS FERROCARRILES VECINALES VDE LOS TRANVÍAS. I Antes de emprender el estudio comparativo de los sistemas propuestos desde hace algún tiempo para reemplazar las caballerías en la tracción de tranvías yde ferrocarriles vecinales, examinemos las condiciones áque estos sistemas deben satisfacer. bajo el punto de vista principal de realizar las ventajas ^siguientes: A.—Economía en la construcción. 3.—Economía en la explotación. C.—Seguridad absoluta sobre la vía pública. D.—Salubridad en las calles. A.—Para obtener la economía de construcción, la locomotora, de cualquier sistema que sea, debe circular por curvas de veinte metros de radio sobre las vías ordinarias provistas de rails ,con ósin garganta; debe ser relativamente ligera y ocupar poco espa.cio ,utilizando, sin embargo, la totalidad de su peso en la adherencia en las fuertes pendientes; debe, en fin, marchar hacia adelante óhacia atrás sin el auxilio de placas giratorias. B.—La economía de explotación se realizará si átrabajo igual, el gasto de combustible es menos grande; si el personal afecto ála tracción, ála conducción de trenes, al servicio de estaciones yde la vía, es reducido al mínimum; si los gastos de entretenimiento óconservación de las máquinas se disminuyen, ysi los gastos de intervención yde vigilancia son menos cuantiosos. 6— C.—La seguridad\será absoluta en la tracción sobre la vía ptVblica ,si se quitan al motor todos los peligros de explosión; si se evita la!!* proyección de chispas que podrían incendiar las techumbres de paja, las cosechas, etcétera, en los campos: el resplandor del hogar, la proyección de carbones incandescentes, los silbidos'de las válvulas de seguridad, los aparatos de alimentación, elftiro artificial de los hornillos, los purgadores, como igualmente todas las causas capaces de espantar álos animales yde producir accidentes graves ;si el maquinista está colocado sobre la máquina, de modo que vea siempre delante de él la vía pública que debe recorrer; en fin, si la máquina puede pararse con prontitud, con seguridad yarrancar rápidamente. 3>. —Las condiciones de salubridad se cumplirán si se evita que la máquina arroje humo nocivo para los viajeros, proyecte hollín yceniza despedidos por la chimenea ysi no da ningún olor desagradable. Las bases que acaban de enunciarse, pueden resumirse por orden en el programa siguiente, que regirá el estudio comparativo que vamos áhacer. PROGRAMA: aLa locomotora circulará fácilmente por curvas de veinte metros de radio álo menos. Su enganche con los coches será suave, sencillo ycómodo. b—será ligera ypoco voluminosa. c—utilizará la totalidad de su peso en la adherencia sobre las pendientes. d—funcionará idénticamente hacia adelante yhacia atrás sin el auxilio de iplacas giratorias. A.—Economía EN LA CONSTRUCCIÓN. 7 ieLa locomotora utilizará toáoslos combusf tibies indistintamente, consumirá poco combus- 1utible. será dirigida por un solo B.—Economía ES LA EX- < 1 Ti maquinista, sin aptitudes especiales. maniobrará fácilmente y PLOTACIÓX. I* no necesitará una vigilancia ni una inspección costosa. estará al abrigo de todas 1 j las averías susceptibles de aumentar los gastos de conservación. no podrá hacer explosión^ Je —no proyectará chispas. l—no dará resplandor por la irn noche. no dejará caer carbones Jn incandescentes sobre la vía pública. no producirá ningún sil- C.—Seguridad / PÚBLICA. 1° bido ,ni ruido en su funcionamiento. tendrá su maquinista p siempre colocado de frente ála vía pública ydelante de la máquina, estará provista de un fre- < 1 _no potente yrápido, arrancará rápida yfácil- 1r mente. no producirá ningún hu- 1 D.—Salubridad ,< . t —mo visible óinvisible, no lanzará ni hollín ni cenizas sobre la vía pú- PUBLICA. lblica. no producirá olor alguno • 1ídesagradable. Este programa podría ser difícilmente cumplido por una se- 8 rie de motores considerados hasta el presente como absolutamente impracticables. Tales son especialmente los motores de aire caliente yde amoniaco. En consecuencia, ypara no extraviarnos en un estudio demasiado lato sobre los numerosos sistemas que se muestran actualmente en el horizonte ,limitémonos áexaminar los que presentan caracteres más serios. Estos son: i-° —Las locomotoras de evaporación constante óde hogar; 2.° —Las locomotoras de aire comprimido: 3-° —Las locomotoras de vapor acumulado ósin hogar. Una locomotora de cada uno de estos sistemas se ha construido yensayado muy recientemente en París. Es importante averiguar las ventajas ylos inconvenientes que atañen ácada máquina, para apreciar exactamente su valor, ydefinir, á continuación, por una comparación minuciosa, la superioridad de uno de estos sistemas sobre los otros. Comenzaremos nuestro estudio por las consideraciones generales que establecemos sucesivamente sobre los tres sistemas, en el orden alfabético del programa. Después de haber deducido la conclusión, examinaremos, por medio de cálculos elementales, las ventajas económicas que ofrece cada uno de los sistemas. CONSIDERACIONES GENERALES LOCOMOTORAS DE EVAPORACION CONSTANTE óDE HOGAR Las máquinas locomotoras de vapor empleadas para la tracción de nuestros ferrocarriles, han sufrido diversos ensayos 9 para aplicarlas ála tracción de tranvías yde ferrocarriles vecinales. Esta tentativa ha dado lugar áperfeccionamientos considerables, teniendo por objeto el descantar de la locomotora ordinaria todos sus inconvenientes sobre la vía piíblica. Estas variantes ómodificaciones no han dado un resultado completo, yes de temer que todos los estudios que se hagan en este sentido yen la hipótesis del empleo del hogar ,no lo den tampoco. Es evidente ,en efecto, que la presencia de un hogar yde todos los accesorios que le acompañan, dan inmediatamente resultados que van en contra de las condiciones del programa: resultados que, la mayoría de las veces, son consecuencia natural de la producción constante de vapor: vamos ádemostrar sucesivamente, que es imposible anularlos sin renunciar al uso del hogar. Las locomotoras de vapor perfeccionadas yaplicadas hasta el día bajo formas diversas, tienen desgraciadamente los vicios originales que hacen difícil su empleo sobre las vías públicas. Los diferentes modelos que han sido experimentados en Francia, Bélgica yotros países de Europa ,así como los ensayados en América ,presentan todos ,más ómenos, los mismos inconvenientes. Veamos qué valor se puede seriamente atribuir áestos inconvenientes ,yprosigamos nuestro examen con arreglo al programa trazado más arriba. a.—Xingún sistema de locomotora de vapor con hogar ha realizado el medio de maniobrar fácilmente ycon flexibilidad en las curvas de los tranvías, de un radio de veinte metros,por simples modificaciones de la vía ordinaria, sin recurrir áartificios especiales. Los descarrilamientos son frecuentes en las vías provistas de rails de garganta: no es esto, mirado minuciosamente, lo que viene áimpedir que las locomotoras salgan de los rails en las curvas yen las agujas. Los diversos siste- 16 calderas de evaporación instantánea. Partiendo de esto, las calderas qne necesariamente se habrán de emplear serán exvlosibles,ydonde quiera que se aplique un hogar de prodrrcción de vapor en una locomotora, se creará una série de peligros para el público. Je. —Con la actividad del tiro, sin el que el hogar no puede funcionar, parece muy difícil, si no imposible, impedir la provección de chispas sobre la vía pública. Los numerosos ensayos verificados hasta ahora para obviar este inconveniente, no han tenido buen éxito. l. —Con el empleo de las locomotoras de evaporación constante, es casi imposible evitar durante la noche, el resplandor del hogar átravés del cenicero. Este resplandor siempre aparece más ómenos intenso, ycontribuye mucho áespantar álos animales que difícilmente se familiarizarán con él. m . —Se evita más fácilmente la caida de carbones incandescentes sobre la vía pública. Si aún no se ha obtenido un resultado completo en este sentido, nos parece posible realizarlo con algunas disposiciones especiales del cenicero. n.—Toda locomotora con hogar produce ruido desde el momento que tiene válvulas de seguridad ytiro forzado. Este ruido toma sobre todo más intensidad, cuando se trata de activar la difícil combustión del cok. En cuanto álos purgadores, es imposible hacerlos funcionar sin que produzcan silbidos. o . —El maquinista podrá colocarse en la parte delantera de la locomotora, tanto en la máquina con hogar como en todos los demás sistemas. Esta condición nos parece necesaria para la seguridad de la marcha; en la construcción no debe perderse de vista, que cualquiera que sea el movimiento de la máquina, el maquinista debe siempre estar colocado de frente áfin de poder fijar su atención en la vía que debe recoi reí. p . Los progresos realizados recientemente en los frenos. 17 nos permiten exponer que la locomotora con hogar,tanto como los otros sistemas, es capaz de pararse prontamente ycon seguridad. g- Acerca de la cuestión de partir, de arrancar, seremos también breves. La industria mecánica puede realizar un modo de arrancar rápido, tanto en las locomotoras con hogar, como en las pertenecientes álos sistemas de aire comprimido yde vapor sin hogar. r- — Es imposible, por medios prácticos, absorber realmente el humo que proviene del hogar de la locomotora de vapor. Se ha tratado con detenimiento realizar la desaparición del humo del hogar, ya por la aspiración de un gran volumen de aire, ya por la inyección del vapor de los escapes bajo la rejilla; pero la desaparición del humo se ha hecho siempre áexpensas de la economía del combustible encendido. Es preciso añadir, en fin, que la desaparición de los humos no proporciona un remedio adecuado álos inconvenientes que los primeros pueden ocasionar en las calles. En efecto, si se llega por una combustión completa, en absoluto, ádecolorar el humo, no por esto se llega áhacer desaparecer su naturaleza incómoda éinsoportable. La combustión incompleta produce gases más ligeros que el aire, que desaparecen por ascensión; por el contrario cuando la combustión es completa, los gases producidos son más pesados que el aire, yse acumulan sobre el piso de las calles. De esto resulta, que cuando circulan numerosas máquinas diariamente en una población, los gases se distribuyen por las calles ypor las casas en vez de disiparse en la atmósfera. Es verdad que el ácido carbónico no produce efectos deletéreos sobre los órganos de los animales, pero no lo es menos que vicia considerablemente el aire de las calles. ¿Se puede entonces pensar siquiera en el empleo de máquinas capaces de viciar el aire de las poblaciones, cuando tan o inmensos gastos se vienen haciendo en todas partes de algunos años acá, en interés de la salud pública. gEa proyección del hollín yde las cenizas lo mismo que la de las chispas, es consecuencia del tiro enérgico del hornillo de las locomotoras de evaporación constante. Parece, pues, difícil eliminar de este sistema el inconveniente de lanzar la ceniza yel hollín sobre los viajeros. cuanto álos gases que evacúa la chimenea, siempre son más ómenos odoríficos. Sin embargo, cuando el hogar está alimentado por cok en vez de carbón de piedra, el olor particular de los hornillos de la locomotora se atenúa sensiblemente. En resumen; si las locomotoras de vapor con hogar son susceptibles de mejoras, con objeto de obviar algunos inconvenientes secundarios que se le censuran actualmente, resulta de lo expuesto que no obstante están condenadas ácontinuai siendo pesadas yvoluminosas,áalimentarse de un combustible único yespecial, Aconsumir relativamente mucho,áemplear un numeroso personal escogido yásufrir las elevadas cargas de inspección yvigilancia. No pueden evitar ni un entretenimiento costoso, ni los riesgos áexplosiones , ni la proyección de chispas;son susceptibles de espantar álos animales por el resplandor de su hogar ylos ruidos de su funcionamiento, ele viciar el aire de las calles con el humo;sin que la cara ylos vestidos de los viajeros estén al abrigo del hollín y de la ceniza. Tales consideraciones bastan, ánuestro parecer, para desterrar de la vía pública las locomotoras de este sistema. En un capítulo especial establecemos después los gastos que la aplicación de las máquinas con hogar producirían en los tranvías óen los ferrocarriles vecinales. Compararemos estos gastoo con los que ocasionan en las misma condiciones los sistemas sobre los que vamos ácontinuar nuestro examen. 19 LOCOMOTORAS DE AIRE COMPRIMIDO Apriori, cuando se examina superficialmente la cuestión de aplicar el aire comprimido como fuerza motriz, se siente uno seducido por las ventajas aparentes de tal sistema. La ausencia de un Rogar en ignición, de un escape ruidoso éincómodo, yde otros inconvenientes graves de que se acusa con razón ála locomotora de vapor con hogar, todo concurre á producir una ilusión que se desvanece desde el momento en que se estudia con atención la base de la potencia motriz del aire comprimido, así como los medios de ponerla en práctica. En las locomotoras ordinarias la fuerza reunida en la caldera bajo la forma de vapor acumulado átina presión dada, es directamente utilizada por medio de los pistones. Xo obstante el empleo directo del vapor, estas máquinas se hallan aún lejos de responder álo que, teóricamente hablando, se las puede exigir, puesto que en la actualidad no producen más que un 50 por 100 aproximadamente del trabajo teórico. Ahora bien, la teoría indica que estas locomotoras no pueden, aun en el caso de la mayor perfección que le sea permitido alcanzar, utilizar más de 0‘26 del calor producido por el combustible. En presencia de una pérdida tan considerable que no permite alcanzar más que al 0‘13 del ideal, es de la mayoiqimportancia desechar todo intermediario entre el nacimiento úorigen del calor ylos pistones motores; este principio invertido es el que se aplica álas locomotoras de aire comprimido, cuando se emplea para la compresión del aire la fuerza motriz de una máquina de vapor. Por el contrario, si se trata de aprovechar extraordinariamente los saltos de agua ólas corrientes de ella improductivas, para comprimir el aire, la aplicación del aire comprimido se 20 muestra bajo un aspecto más favorable. De esta idea han partido los primeros inventores de las máquinas de aire comprimido en Francia, yen ciertos paises de Europa yAmérica, que al fin yála postre yuno después de otro han ido abandonando sus proyectos. Por ejemplo, M. Andraud, después de él M.Pecqueur, ymuchos otros todavía, han renunciado ála aplicación del aire comprimido tras de haber hecho multitud de esfuerzos para obtener buen éxito. Las máquinas de este sistema, notablemente perfeccionadas yconstruidas para explotar los tranvías de Chicago, han sido abandonadas después de hacer servicio durante algún tiempo. Esperiencias realizadas en otro tiempo en Inglaterra no alcanzaron mejor éxito. Respecto álas máquinas cuyo uso se ha adoptado, según se dice, en Glascow, su empleo no es ciertamente remunerador. Indudablemente se debe su adopción en la Gran Bretaña para evitar la tracción costosa de caballos, ála prohibición que allí existe de circular locomotoras de vapor durante el día sobre la vía pública; pero, si una nueva ley del Parlamento levantase, como se espera, tal prohibición, el empleo del aire comprimido sería considerado como se merece yabandonado inmediatamente. M. Andraud ha sido quizás el inventor que ha consagrado mayor número de años áexperimentar los medios de obtener y de utilizar con el aire comprimido una creación nueva de trabajo yde riqueza, olvidando, como otros muchos después de él, que el aire comprimido no es más que un resorte intermediario de acumulación ysusceptible de restituir, en determinadas condiciones, pero siempre defectuosamente, el trabajo empleado para comprimirle. «M. Andraud llevaba sus ilusiones tan allá, que quería, »según él, llegar al punto en que cada uno tuviese fuerzas de- »repuesto óalmacenadas, como se tienen los caballos en la cua- »dra para el trabajo del día siguiente. Añadía que se estable- »cerían en sitios convenientes depósitos fijosá donde cada cnal »iría con sn aparato vacío, átomar lafnerza motriz mediante »nna pequeña retribución, como vemos en París álos aguado - »res llenar sus cubas en las fuentes públicas: la fuerza, pues, »sería una mercancía que se fabricaría yse vendería. » Estas palabras que tomamos del Diccionario de II. Ch. Laboulaye, son aún en nuestros días el sueño acariciado por los partidarios de los motores de aire comprimido. M. Laboulaye hace áeste propósito las siguientes reflexiones: «No negamos que sea esto posible, pero ¿á qué precio ycon «qué dificultad de ejecución? Hé aquí lo queóí .Andraud no ha »estudiado como Ingeniero. Los trabajos de una presa (la de «Marlyha costado2 millones'), para establecer bombas sobre los »ríos, las canalizaciones extensas cuestan sumas enormes,y »suponiendo vencidas todas las dificultades de ejecución, el »coste de fabricación de un trabajo motor semejante, sería en «muchos casos superior al producido por una máquina de va- »por. Volveremos áocuparnos especialmente de este punto, al «tratar sus aplicaciones, ynos encontraremos con que muy á «menudo, el trabajo motor natural es mucho mayor que el em- «pleado en el sitio de consumo. La hulla no cuesta más que el «ir ábuscarla, yel trabajo motor del vapor es sin embargo bas- «tante costoso en general. La naturaleza facilita siempre gra- «tuitamente sus fuerzas, yel precio del trabajo no proviene «más que de los gastos necesarios para obtenerle en las condi- «ciones deseadas yen sitio determinado. Esta es la verdad dei «aire comprimido como de cualquier otro medio de producción «de trabajo, siendo la comparación de los gastos la que desmuestra cuál es el mejor sistema en cada caso. Tal es el prin- «cipio económico que nunca se debe perder de vista en el exasmen ycomparación de diversas potencias motrices. » Todos los hombres sabios yque tienen como M. Laboulaye jgran autoridad en la apreciación de semejantes cuestiones, es- tán xinínimes en aceptar la opinión que precede. Esto, que es verdad para los motores ideados por 31. Andraud, no loes menos para los que se ensayan actualmente. Si se ha perfeccionado el sistema primitivo inventando aparatos espansores (détendeurs), aumentando el rendimiento de los compresores, evitando los efectos perjudiciales del frío al escape del aire, las leyes físicas no han cambiado por ésto. El aire comprimido transmite una fuerza en las mejores condiciones sin duda, pero no la engendra. Las ilusiones que han animado en otro tiempo áM. Andraud sobre los servicios que puede prestar el aire comprimido, empleado como fuerza motriz, se desarrollan ypropagan mucho en este momento. Se cree haber desterrado los vicios originales del aire comprimido empleado como motor, cuando no se ha mejorado más que la manera de hacerle servir. Demostraremos más adelante en qué consisten los errores en que incurren los partidarios del aire comprimido. 3!ientras tanto dediquémonos al examen de las ventajas é inconvenientes de su empleo. Por las consideraciones generales vemos, como lo hemos hecho ya ápropósito de las máquinas con hogar, hasta qué punto este sistema puede satisfacer las condiciones del programa. a.—En los ensayos de los diversos sistemas de locomotoras de aire comprimido, no se ha demostrado todavía prácticamente que puedan éstas circular fácilmente en las curvas de 20 metros de radio. Un coche automóvil de aire comprimido esperimentado en París en los tranvías de la Étoile áCourbevoie, no ha podido franquear las curvas dificultosas de un radio muy superior al de 20 metros, sin que se reemplazase el rail exterior de garganta por uno plano. Esta solución ,suficiente para demostrar lo que se quiere sobre esta línea, no puede aceptarse para una aplicación regular. Es preciso, en efecto, redoblar la atención yprecaucio- 23 nes, disminuir mucho la velocidad de la locomotora ydisponer la vía de un modo particular, áfin de evitar todo descarrilamiento. Proceder así es volver la dificultad en lugar de orillarla. Para vencerla no es preciso recurrir átales medios, sino á los mecánicos que paralizan, sobre la misma maquina, las causas de los descarrilamientos, sin turbar su equilibrio, causas que residen principalmente en la acción de lao fuerzas tangente ycentrífuga que, como se sabe, son tanto más potentes cuanto mayor es la velocidad ymás considerable la masa, en movimiento. Los medios empleados en los ferrocarriles para equilibrar, por la elevación del rail exterior, los efectos de las fuerzas que acabamos de señalar, son insuficientes éimpracticables sobre la vía pública, cuando se trata de entrar con velocidad en curvas de 20 metros. No es posible disminuir más el cuerpo de la máquina ni moderar mucho su velocidad: renunciar al acoplamiento de los ejes es perder el beneficio de la adherencia en las fuertes pendientes. Es preciso agregar, por otra parte, que el Ministerio de- Obras Públicas rechaza toda idea de alteración del perfil delas carreteras construidas. Es, pues, necesario aceptar la posición de los rails según eí emplazamiento que les señale, en curva por supuesto, el peifil de la vía pública. Pero como puede suceder que el rail exterior esté más bajo que el interior, ála inversa de lo que se practica en los ferrocarriles, resulta que es necesario de todo punto combatir sobre la máquina misma las causas de los descarrilamientos. Estos medios no han sido empleados para las máquinas de aire comprimido más de lo que lo han sido para las de hogar, nos reservamos señalar las disposiciones que han sido adoptadas en las locomotoras sinhogar para obtener el resultado deseado- 24 b. Si calculamos la presión áque es conveniente comprimir el aire para obtener, bajo un mismo volumen, un trabajo igual al que podría dar una caldera de vapor, óuna cantidad de agua recalentada, el cálculo indica que esta presión debe ser superior á200 atmósferas. Como es imposible, en la práctica, acumular el aire comprimido á200 atmósferas, volveremos áenunciar el problema como sigue: dada la presión de 25 atmósferas ála cual se acumulara el aire en los depósitos de tona locomotora ¿qué volumen habrán de tener estos depósitos,para efectuar un trayecto de ida yvuelta de 20 kilómetros,sobre un perfil de vía que presente por término medio una pendiente continua de °’ m005 por metro,con una carga total de 15 toneladas ? Empecemos calculando el trabajo dinámico que es preciso desarrollar, sobre la llanta de las ruedas, para remolcar este tren de 15 toneladas en las condiciones que acabamos de exponer. Admitamos, según los resultados de las experiencias hechas en las líneas de tranvías, en buen estado, un esfuerzo de tracción de 10 kilogramos por tonelada, ysupongamos un esfuerzo suplementario de 1kilogramo por tonelada, para tener en cuenta la resistencia de las curvas. Tenemos: T= 15.000 X(0.011 4- (0.001 X5)) X20.000 =4.800.000 kilogramos. Veamos, no obstante, cuál es el volumen de aire comprimido á25 atmósferas que puede producir este trabajo. Supongamos, para esto, que la fuerza elástica del aire cesará de obrar cuando la presión pase de 5atmósferas, que el calor desarrollado con la compresión será completamente absorbido, yen fin, que el escape será siempre utilizado por el calentamiento del aire antes de entrar en los cilindros motores. Los cuadros formados por M. Lindelof, por medio de la fórmula general: T=P Vlog. hyp. ,indica que un metro cú- 25 — bico de aire comprimido á25 atmósferas arrastra 831.700 kilográmetros: que el mismo volumen de aire comprimido á5 atmósferas arrastra solamente 83.170 kilográmetros. De esto resulta, que si se utilízala fuerza motriz de un metro cúbico de aíre comprimido á25 atmósferas hasta el límite inferior de 5, el trabajo producido sobre los pistones será 831.700 —831.70 =748.530 kilográmetros. Teóricamente, el trabajo consumido por la compresión del aire debe restituirse por entero ála expansión. Pero en la práctica, las fugas, los efectos frigoríficos, la resistenciade la presión atmosférica, reducen el trabajo utilizable en los pistones áun 50 por 100 menos. Si admitimos este coeficiente de 50 por 100 ysi suponemos que el mecanismo de la máquina no consumirá., por sus resistencias pasivas, más que 40 por 100 del trabajo motor de los pistones, se tendrá el trabajo que puede producir un metro cúbico de aire á25 atmósferas sobre la llanta de las ruedas, por; Tu—748.530 x0,60 X0,40 =224.559 kilg’rámetros. Es preciso pues, para desarrollar el trabajo de 4.800.000 kilográmetros, indicado antes, un volumen total de aire comprimido á25 atmósferas, igual á 4.800.000 ósea 21 metros cúbicos. Una máquina locomotora que ocupa un tan gran espacio es sin duda demasiado voluminosa; ysi se considera después que el volumen de 21 m-c-debe estar contenido en depósitos metálicos muy resistentes, se adquiere la convicción de que su peso alcanza entonces notables proporciones. 3Iás tarde hemos de ver que para producir un trabajo igual á4.800.000 kilográmetros, es necesario un depósito cubicado sólo para 3metros cúbicos de agua recalentada yproduciendo el vapor entre los límites de temperatura de 193 á 32 del tiempo empleado en la carga de los depósitos. En efecto r de los cálculos del Ingeniero M. Lindelof se deduce que son necesarias 3horas próximamente para comprimir un metro cúbico de aire á25 atmósferas con la potencia de un caballo de vapor. Con 100 caballos.de vapor se comprimirá 100 veces más cantidad, pero se ganará bien poco en velocidad, porque el calor que se desarrolla, yque no puede ser más que imperfectamente absorbido por una inyección de agua fría, es proporcional ála cantidad de trabajo producida. Será preciso entonces, ó un número considerable de coches aprovisionándose de los compresores, óbien una cantidad enorme de depósitos de acumulación de aire cargados con anticipación. En una yotra hipótesis, resultará muy aumentado el gasto de instalación: en la segunda, será considerable el desperdicio de aire por la multitud de pequeñas fugas que, según los ingenieros especiales, es casi imposible evitar áuna presión tan elevada, aun estando las juntas perfectamente ajustadas. i-—El sistema de producción de fuerza en lugar fijo, adoptado por la locomoción de aire comprimido, disminuye mucho las probabilidades de avería, que se puede censurar, álas locomotoras de vapor con hogar. Xo existiendo la acción del luego ylas incrustaciones las causas de deterioro desaparecen completamente . Eos motores de aire comprimido engendran, por tanto, gastos por el uso yconservación que son extraños álas máquinas de hogar. El desgaste proviene del polvo yel barro que se introduce en los órganos mecánicos ydelicados de la máquina; la conservación resulta de las numerosas fugas cuyos efectos no pueden evitarse más que por las más minuciosas precauciones. Xo es imposible anular el gasto producido por el uso anticipado, mejorando las disposiciones de la máquina. Por el contrario, los gastos de conservación ocasionados por las fugas serán tanto más elevados cuanto mayor sea la tensión del aire ymás voluminosos yen mayor número los depósitos acumuladores. Las máquinas de vapor, las bombas, los conductos de aire al taller de compresión, dan lugar, por otra parte, áun entretenimiento bastante dispendioso, en razón ála importancia de las instalaciones que exige la aplicación del aire comprimido. j.—Es difícil dar una opinión terminante acerca de los riesgos de explosión de los depósitos de aire comprimido. Aprimera vista parece que el aire comprimido áuna presión cualquiera, para que sea enseguida impelido sobre los pistones del motor , no puede en manera alguna dar lugar ápeligros de explosión. Así lo hemos pensado nosotros mucho tiempo; pero nuestra opinión se ha modificado después que un Ingeniero extranjero nos ha afirmado haber sido testigo, en Turín, ce una explosión producida por el aire comprimido áalta presión. El aire había sido comprimido, nos decía este ingeniero, en un depósito de cobre rojo áuna presión elevada, para hacer experiencias de laboratorio. El depósito presentaba una resistencia suficiente para soportar la carga interior. Se llenó el depósito de aire en medio de un patio, ycuando apareció el sol, los rayos de éste determinaron una explosión que se produjo con gran estrépito yde un modo aterrador. Este incidente no dejó de llamar la atención álos hombres técnicos, que no pudieron explicarse las causas de la explosión sino atribuyéndola ála dilatación del aire comprimido, al considerable aumento de su volumen yde su presión. Los fenómenos de este género, ¿podrían producir en ocasiones los más graves accidentes sobre la vía pública? No nos atrevemos ácontestar nada, pero si el hecho se reprodujera, no nos sorprendería. Ic. —La ausencia del hogar en las locomotoras de aire comprimido, realiza la ventaja de no poder proyectar chispas sobre la vía pública. 3 —34 — l. —Por los mismos motivos, el resplandor del hogar ytodos los inconvenientes que entraña están evitados completamente. m.—Xo hay carbones incandescentes distribuidos sobre la vía pública. n. —La locomotora de aire comprimido no produce ningún ruido por el tiro de la chimenea, por los escapes del vapor, por las válvulas, etc.; puesto que ni tiene válvulas, ni escape de vapor, ni tiro de la chimenea. Produce, sin embargo, este sistema, cuando funciona en una pendiente, una especie de silbido. Señalamos el hecho únicamente como una indicación. o. —Se puede decir que el sistema de aire comprimido, tal como se ha presentado hasta aquí, satisface completamente las condiciones del programa, en lo que concierne ála posición del maquinista delante de la máquina. Pero bueno es hacer constar que esta condición no se efectúa sino empleando placas giratorias ácada extremo de la línea. p. —Respecto ála potencia yprontitud del freno, se puede decir para este sistema lo que ya se ha dicho ápropósito de la locomotora con hogar. La mecánica posee bastantes medios hoy para resolver satisfactoriamente el problema, cualquiera que sea el sistema empleado. q. —El arranque ópartida es una cuestión extraña en absoluto al principio mismo de la máquina. Regulando la presión á voluntad, yestableciendo las dimensiones de los cilindros motores en consecuencia, es fácil obtener un pronto arranque. r§£. —Ra locomotora de aire comprimido no produce humo, ni lanza hollín ni cenizas sobre la vía pública; constituyendo la realización de estas condiciones, incontestables y muy preciosas ventajas. En resumen, las locomotoras de aire comprimido reúnen las ventajas características siguientes: Empleo de todos los combustibles; —35 — Necesidad de un solo maquinista para cada locomotora: Maniobra sencilla de éstas: Reducción de los gastos de conservación de las mismas: No proyectar chispas: No producir resplandor por la noche: No arrojar carbones incandescentes sobre la vía pública; Ir colocado el maquinista ála cabeza de la máquina: No producir humo, ni cenizas, ni olores; Por el contrario, presenta los inconvenientes que van ácontinuación: Dificultad de circular fácilmente en las curvas de 20 metros de radio; Tener mucho peso yvolumen; Dificultadle utilizar su peso en la adherencia como máquinas remolcadoras; Necesidad de placas giratorias: Gasto excesivo de combustibles; Conservación costosa de los aparatos de compresión, depósitos, ete. Producir el aire, al escaparse, una especie de silbido; Gastos considerables de instalación. Se puede demostrar aquí que, si las máquinas de aire comprimido ofrecen ventajas más importantes que las locomotoras con hogar, la importancia de ellas disminuye por los inconvenientes graves áque dan lugar. Hacemos constar, en efecto, que las ventajas realizadas son en favor del buen funcionamiento yde la salubridad pública, mientras que los inconvenientes se refieren directamente ála economía general del sistema. Esto nos obliga ádecir que las ventajas se obtienen ácosta de un sacrificio demasiado grande para que el sistema que las crea pueda ser adoptado en la práctica. Más tarde veremos por qué otros medios se pueden realizar Jas ventajas obtenidas por las máquinas de aire comprimido. 36 — descartando todos sus inconvenientes. Se verá que el sistema de máquinas de vapor sin hogar es capaz de responder por entero álas condiciones del programa, yque el principio sobre el cual está fundado, representa la aplicación de la potencia del vapor más sencilla, más racional, ypor tanto, más económica. LOCOMOTORAS SIX HOGAR. Las locomotoras de vapor sin hogar han sido imaginadas sobre la base principal de eliminación del hogar de cada máquina ylos numerosos inconvenientes que son la consecuencia de su empleo. Como para el aire comprimido, se ha buscado el aislar el lugar de producción de la fuerza motriz de las numerosas máquinas locomotoras destinadas áemplearla sobre la vía pública. Esto se ha conseguido por el empleo de la capacidad calorífica excepcional del agua, Comunicándola una cantidad de calor suficiente para obtener la producción de vapor necesario para que cada máquina funcione. Si fuese preciso, por una causa calorífica exterior al depósito, comunicar al volumen de agua la temperatura necesaria para obtener, antes de su partida, el resultado indicado anteriormente, presentaría en la práctica numerosas éinsuperables dificultades. En efecto, el funcionamiento activo del hogar, obrando sobre la caldera antes de marchar, entrañaría complicaciones, gastos elevados éinconvenientes tan serios, que el resultado final no invitaría por sus ventajas ála adopción del procedimiento así combinado. Es preciso, pues, comunicar al agua del depósito el calor necesario por otro medio más sencillo, más cómodo, ysobre todo, más económico. Este medio consiste en hacer pasar por el volumen de agua del depósito, antes de partir la máquina, una —37 — corriente de vapor áalta presión qne ceda todo su calor amedida que se vaya mezclando con el agua. En virtud de este principio ysabiendo que el punto de ebullición, es decir, la temperatura correspondiente ála formación del vapor, aumenta ydisminuye según que la presión aumente ódisminuya sobre la superficie del líquido calentado, resulta que, en un recipiente cerrado, cuanto más se calienta el líquido, tanto más aumenta la presión sobre su superficie. Por consecuencia, si el calentamiento es producido por una corriente de vapor, éste calienta el agua yllena el espacio libre de encima de la superficie del liquido aumentando progresiva-, mente la presión, aumento que precede siempre un poco al de temperatura del agua correspondiente, yque tiene por efecto retardar la ebullición yliquidar el vapor introducido, Tal es el principio de la locomotora de vapor sin hogar. Para aplicar este principio es suficiente, pues, montar sobre una locomotora un simple depósito cilindrico, capaz de resistir áuna presión que prácticamente puede variar entre diez y quince atmósferas. El vapor es producido por calderas fijas establecidas en un lugar único; por medio de un manguito de tornillo sencillo y de°maniobra rápida, el depósito de la locomotora, lleno de agua en sus tres cuartas partes próximamente, se pone en comunicación con el conducto general de las calderas de vapor. Para proveer al agua del calor que debe poseer ála partida se abren dos rubinetes; uno sobre el conducto de las calderas, otro sobre el depósito de la locomotora. El vapor áalta presión de las calderas fijas se precipita con fuerza en el interior del depósito. Por efecto de la disposición de pequeñas aberturas para la salida del vapor sobre un tubo interior, colocado de un modo particular, el agua es agitada en diversos sentidos ycon la suficiente violencia para repartir uniformemonte el calor. 38 Cuando hay equilibrio de presión entre las calderas yel depósito, se cierran los rubinetes yse corta la comunicación. La locomotora está entonces dispuesta para partir yel calor encerrado en el agua no tarda en provocar la ebullición desde que el espacio libre superior del depósito se pone en comunicación con los cilindros de una máquina de vapor. El motor, pues, puede dar sobre los pistones, en trabajo mecánico, el equivalente aproximado del calor contenido en el agua entre los límites fijados por la práctica, límites que deben estar considerablemente separados el uno del otro: es decir, que la temperatura inicial del agua debe ser llevada tan lejos como sea posible, mientras que la temperatura final sea conducida al más bajo. La temperatura inicial podrá estar colocada tan alta como lo permita el empleo del vapor ámuy alta presión; en la práctica puede alcanzar á200 grados, correspondiente áuna presión de 15 atmósferas por lo menos. La temperatura final deberá fijarse por la presión mínima, indispensable al motor para operar en los arranques igual que en las pendientes. Como el arranque no es más que cuestión de ejercer un esfuerzo, es posible siempre producir este esfuerzo por medio de las disposiciones especiales del mecanismo. Se puede, pues, admitir una temperatura final de 135 grados, correspondiente ála presión de 3atmósferas. En estas condiciones, el vapor puede obrar ábaja presión y ágran espansión si se quiere, alcanzándose así el mayor efecto útil. Este vapor puede evidentemento obrar, en caso extremo, con una energía más considerable, por el empleo de mayor presión sobre los pistones, cuando, durante el trayecto, se presente una resistencia accidental más fuerte. Es suficiente, para esto, maniobrar el resorte de un espansor de vapor dispuesto entre el depósito de agua caliente yotro depósito más pequeño 39 cuyo objeto es distribuir el vapor áuna presión constante so* bre los pistones. Estando ya indicada la base general del sistema de la loco motora de vapor sin hogar, sólo nos queda por dar áconocer la teoría. Después de ésta, examinaremos el mérito del sistema con relación álas condiciones del programa, como lo hemos hecho ya para las otras locomotoras. TEORÍA DE LA LOCOMOTORA SIN HOGAR. La teoría de la locomotora sin hogar, que va ácontinuación,. . ha sido dada últimamente por Mr. Piarron de Mondésir, eminente Ingeniero en jefe de puentes ycaminos. No podemos hacer nada mejor, para demostrar el valor técnico del sistema de que se trata, que tomar de Mr. de Mondésir los cálculos y la opinión cuya autoridad está por encima de todas las demostraciones que pudiéramos hacer nosotros mismos. Dejemos la palabra al sabio ingeniero: «Por mi parte ,yo veo en esta innovación un cierto porvenir. Parece aplicable, no solamente álos tranvías sino también álos ferrocarriles de vía estrecha yalos leirocarri ca del sistema Larmanjat, que vamos áver quizas próxima establecerse sobre nuestras carreteras para servir económica mente álos intereses locales. al Por esto es por lo quo yo me he propuesto someterla cuestión ai ^Lo^ 1 estudios que he hecho, sobre el vapor de agua bajo el punto de vista mecánico, yque son todavía inéditos me han abordar este problema interesante. He basado la solución s fórmulas teóricas que extraigo de la Continuación de los sobre la mecánica, obra que me propongo publicar en pro. plazo. Estas dos fórmulas son: ^^ (1)K=600 -1 jjr- ?(2) 2/2V =E(30-P-g-J K, número de calorías contenidas en un kilogramo de vapor á Ugrados; 40 y, número de atmósferas absolutas del vapor saturado áAgrados. Y, volumen ocupado por un kilogramo de vapor saturado ála temperatura de Ugrados yla presión y- a, presión atmosférica por metro cuadrado; E, equivalente mecánico del calor. La fórmula teórica (1) concuerda todo lo que es posible con las experiencias calorimétricas de M. Regnault, que están resumidas en la fórmula empírica conocida. R, =606.50 4- 0.305 U. La fórmula teórica (2) da el valor, en función de la temperatura Dtdel número de kilográmetros contenido en el almacén del trabajo elástico yzY, es decir, de la cantidad de trabajo dinámico que se encuentra almacenada en 1kilogramo de vapor saturado á la temperatura Uyála presión y. Esta fórmula concuerda perfectamente con el cuadro de las célebres experiencias de Dulong yArago tal como se ha publicado en el Formulario de Claudel. Hago constar aquí desde luego que las dos fórmulas teóricas, que me han de servir de punto de apoyo para establecer una teoría sencilla ypráctica de la locomotora sin hogar, están en perfecto acuerdo con las experiencias sobre el vapor de agua. Empiezo considerando el aparato del doctor Lamm. En el momento de partida, el recipiente contiene un cierto peso P0de aguacaliente áU0grados, más un cierto peso p0de vapor saturado áesta misma temperatura. En el momento de llegada, el recipiente no contiene más que un peso P, de agua, cuya temperatura ha descendido de Z70áUlgra- dos, más un peso plde vapor saturado áUtgrados. 'Se comprende ápriori, ysin el concurso de cálculo alguno, que el efecto dinámico que se ha propuesto obtener con el nuevo aparato será tanto más completo cuanto que el peso inicial P0sea mayor. Hay pues, necesidad de llenar ála partida el recipiente con la mayor cantidad de agua posible, no reservando al vapor saturado más que el espacio estrictamente necesario para el buen funcionamiento del aparato. En la aplicación hecha en Nueva-Orleans, el recipiente cilindrico presenta una sección de 0na,65 con una longitud de 2™,70, lo que da un volumen de 1,755 litros. Cuando se carga este recipiente para la marcha, se introducen 1.625 litros de agua, no dejando más que 130 litros de espacio libre para el vapor. Siendo la temperatura inicial U0de 193 á194 grados, que corresponden á13 atmósferas, yel volumen ocupado por 1kilogramo de vapor satu- 41 rado áesta presión, de 164 litros, se ve que el peso inicial p0del vapor no es más que O*5-,80 aproximadamente, yque la razón p0:P0de los pesos del vapor ydel agua no alcanza más que dos milésimas. No se puede pues, despreciar en la aplicación del cálculo, el peso inieial_p0,del vapor, sin temor áun error grave. Lo mismo sucede con el peso final pt,que siempre es más pequeño p0,aunque el volumen que ocupa sea mayor. Este hecho no es evidente ápriori-, pero es fácil hacer resaltar su exactitud por un ejemplo, haciendo Z7, =135 grados, lo que corresponde á3atmósferas, yadmitiendo, lo que veremos se verificará 8 más tarde, que el peso P, sea sensiblemente igual á— P 0en estas condiciones. Se observa entonces que en un recipiente como el de Nueva- Orleans, el volumen ocupado por el peso p¡ de vapor es igual álSCM — ^f=311 litros. Ycomo el volumen ocupado por 1kilo- gramo de vapor saturado á135 grados es de 620 litros, se ve que el peso ples de0k,50 aproximadamente, mientras que el peso p0es de O11 ,80. Pido perdón al lector por este trabajo numérico preliminar que quizás le parezca un tanto fastidioso; pero yo tiendo ádemostrarle que se puede, con toda seguridad, omitir el peso de vapor saturado que completa la capacidad del recipiente, cuando se trata de aplicar prácticamente el cálculo al caso de un recipiente casi enteramente lleno de agua al partir. Estando admitido este punto, voy ácalcular desde luego el peso P0—P, de vapor que puede alimentar el aparato cuando Ja temperatura desciende de Z70áUlgrados. En mi análisis no tendré en cuenta ni la variación de densidad del agua, ni la variación de su calor especifico entre los limites de temperatura U0y17,. Estas variaciones son muy pequeñas, yno están, por otra parte, exactamente conocidas, viniendo pues, inútilmente ácomplicar el cálculo. Sea, al fin del tiempo t, Pel peso del agua restante en el recipiente, vTI su temperatura. Al fin del tiempo t-h dt,el peso del agua será P—dP, yla temperatura U—dU. °La pérdida de calor sufrida por el recipiente en el instante di será: PU— (P —dP)(CT— dU) =Fd U+Ud~P . despreciando el infinitamente pequeño del segundo orden dPdL. 48 kilómetros de longitud, ycon un total de subidas igual á90 metros. Considero de antemano el peso del tren en 50 toneladas. El peso P0será dado por la fórmula numérica P0(7 X25+ SO) X50.000 1.500 8.833 kilogramos. ósea en cifi-as redondas. P0=9.000 kilogramos. Asi, sobre un ferrocarril de via estrecha cuyos accidentes del perfil longitudinal equivaldrían áuna rampa continua de 0,0030, un tren de 50 toneladas podrá ser remolcado en una distancia de 25 kilómetros, con un peso inicial de 9toneladas. Habrá necesidad, en este caso, de la formación de 1.000 kilogramos de vapor yproducción de un trabajo mecánico ixtil de 13.500.000 kilográmetros. En los cálculos que preceden, no entran para nada ni la adherencia ni la velocidad. La adherencia debe ser proporcionada al peso del tren yála inclinación de la mayor pendiente. Siempre se podrá obtener, haciendo gravitar el peso del x'ecipiente sobre las ruedas motrices, y como este peso no disminuye más que una novena parte próximamente durante la marcha, la adherencia no variará más que dentro de muy próximos límites. Teóricamente, el trabajo dinámico que el vapor debe desarrollar para arrastrar el tren áuna distancia dada, es independiente de la velocidad. Pero no es asi en la práctica, atendiendo áque las resistencias pasivas van en aumento con la velocidad, como lo demuestra la experiencia de los trenes expresos en los ferrocarriles. Sin embargo, como la velocidad, sea en un tranvía, sea en un ferrocarril de interés local, debe estar comprendida entre los limites de 10 á25 kilómetros por hora, he creido que se podría aplicar el mismo coeficiente de reducción oc en los dos casos. M. Malézieux nos enseña que en el pequeño tranvía de Nueva- Orleans, la locomotora sin hogar marcha con una velocidad superior ála de los caballos, velocidad que, no obstante, no excederá de 12 kilómetros por hora- ¿Se podrá obtener del nuevo aparato para el servicio de los ferrocarriles vecinales, una velocidad de 25 á30 kilómetros por hora? Esto es sobre todo una cuestión de evaporación. En el ejemplo que acabo de citar, para alcanzar la velocidad de 25 kilómetros por hora, el aparato debería poder evaporar- 1.000 —49 kilogramos de agua por hora, es decir, la novena parte del peso de agua inicial. ¿Podrá obtenerse esta velocidad de evaporación que es necesaria para la aplicación álos ferrocarriles vecinales óde interés local? Es probable: pero sólo la experiencia podrá darnos resuelto pun- to de tantísima importancia.» Una locomotora de vapor sin hogar, construida en las cercanías de París, pero cuya construcción deja mucho que desear, ha sido experimentada en la línea de tranvías que va de San Agustín (París) áNeuilly. Las experiencias hechas sucesivamente con dicha máquina, han confirmado plenamente el resultado de los cálculos anteriores. La velocidad de evaporación es suficiente para alimentar los cilindros de la máquina, que funcionan árazón de 20 kilómetros por hora próximamente. Dicho esto, veamos hasta dónde, la locomotora sin hogar es susceptible de satisfacer las condiciones del programa. a.—Las máquinas sin hogar que funcionan en los Estados Unidos, están dispuestas de dos maneras diferentes. Las unas obran por un solo eje motor colocado detrás yse dirigen por delante, ópor un bastidor móvil de cuatro ruedas, óbien por un solo eje director; las otras están montadas sobre dos ejes acoplados que obran juntos. En el primer caso, es fácil ádichas locomotoras circular por curvas de pequeño radio; pero entonces falta la necesaria adherencia para franquear las fuertes pendientes. En el segundo, la adherencia se obtiene por el peso completo de la locomotora; pero la circulación en las curvas es menos fácil, bien que en los Estados Unidos el perfil de la garganta de los carriles de los tranvías es más favorable que en cualquiera otra parte. Con la garganta estrecha de los carriles de tranvías generalmente adoptados en Europa, no sería posible hacer circular, en curvas de 20 metros de radio por ejemplo, las máquinas 4 —50 — americanas que tienen los dos ejes acoplados, sin articulación entre sí. Esto se conseguirá quizás, por un medio que se ha practicado últimamente para ayudar en la circulación de las curvas álas máquinas de aire comprimido, medio experimentado en el trayecto de Courbevoie ála Place de PEtoile. Pero este medio no puede convenir más que en casos particulares, ni puede adoptarse en serio para hacer de él una aplicación general. En efecto: las curvas del radio de 20 metros necesitarían tipos especiales de carriles, un material en extremo vario ycomplicado para la construcción de la vía; en fin, todas las curvas habrían de estar establecidas sobre una plantilla uniforme. Todas estas condiciones, pues, son malas yno pueden en manera alguna ser tomadas en consideración, cuando de lo que se trata es de establecer ferrocarriles ó tranvías baratos. Tiene, por otra parte, el sistema, los inconvenientes de producir rebordes ydepresiones que alteran mucho el perfil del camino ocupado, cosa que las más de las veces no consiente el Ministerio de Obras públicas. Conviene hacer notar, además, que el empleo del carril plano, usado ya antes por Laignel, no constituye un remedio suficiente para los efectos múltiples sobre las ruedas motrices, de las fuerzas centrífuga ytangencial que destruyen mucho las zapatas de las ruedas, los carriles, los principales órganos del motor, las cajas de grasa, etcétera. Xo es, pues, ála vía ála que hay que pedir los medios de . combatir las causas de los descarrilamientos ydeterioro del material. Este resultado sólo puede obtenerse adoptando disposiciones especiales en las partes constitutivas de las máquinas. La vía debe estar dentro de condiciones sencillas yregulares ydebe llenar las exigencias del servicio de las carreteras que haya de ocupar: la máquina locomotora únicamente, es la que está llamada ásufrir una transformación. Partiendo de esto, ypara obtener este resultado, es por lo que hemos combinado un sistema especial de articulación entre sí de los bastidores, ejes, engrasadores ybielas de acoplamiento, sistema que ha sido aplicado ála lomotora sin hogar experimentada en Neuilly, áuna velocidad variable entre 10 y18 kilómetros por hora, sobre una vía ordinaria de tranvías. La máquina circuló con gran facilidad sin descarrilar por agujas ypor curvas correspondientes áun radio de menos de 20 metros. Un coche de tranvías en que los descarrilamientos son frecuentes por la tracción animal, fue enganchado detrás de la máquina, ypudo tan fácilmente como ella franquear las curvas ylas agujas, ápesar de los numerosos defectos de la vía. 6. —Se ha demostrado ya en el capítulo consagrado ála máquina de aire comprimido, cuando se trataba del peso muer- to ydel volumen de las de este sistema, que para producir un trabajo dinámico de 4.800.000 kilográmetros, era preciso almacenar un volumen de 21 metros cúbicos de aire comprimid.o á25 atmósferas. Al mismo tiempo se dijo que el sistema de locomotoras sin hogar, no exigía más que 3metros cúbicos de agua caliente para producir el mismo trabajo. 'La teoría de la máquina sin hogar prueba, en efecto, que 1kilogramo de agua caliente entre los límites de 193 y135 grados produce un trabajo de 1.500 kilográmetros, de donde resulta que, para producir un trabajo de 4.800.000 kilográmetros, es necesario utilizar un volumen de agua caliente de: 4.800.000 1.500 :3^, 200 Las experiencias hechas en Seraing en una locomotora de fábrica, defectuosa, han demostrado que un kilogramo de agua caliente, entre los límites de 186°, 50 y136°, 50, puede producir un trabajo de 1.600 kilográmetros. Si atendemos álos* resultados de estas experiencias, es necesario entonces un volumen de: 52 — 4.800.000 1~600 000 de agua. Este \olumen de 3metros cúbicos de agua está muy lejos de ser, como se ve, el enorme volumen de 21 metros cúbicos de aire comprimido. Es inútil insistir para hacer comprender que es imposible emplear depósitos de una capacidad total de 21 metros cúbicos en una locomotora; mientras que no es exagerado el hacerlo con depósitos de agua caliente, capaces para 3 metros cúbicos ymás. Por lo que precede, se ve con toda claridad que entre el sistema de aire comprimido yel sistema de agua caliente, es el último mucho menos voluminoso. Refiriéndonos, además, álas conclusiones que hemos deducido anteriormente de la comparación entre las locomotoras con hogar ylas de aire comprimido, podemos decir de igual modo que la máquina sin hogar es menos voluminosa que la máquina con hogar. Quédanos sólo por demostrar que la locomotora sin hogar es todo lo menos voluminosa posible, yque, para trayectos cortos, de 15 á20 kilómetros, por ejemplo, nada tiene que envidiar, bajo este aspecto, ála ordinaria de hogar. En lo referente al peso, claro está después de lo que precede, que la locomotora de aire comprimido será pesada en proporción al de los depósitos, como también en razón directa ne la presión del aire yde la capacidad total de los mismos. Los cálculos que hemos hecho con este objeto nos prueban que la sobrecarga enorme del metal de dichos depósitos es muy superior al peso de los depósitos de agua caliente, del condensador refrigerante, yde todo el conjunto de accesorios de las máquinas sin hogar. Supusimos entonces que el peso total de la caldera ydel espansor de la locomotora de aire comprimido compensaba el correspondiente de los espansoresy del recipiente intermediario de vapor de la locomotora sin hogar: en cuan- —53 to álos ejes, ruedas, bastidores, resortes, motor, etc., etc., son partes comunes átodos los sistemas ydependen directamente del peso principal de que acabamos de ocuparnos. Xo hay necesidad, pues, de insistir más sobre la materia; pero hagamos constar de una manera general que la locomotora sin hogar, comparada con la de aire comprimido, bajo el punto de vista del peso muerto, es la más ventajosa. Si, por otra parte, se pone la locomotora sin hogar en paralelo con la locomotora de vapor con hogar, resulta de la comparación que la primera es más ligera que la segunda. En efec- to, si la locomotora con hogar exige un volumen de agua mucho menor, está obligada, por el contrario, állevar el agua fría, el combustible, el hornillo, el sistema tubular, la caja de humos, la chimenea, los aparatos ie alimentación, todos los pesados ynumerosos accesarios, en fin, que no se encuentran en ninguno de los otros sistemas, ysobre todo, en las locomotoras sin hogar. En resumen; la locomotora sin hogar es, áigual potencia, la más ligera, la menos voluminosa de todas las locomotoras que hemos comparado aquí. c.Si importante es hacer circular fácilmente las locomotoras por las curvas más pequeñas, no lo es menos el darlas, cualquiera que sea el sistema, la mayor adherencia para la tracción sobre las pendientes. Sabemos que se cae áveces en un círculo vicioso, es decir, que cuando una máquina se halla en condiciones para circular fácilmente por las curvas pequeñas, es impotente para subir las pendientes grandes, yviceversa. El sistema de bastidores articulados, realiza el medio de utilizar la totalidad del peso de la máquina en la adherencia, sin perder su flexibilidad durante su funcionamiento en las curvas de pequeño1radio. La máquina sin hogar puede funcionar hacia adelante 54 — yhacia atrás ávoluntad, sin el auxilio de las placas giratorias, por el hecho de la disposición simétrica del sistema de bastidores articulados, de que hemos tratado más arriba. En uno yotro sentido, la marcha se efectúa idénticamente yen las mismas condiciones; las curvas ylas agujas pueden franquearse con la misma facilidad por un lado que por otro; el enganche de los vehículos puede hacerse por cualquiera de los extremos de la locomotora; el maquinista, en fin, puede trasladarse de uno áotro extremo de ésta, manejando por el lado que sea necesario, las palancas de cambio de marcha, del freno, del expansor, yla de introducción del vapor. e. —Hay de común entre la máquina de aire comprimido y la locomotora sin hogar, la ventaja de poderse emplear toda clase de combustible. Produciéndose el vapor en un sitio único yen calderas fijas, es posible quemar combustibles sólidos, líquidos ógaseosos, según la conveniencia que resulte de utilizar unos úotros. En muchas circunstancias yen numerosas ypotentes industrias en que se deja escapar, sin utilidad alguna, el excedente de vapor de las calderas fijas, la locomotora sin hogar ofrece la preciosa ventaja de utilizar este vapor, para la tracción de productos óde primeras materias en el interior de las fábricas ytalleres, ópara unir los pequeños ramales con las grandes líneas de transportes. f.—El gasto para la producción del vapor es menos elevado con el uso de la locomotora sin hogar, que con cualquier otro sistema. Hemos explicado ya por qué el sistema de aire comprimido da lugar áun gasto más elevado que el sistema de la máquina sin hogar; resulta lo mismo del examen áque hemos sometido con este propósito la locomotora con hogar, que gasta más combustible que la máquina sin hogar, tanto bajo el punto de vista de la cantidad, como bajo el de adquisición . —55 — g.La locomotora sin hogar no reclama, para sus maniobras, ni la presencia de un fogonero, ni la habilidad de un maquinista. La ausencia de hogar hace nulos en esta locomotora los servicios de un fogonero: el empleo común, tan familiar, del vapor, no reclama otras aptitudes que las de un maquinista ordinario. h—La maniobra de la locomotora sin hogar es sencilla, y esto se explica suficientemente por la ausencia del hogar yce todos los accesorios que reclaman, ácada instante, los cuidados más minuciosos yla mayor atención. Los gastos de inspección yde vigilancia se reducen al mínimum, en razón del sistema de producción única del vapor y de la sencillez de las instalaciones que se reducen áuna batería de calderas fijas provistas de sus aparatos de alimentación, yalgunas veces de gasógenos, cuando se quiere utilizar la economía de la calefacción por gas. Los gastos de deterioro yconservación que provienen de las averías yde la acción destructiva del polvo ydel barro de las carreteras, serán menos elevados que los mismos gastos ocasionados por los sistemas de aire comprimido óde evaporación constante. En efecto, estando la máquina propiamente dicha, asi como todos los órganos delicados de la locomotora, colocados en una caja cerrada ysólida, las partes principales se hallan protegidas por una balaustrada circular contra todo choque que provenga, bien del encuentro con un coche, bien de un descarrilamiento, óbien de cualquier otro accidente capaz de producir un deterioro lo bastante grave para impedir ála locomotora que continúe funcionando. Por lo demás, no existen en la locomotora sin hogar los gastos de conservación que ocasionan en todas las locomotoras con hogar las incrustaciones, las cajas de fuego yhumos, el sistema tubular yla acción destructiva del fuego en gene- 56 ral. Bajo este aspecto, siguen correspondiendo las ventajas á la locomotora de agua caliente. j.—No es menester explicar por qué no hay que temer explosiones con el sistema de locomotoras sin hogar. La supresión de éste quita todas las causas de peligro que existen en las locomotoras de vapor ordinarias. Una vez calentada el agua por la introducción del vapor, la presión sólo puede descender ypor tanto todos los riesgos desaparecen. Bajo el pun- to de vista de seguridad, ofrece este sistema, por consecuencia, el mayor número de ventajas. Je. I. m.—Puesto que el hogar no existe, no hay que temer los inconvenientes de la proyección de chispas, resplandor del hogar durante la noche, ni el de arrojar carbones incandescentes sobre la vía príblica. n. —Los purgadores se vacían silenciosamente en una caja cerrada que se abre por una llave al terminar el recorrido. Una gran parte del vapor del escape se condensa en un refrigeran te de circulación de aire, yel resto se esparce en la atmósfera por un tubo especial de salida. No hay, pues, que temer en la máquina sin hogar, los silbidos ni las causas principales que espantan álos animales. o. —Resulta de lo que queda explicado ya, que la disposición adoptada en la construcción de la locomotora sin hogar permite al maquinista colocarse ávoluntad en la parte de adelante ódetrás de la máquina, según que deba dirigir su marcha en uno úotro sentido. Esto se ha tenido en cuenta al efec- to de poner completamente al descubierto, ante los ojos del maquinista, la vía que ha de recorrer su máquina. p. —El freno aplicado ála locomotora sin hogar es fácil de maniobrar, tanto delante como detrás. Actúa por ocho zapatas sobre las cuatro ruedas ála vez. Su prontitud ysu energía son una estimable garantía bajo el punto de vista de seguridad en la circulación sobre la vía pública. 57 q.—El arranque, estando parada, le efectúa fácil yrápidamente. Además podrá hacerse en inmejorables condiciones en las pendientes, cuando para utilizar la gran espansión del vapor, el motor esté compuesto de tres cilindros, dos pequeños \ uno grande, como en el sistema Compound. En marcha normal, el vapor de los pequeños se escapa al grande; en el momento de arrancar, la presión se ejerce al mismo tiempo en los tres cilindros ydurante muy cortos momentos. t.—Los inconvenientes del humo, la proyección de hollín ycenizas sobre la vía pública, yen ñn, el olor del carbón, -desaparecen con el sistema de la máquina sin hogar. RECAPITULACIÓN GENERAL Si se comparan los resultados de la locomotora sin hogar con los obtenidos por los sistemas de locomotoras de aire comprimido yde vapor por combustión,se notará la ventaja que tiene aquél sobre éstos con sólo leer lo que va ácontinuación: a._La locomotora sin hogar puede circular fácilmente por curvas de menos de veinte metros de radio yen las condiciones en que actualmente están establecidas las vías sobre las carreteras, mientras que las locomotoras de aire comprimido yde hogar no circulan con esa facilidad. El enganche de los coches es fácil, sencillo ycómodo. La locomotora sin hogar es relativamente ligeia >poco voluminosa; es menos pesada qne las de los otros dos sistemas, yde mucho menos volumen que la máquina de aire comprimido. cLa locomotora sin hogar empleada como remolcador, puede emplear la totalidad de su peso en la adherencia sobre las pendientes por el acoplamiento de sus ejes s-n perjudicar la condición primera del programa, mientras que las locomotoras de aire comprimido ycon hogar, no tienen esta ventaja. La locomotora sin hogar evita en los tranvías yferro- —64 ción, ála distancia D: por C, la carga útil transportada por un caballo en un día, el número de caballos, será: *T_pxp c P, carga diaria que hay que transportar por término medio 300 __ en toda la longitud de la línea =—-—=loO T. D, distancia media del recorrido de estas 300 toneladas, es igual á dos veces 10 kilómetros, ósea 20 kilómetros. C, la carga útil transportada por un caballo en un día, es de 26,085 tons. kilométricas; admitamos sólo 26 toneladas. Se tiene, pues: N=150 X20 26 =115. ósea un número de 115 caballos. Gastos de alimentación yde conservación de los caballos. —Para calcular los gastos de tracción por caballerías, es preciso tener en cuenta todos los que, de cerca óde lejos, son susceptibles de sufrir modificaciones por la sustitución de los motores mecánicos. La alimentación de un caballo de ómnibus óde tranvías, cuesta actualmente 3francos diarios. Hay que añadir áesto los gastos de conservación, renovación, etc., para obtener el coste diario del caballo. Hélos aquí aproximados, para París: Palafreneros 0:2946 Dependientes para el relevo, mozos, cocheros 05400 Veterinarios yenfermería 00222 Agua 00141 Porraje 01214 Conservación vrenovación de guarniciones 00900 lf 0823 Importe de la manutención 30000 Total 44 0823 —65 — Si nn caballo cuesta 4.082 francos por día, el coste total por año para 115 caballos, será: 115 <4.082 x365 =171.258 francos. Xo hemos tenido para nada en cuenta los gastos del personal administrativo, del servicio de viajeros, de las oficinas, etcétera, etc., no obstante de que en la organización de la tracción per caballos hay dependencias que, como la inspección yvigilancia, producen gastos mucho más elevados que en la aplicación de motores mecánicos, yque modificarían sensiblemente el resudado final que hemos de obtener en favor de los motores mecánicos, si no quisiéramos prescindir de ellos. Pero áfin de simplificar, ypara dar más clara nuestra demostración, seguiremos considerando sólo los gastos más principales. TRACCIOX POR LA LOCOMOTORA DE VAPOR COtí HOGAR Trabajo de las máquinas.—Si la carga que hay que remolcar ála vez es de 10 toneladas, admitido que hay 150 toneladas que transportar en cada sentido, yque la duración del servicio es de 15 horas por día, podremos suponer que se habrán de foi mar en cada sentido lo trenes de 10 toneladas cada uno, que partirán de hora en hora. En este caso serán precisas, en servicio activo, dos máquinas locomotoras que supondremos tienen un peso de 6tone- ladas cada una, yla suficiente adherencia para pendientes de 0,40, El peso del tren con su locomotora será entonces de 10 t6t=16 toneladas. Si hay 15 trenes diarios que van en una dirección y15 que van en la contraria, las dos máquinas unidas desarrollarán el trabajo necesario para arrastrar una carga total diaria de 2X15 X16 1—480 toneladas, áuna distancia de 10 kilómetros. o 66 Aplicando el coeficiente medio de tracción ó0,008; 125 haciendo la resistencia debida ála gravedad igual á1kilo- gramo por tonelada ypor milímetro de pendiente, tendremos, en la hipótesis de una pendiente continua de 0,005, para el trabajo de tracción desarrollado en un día en la llanta de las ruedas motrices de las máquinas: 4801OOO^g- X1 125 (480t X1X5). 5J X10.000 =62.400,000 kilogramos. Puesto que las máquinas funcionan ála velocidad de 15 kilómetros por hora, yque hace cada una un recorrido total de quince viajes de 10 kilómetros ósea 150 kilómetros por día, la duración total de su servicio efectivo será de 150 15 10 horas. La fuerza en caballos de cada una de las dos máquinas será la siguiente: 62.400.000 _.t,, 2X,10 X3.600 X75 =11'° aballes-vapor. Gastos Siendo el consumo medio de cok por cada caballo yhora en las locomotoras de los ferrocarriles 2,25 kilogramos próximamente, podemos, sin temor áequivocarnos, suponer que las pequeñas locomotoras fumívoras, para el servicio de las carreteras, gastarán por lo menos 3kilogramos (1). Las dos máquinas juntas consumirían, pues, durante las 10 horas de su servicio 2x12 caballos x3^- X10 horas =720 kilogramos. Aesta cantidad se debe añadir el cok consumido para encenderlas ydurante las paradas, consumo que puede calcularse en un 33 por 100 del principal, ó1kilogramo, por término medio, por cada caballo yhora. (1) Si nos ciñésemos álos datos que se nos han proporcionado, ei consumo sería por tó menos de Skilogramos para las maquinas ce hogar ensayadas recientemente en París. Para cinco horas, será: 2X12 caballos X1kg. X5horas =120 kilogramos. De donde el consumo diario total de cok es: 720 kg. _f_ 120 kg. =840 kilogramos. Si fijamos el precio de 56 francos por tonelada de cok de buena calidad, puesto en París, el gasto de combustible por día será igual á: 0.840 X56 =47 ‘04 francos. Ademas de este gasto, se necesita para la conducción de las locomotoras por la vía pública, dos hombres; uno que dirija la máquina yvigile la vía, mientras que el otro se ocupa de engrasar, limpiar, alimentar yvigilar la caldera. El maquinista gana 8francos por lo menos diarios; el fogonero, 5. El gasto total del personal para las dos máquinas, es por lo tanto, igual á: (8 -f- 5) X2=26 frs. diarios. El consumo de aceite yde grasas puede evaluarse en 3fran- cos por día próximamente para cada máquina, ósea para ias dos: 2X3 =6francos. El gasto por entretenimiento del sistema tubular yde las partes constitutivas de las calderas de las pequeñas locomotoías es de 19 céntimos por kilómetro recorrido, ósea para las dos máquinas: 0,19 X150 X2=5,70 francos. El gasto por el lavado ylimpieza de las máquinas que circulan por carreteras ordinarias es de 17 céntimos por kilómetro recorrido, siendo para las dos máquinas: 0,17 X150 X2=5,10 francos. Contemos aún, para gastos diversos, entretenimiento del mecanismo, alimentación de cok yde agua. etc., etc.: 3,03 X2=6,06 francos. 68 — Reuniendo los gastos de tracción de las dos máquinas, resalta el siguiente gasto diario: Combustible (cok) '47 f04 Maquinistas yfogoneros 26 00 Aceite, grasas. ..600 Entretenimiento del sistema tubular 570 Gastos de lavado ylimpieza de las máquinas y calderas 510 Gastos de entretenimiento del mecanismo, alimentación de combustible, de agua ygastos diversos. 606 Total 95 f90 Este gasto no tiene nada de exagerado, puesto que la máquina que ha funcionado últimamente en París, en la línea de los tranvías de Saint-Germain-des-Prés, ha gastado relativamente más. Si fijamos el gasto diario en cifras redondas en 96 francos, el gasto anual será: 96 X365 —35040 francos. TRACCIÓX DE LA LOCOMOTORA DE AIRE COMPRIMIDO Trabajo de las máquinas.—La tracción puede hacerse también por máquinas de aire comprimido colocadas absolutamente en las mismas condiciones de fuerza yde servicio que las máquinas de hogar en que acabamos de ocuparnos. Supongamos para esto que el taller de compresión del aire se encuentra al extremo déla línea, fuera de la población; que los depósitos de la locomotora se cargarán, antes de partir, con un volumen de aire comprimido á25 atmósferas, suficiente para efectuar un viaje de ida yvuelta, ósea de 20 kilómetros por lo menos. Sentado esto, calculemos el volumen que es necesario introducir en los depósitos de la máquina para que arrastre una carga de 10 toneladas durante el trayecto de 20 kilómetros. 69 Para esto conviene conocer aproximadamente el peso probable de los depósitos de aire de cada máquina. De nuestros cálculos se deduce que el peso de estos depósisitos será por lo menos la enorme cifra de iO.OOO Tcilógramos . Si se le añade el peso del mecanismo, del bastidor, etc., se obtiene como peso total de cada locomotora 14.000 kilogramos próximamente. El trabajo que es necesario desarrollar durante un viaje de ida yvuelta, sobre la llanta de las ruedas motrices, será pues: T=| (10 1x14 1)4-(10 X14 lXlkX5mrn )j X20.000 ni =6.240.000 kilográmetros. bi se admite que las resistencias pasivas de la máquina absorbe 40 por 100 del trabajo gastado por la expansión del aire, la cantidad de trabajo utilizable sobre los pistones será de: 6.240.000 +(6.240.000 x—J=8.736.000 kilográmetros. Luego si, como hemos dicho anteriormente, un metro cúbico de aire, en su expansión entre las presiones de 25 y5. atmósferas, produce teóricamente, átemperatura constante, un trabajo de 748.530 kilográmetros sobre los pistones, los depósitos de aire deben contener por lo menos un volumen total de: 8.736.010 V=rr , q -or,—=11 metros cúbicos de aire. <4o.o30 Gomo hay dos máquinas en servicio, yque deben hacer ambas diariamente quince viajes de ida yvuelta, el gasto total de aire comprimido es de 11 aac. x15 =165 metros cúbieos de aire por dia. Síes necesario emplear un trabajo de 748.530 kilográme - tros para comprimir un metro cúbico de aire entre las presiones límites de 5y25 atmósferas, ysi admitimos un rendimiento del 40 por 100 de los compresores que es lo que resul- ta para tan altas presiones), la máquina fija habrá de desenvolver el trabajo siguiente: 165 x748;540 -f- 100 4Q“=308,768,625 kilográmetros. Si admitimos que una potente máquina fija, de gran expansión \de condensación, consume 2kilogramos de carbón por caballo yhora, el consumo total del combustible en un día para desarrollar el trabajo arriba indicado será: 308.768.625 75 x3.600 —2.290 kilogramos. Siendo el precio del carbón, en general, de 30 fraucos la tonelada, importará diariamente el gasto de combustible 2,290 tX30 fr. =68‘70 frs. Osea, en números redondos, 69 francos por día. Podría ser exacto este gasto si el trabajo empleado para la compresión fuese integralmente utilizado por la expansión, y si el aire se mantuviese rigurosamente áuna temperatura constante, elevándole ódisminuyéndole el calor de un modo regular durante la compresión yexpansión. Pero es difícil, si no imposible, alcanzar estos resultados en la práctica, por muchas precauciones que se tomen para evitar las variaciones de temperatura ypara utilizar en su totalidad la expansión del aire. En consecuencia, establezcamos ahora el gasto real según lo demuestra la experiencia. En los cálculos anteriores no hemos tenido en cuenta la fuerza de resistencia que opone la presión atmosférica durante el curso del pistón, yhemos supuesto un rendimiento de los compresores de 40 por 100. Si dejamos aparte los cálculos de la influencia de los fenómenos caloríferos; si nos atenemos para más claridad y sencillez álos resultados constantes yrecientes de la máquina 71 de aire comprimido de Courbevoie, de que se ha dado conocimiento ála Sociedad de Ingenieros civiles muy recie ntemente. el trabajo real utilizado sobre los pistones será sólo de 400.000 kilográmetros por metro cúbico de aire comprimido á2o atmósferas. Podríamos discutir la exactitud déla cifra de 400.000; pero admitámosla como exacta. No serían, pues, 11 metros cúbicos de aire los que habría que introducir en los depósitos, sino más bien 8.736.000 400.000 =21 metros cúbicos. Luego el volumen de aire que habría que emplear cada día sería 21 x15 =315 metros críticos, yel trabajo necesario para la compresión: 315 X748.530 X100 40 =589.467.375 kilos’rámetros. Admitamos 600.000.000 de kilográmetros para de este modo compensar las pérdidas producidas por las fugas. En fin, el gasto de combustible por día sería el siguiente: 600.000.000 75 x3.600 =4.444 kilogramos de carbón, que árazón de 30 francos la tonelada, 4,444 X30 =133 francos por día. Volvemos árepetirlo: este gasto corresponde al aprovechamiento de 50 por 100 aproximadamente del trabajo gastado para la compresión. Pero cuando por el cálculo se evalúa el rendimiento de las máquinas por las cuales se ha verificado, mediante consideraciones especiales, la compresión del aire bajo tan grande presión, para no utilizarlo enseguida más que bajo una presión mucho más pequeña, se demuestra que el método seguido en la aplicación del aire comprimido es defectuoso, yque el rendimiento notificado ála Sociedad de Ingeyiieros civiles 72 «s inferior al que hemos puesto nosotros como base para calcular su gasto. Los coeficientes de utilidad que hemos indicado más arriba han de mirarse como de resultados máximos, mientras se siga suponiendo, aunque en contra de la realidad de los hechos, que la temperatura del aire no varía durante la compresión, yque se restituye al empleado para la expansión la totalidad del calor que se desprende mientras que se le comprime. Ya que conocemos el gasto principal del combustible consumido, nos queda que ver, en la hipótesis anterior, qué cantidad de calor es necesario comunicar al aire durante sus funciones sobre los pistones de cada máquina. Si se le calienta por medio del vapor tomado de un volumen de agua calentada á180 grados (10 atmósferas), es necesario que este vapor pueda producir tantas veces 2.247 calorías como metros cúbicos de aire se hayan de comprimir en un día, ósea: 2.247 calorías x315 c. =707.805 calorías. Como un kilogramo de carbón produce en la práctica, yen el caso especial de que nos ocupamos, 5.000 calorías próximamente, el combustible gastado será 707.805 calorías &OQO —141 kilogramos. á30 francos la tonelada 0t,141 X30 fr. =4fr. 23. El gasto total ocasionado para la tracción diaria por término medio, usando el aire comprimido, será, pues, 133 4- 4fr. 23 =137 frs. 23. Puesto que cada locomotora debe contener en sus depósitos 21 metros cúbicos de aire comprimido, veamos qué volumen de agua caliente es necesario aprovisionar en la máquina para hacer restituir al aire el calor que necesita para su expansión. Cien litros de agua caliente producen 2.24 icalorías por el vapor que se desprende entre los límites de 180 á100 grados, ynn metro cúbico de aire comprimido á25 atmósferas desarrolla aproximadamente 2.247 calorías. Son precisos, pues, tantas veces 100 litros de agua, como metres cúbicos de aire haya que emplear, ó sea: 100 X21 m-c-—2.100 litros de agua caliente. La locomotora de aire comprimido, para sustituir ála tracción por caballos, ocuparía, pues, un volumen de 21 metros cúbicos de aire, mas 2‘100 metros cúbicos (Le agua caliente. Es decir, un volumen total de 23 metros cúbicos y1décima. Una locomotora que tuviese semejante volumen sería monstruosa yharía impracticable su aplicación. Xo se obviará este inconveniente más que multiplicando los talleres de compresión, óestableciendo distributores de aire comprimido sobre el trayecto de las lineas por medio de^costosas canalizaciones. Pero una yotra hipótesis son igualmente inadmisibles, atendiendo ála economía, que debe presidir, ante todo, la adopción de cualquier sistema de tracción. Será preciso, tarde ótemprano, hacer en París servicios de tracción de grandes longitudes sobre vías accidentadas ycon cargas relativamente grandes. En este caso, si el motor ha de emplear un trabajo considerable, se preguntará cómo podrá satisfacerse en la práctica con las locomotoras de aire comprimido. La solución parece difícil óirrealizable. Las antiguas ymodernas aplicaciones de aire comprimido han sido hechas sobre coches automotrices, con el objeto de reducir las resistencias pasivas del tren. Las disposiciones que así se han adoptado son evidentemente racionales bajo este punto de vista: pero pueden dar, á menudo, origen ágraves inconvenientes. Sea de ello lo que quiera, lo cierto es que no parecen lo más conveniente para 80 quina ele aire comprimido para, evitar en absoluto el pequeño escape de vapor en las calles, costaría un gran sacrificio pecuniario. Además, ¿qué compañías, qué administradores aceptarían este sacrificio para tan poco? Ninguno. La máquina sin hogar reúne muchas ventajas, no sólo bajo el punto de vista de la economía de la tracción, sino que realiza prácticamente todas las condiciones del programa. Se presenta, pues, bajo los más favorables auspicios para alcanzar un gran desarrollo ypara recibirnumerosas aplicaciones tanto en los tranvías como en los ferrocarriles vecinales. CONCLUSIÓN GENERAL Resulta de todo lo que va expuesto en anteriores capítulos que, la locomotora sin hogar puede realizar de una maneracompleta las condiciones exigidas actualmente para la tracción de los tranvías dentro de las poblaciones, ypara el establecimiento de los ferrocarriles sobre las carreteras. La máquina posee suficiente flexibilidad para circular por las ciudades ypor los campos: está combinada de manera que realice todas las economías por el empleo de un material ligero ymanuable, ypor los medios de tracción más apropiados áun tráfico de poca importancia. Se la hace maniobrar fácilmente y disminuye en mucho los gastos de construcción de que no pueden descartarse los otros sistemas de tracción. En fin, la máquina sin fuego reúne gran fuerza de tracción con poco coste; por otra parte, por las ventajas excepcionales que presenta bajo el punto de vista de la seguridad ysalubridad, las reglas de explotacióu serán mucho menos severas sin duda. Partiendo de aquí, puede obtenerse la mayor economía en los gastos de explotación en general. Desde luéga, el problema de los ferrocarriles baratos parece ya resuelto. Los Estados Unidos comenzaron áaplicar la locomotora sin hogar con gran éxito en las vías férreas de calles ycarreteras, ybajo formas- SI muy diversas antes del año 1876. En Europa, yen especial en Francia, también han sido adoptadas. En ciertos casos, las locomotoras pueden ser máquinas-re- molcadores , óbien máquinas-porteadores; en una yotra categoría, pueden comprender multitud de tipos variados según las condiciones especiales del establecimiento yde la organización de las vías férreas áque sean destinadas. Estas condiciones, con el mayor detalle posible, son las que hay que dar áconocer al representante exclusivo en España de la «C. ie Continentale d!Exploitation des locomotives sans Foyer,» A. Aced. Oficinas: Carretas, 41, Madrid: para recibir todos los datos que pudieran desear las personas óCompañías interesadas, ypara obtener, además, máquinas ligeras yapropiadas al servicio áque se destinen. Las casas constructoras encargadas de la de estas locomotoras, son las de primer orden en Francia, -verificando su construcción con la mayor rapidez yde todas las dimensiones yformas posibles. a 6 - -:, í —83 RESUMEN DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS EN EL EXTRANJERO por el empleo de la locomotora sin hosar VDS LAS OPINIONES EMITIDAS ACERCA DESELLA POR LOS MÁS EMINENTES HOMBRES DE CIENCIA Si el estudio que antecede se ha leído con detenimiento, fácilmente se comprenderá que nada podemos añadir álo expuesto para demostrar las grandes ventajas ylos beneficios que sobre los sistemas de locomotoras ordinarias yde aire comprimido realiza la aplicación de la locomotora sin hogar. Una máquina que, como ésta, es inofensiva en absoluto para el público, que le evita las continuas molestias de los descarrilamientos que vemos ádiario en los tranvías, que suprime por completo los atropellos en las calles yca.rreteras, que no produce la molesta trepidación con que tanto incomoda hoy álos viajeros la tracción irregular animal, que puede conseguir á voluntad hasta una velocidad de 20 kilómetros por hora, y que por último, aparte de lo reducido de su presupuesto de instalación, realiza una economía, demostrada por la práctica, de un 86 por 100 sobre el medio de tracción animal, se halla en circunstancias especialísimas, que ningún otro sistema reúne, para su implantación en España. En el extranjero, sobre todo en América yFrancia, está alcanzando el sistema de locomotora sin hogar, amplísimo desarrollo, como demostraremos luégo gráficamente, al consignar un estado de todos los tranvías, ferrocarriles ycanales que han adoptado este sistema. No se crea que es éste un invento reciente que trae, por tanto, aparejadas las imperfecciones que átoda nueva aplicación son peculiares, no: hace más de 18 años que fueron ensayadas yadoptadas las primeras locoino- 84 toras sin hogar en Nueva- Orleans América del Norte). Sus inventores vieron entonces que presentaban algunas imperfecciones que estudiaron ylograron hacer desaparecer: pero ya después de la Exposición Universal de 1878 en París, en la que se presentó la locomotora sin hogar bajo su forma actual, descartada de todos los inconvenientes primeros, peculiares de todo nuevo invento, ha marchado de triunfo en triunfo: sus éxitos colosales no lo han sido solamente para la ciencia, sino también para la industria, después de haber dado áconocer la práctica sus maravillosos resultados, ventajas yeconomías. De tal entidad han sido, que sin escrúpulo de ningún género puede ser adoptado este sistema, aun por aquellas personas ócolectividades que enemigas de todo lo nuevo yesclavas de lo rutinario, no saben salirse de antiguos yviciadas derroteros. Como recompensa átan portentosa creación, han sido digni-- ficados invento éinventores con los más honrosos premios que se conceden al trabajo; ybasta que se citen éstos, para que se note desde el mismo instante lo justas, serias éimportantes que son tales distinciones. La locomotora sin hogar ha sido honrada con: Medalla de plata en la Exposición Universal de Parí» en 1878; Medalla de oro de la Exposición de Amsterdam; Medalla de oro de la Sociedad industrial del Norte de Eraneia; Diploma de honor de la Academia Nacional, agrícola ymanufacturera; Premio de mecánica de la fundación Montyon del Instituto de Francia ; Medalla de oro en la Exposición Universal de París de 1889, Ysi los dignos Jurados que han concedido estas recompensas han reconocido tal importancia al invento, no lo es menos la que los hombres de ciencia la han atribuido justamente. Citaremos tan sólo algunos entre los más importantes yconocidos hombres científicos de Europa, puesto que sería tarea pesada yenojosa para el lector, pasar revista átantas ytantas opiniones como se han emitido sobre la importancia yconveniencia de la adopción de la máquina sin hogar para la tracción, de las que los resultados prácticos ysuperiores átodos los demás sistemas han sido reconocidos yalabados universalmente. El Ministro de Trabajos Públicos, yactualmente de la Guerra en la vecina República, Mr. de Freycinet, en una comunicación dirigida áMr. Francq en 1878, decía hablando de la locomotora sin hogar, que «las experiencias hechas en su presencia (la del Director de la explotación de ferrocarriles del Ministerio, delegado por el Ministro para que las presenciara), han sido muy satisfactorias;» ytermina felicitándole por tal éxito yhaciendo votos porque el Jurado de la Exposición le eonceda una distinción honorífica. En una comunicación de 1886 de la Prefectura del Sena, Dirección de Trabajos Públicos, yfirmada por el Inspector general de Puentes yCalzadas, Director de Trabajos, Mr. Alphand, leemos: «El examen de este estudio (el presentado por Mr. Francq sobre la locomotora sin hogar), ha hecho conocer el lado práctico de vuestro sistema ylas serias garantías que ofrece.» Con motivo de las disensiones entabladas para la adopción, en el ferrocarril Metropolitano de París, de las máquinas que mejores condiciones ymenos peligros éincomodidades produjesen al vecindario yálas edificaciones, se dieron áluz en la prensa, en las sociedades científicas yreuniones de hombres importantes, multitud de opiniones, cuya inmensa mayoría optaba (y sigue optando) por la aplicación de la locomotora sin hogar para la tracción del Metropolitano presentada por Mr. Francq, yde la que poseemos una reproducción fotográfica. 86 De estas diversas opiniones entresacamos las siguientes, además de las dos citadas antes de Mr. de Freycinet yMr. Alphand. De la Memoria de Mr. Schaller sobre el ferrocarril Metropolitano de Viena, que verifica la tracción por medio de las locomotoras sin hogar, tomamos el extracto de la relación del Inspector general, Mr. Frémaux,que presentó al Consejo general de Puentes yCalzadas, en el que para demostrar las ventajas que reportaría la adopción del sistema de locomotora sin hogar en el Metropolitano de París, ponía el siguiente ejemplo de una máquina-remolcadora establecida en 1881, en el canal del Marne al Rhin en el sitio llamado «Bief de Mauvages» :«En y>una carta del 13 de Febrero de 1883, el Ingeniero Jefe »Mr. Holtz certifica que, en las cuatro horas que dura ?>el trabajo efectuado por subterráneo,de okilómetros de lon- y>gitud, con el vapor caliente contenido en el depósito, la emi- •»sión de humo es nula en absoluto, yque el remolcador atrae veinte óveinticinco barcos que transportan de 4á5.000 tovneladas de cargo.i, yque, en estas condiciones, el trabajo raería de 1.200 á1. 300 kilográmetros por segundo, ósean de 16 *á 17 caballos de vapor de trabajo útil.» En la sesión de 3de Julio de 1886 del Consejo municipal de París se decía, según extracto del acta que tenemos ála vista: «... Que para la tracción de los trenes (del Metropolitano), ?>es preciso proporcionarse máquinas que no despidan ni z»humo, ni vapoi', ni gases susceptibles de viciar el ambiente, » puesto que en los túneles por los que había de pasar era una seria incomodidad ypeligro para los viajeros cualquiera de estas condiciones que se dejase de cumplir: más adelante dice: «Pe todos modos, mi parecer (el de uno de los proponentes del ^sistema), es\que lo más ventajoso sería emplear máquinas que >no produjesen nunca humo; por ejemplo, las locomotoras de nagua caliente,ytal vez, las máquinas de aire comprimido y »las eléctricas. Para los largos trayectos subterráneos, estimo T>gue estos sistemas se imponen átodas las consideraciones,» teniendo en cuenta las condiciones de los trayectos subte* rráneos. En el «Moniteur Industriel» del 6de Agosto de 1885, leemos en la sesión de 27 de Julio del mismo año, celebrada por la Comisión parlamentaria que oyó áMr. Francq, presentado por Mr. Mesnard, antiguo Ingeniero Jefe de la casa Cail, la descripción que hizo de todas las ventajas de seguridad \economía al par que de higiene, que resultaban de la aplicación de su invento al Metropolitano de París, ycomo consecuencia de sus demostraciones, dicha Comisión le pidió que preparase los proyectos definitivos del material de tracción. El ilustrado diario francés Le Temps, correspondiente al día 9de Mayo de 1886, hace constar, refiriéndose al Metropolitano, el entusiasmo con que los parisienses acogerían el sistema de tracción que permitiese suprimir los túneles, yverificase su trayecto por encima de las calles, no privándoles, así, de respirar el aire libre, al mismo tiempo de que dicho sistema no perjudicase ni molestase con el humo, cenizas óruido á los transeúntes. Considera resuelto el problema con la adopción de las locomotoras sin hogar. Acontinuación de este primer artículo publicado por Le Temps le fueron dirigidas al Director de este periódico multitud de cartas, unos dudando que reuniese tan grandes ventajas el sistema de locomotora sin hogar, otros no creyendo que pudiese existir tal invento, yotros, por último, los más sensatos, suplicándole explicase el modo de ser yfuncionar de las locomotoras sin hogar. Complaciente el distinguido periódico parisién, publicó en su número del 24 de Junio de 1886 una detallada descripción de la locomotora sin hogar, demostrando, con gran claridad que: «... ¿a disposición ele las locomotoras sin hogar es la más ingeniosa ysencilla. En vez de cargar el cay - —88 bón que ha de consumir durante su marcha para producir el vapor.se provee de éste directamente de los generadores fijos. Tj na locomotora ordinaria sabemos que se compone: de un hogar yuna caldera para producir el vapor,yde cilindros provistos de pistones que le consumen. La locomotora sin fuego no tiene hogar ni caldera,sino simplemente un receptáculo de vapor yunos cilindros; el vapor, en vez de producirlo durante la marcha,se produce en grandes calderas fijas, análogas éi las empleadas en las fábricas.»Por último, para convencer álos más incrédulos, recomienda que visiten la instalación de Port-Marly yotras donde podrán ver funcionar las máquinas ycalderas fijas yconocer la sencillez de procedimiento de carga, etc. Firmada por un Ingeniero, publica una carta Le Temps del 27 de Junio de 1886, en la que se ponen de relieve todas las ventajas que reúnen estas locomotoras sin bogar, habiendo obligado áeste Ingeniero ápublicar su opinión la cuestión suscitada para la tracción del Metropolitano, yentre otras ventajas hacer resaltar la que sigue:... «Se temerá que por los »grandes fríos, el vapor se condense en los recipientes de las y> máquinas hasta el punto de comprometer la regularidad del »servicio .Nunca ha sucedido tal. Estas locomotoras han soaportado álo largo del Sena,entre Rueil yJMarly, fríos rigo - »rosos íbe 25° bajo cero) sin que haya cesado un instante »su servicio.-» Para terminar, daremos sólo algunos pareceres de hombres de ciencia, de los muchos que tenemos en nuestro poder. Mr. Cauche, ex-Inspector general de Minas, yex-profesor de la Escuela de Minas, duda que el aire comprimidlo pueda conseguir lo que perfectamente realiza la locomotora sin hogar. Mr. Collignon, Inspector general de Puentes yCalzadas, y de Estudios de la misma Escuela, en una relación presenta- —89 — da ála «Sociedad de Fomento de la industria nacional» dice: «... Comparada con el aire comprimido, la locomotora sin holgar representa lina economía incontestable,- sobre todo, sise »considera la fuerza producida con relación al volumen ocu- »pado por las reservas de fuerza motriz.» Mr. Lavoinne, Ingeniero Jefe, dice en los Anales de Puentes yCalzadas, que reconoce gran supremacía ála locomotora sin hogar sobre la de aire comprimido. Mr. Eiggenbach, Ingeniero, constructor del ferrocari'il del Righi, en Suiza, expone que las ventajas de las locomotoras sin hogar comparadas con las de aire comprimido son: «l.° Gran economía en la instalación, »2.° Gran economía en la acumulación de fuerza motriz. »3.° Mucha mayor seguridad. »4.° Muchas menos reparaciones en el mecanismo. »5.° Menos peso muerto en el motor.» En la Sociedad de Ingenieros civiles ,hablaban los señores Schaller, Mallet, Hamers, Francq yotros, en los siguientes términos: «La atención de los Ingenieros se ha fijado en los motores eléctricos, máquinas de aire comprimido ylocomotoras de agua caliente ósin hogar... Las máquinas de aire comprimido empleadas en Londres, son del sistema del coronel Beaumont-, en Nantes del ingenioso sistema de M. Mékars- M... La locomotora de agua caliente tiene una enorme superioridad sobre las de aire comprimido... El Comité de Ingenieros ha reconocido que la locomotora sin hogar es la que mayor número de ventajas reúne... Por otra parte, los aparatos que proveen de agua caliente álas máquinas, son infinitamente más sencillos que los compresores de aire, yno exigen más que una pequeña fuerza motriz para la misma operación de abastecer álas locomotoras .. . En fin, el empleo del vapor es mucho más cómodo yseguro que el del aire comprimido, en el que los enfriamientos y —96 la moral, tales como la crueldad empleada con los animales por mayorales yencuarteros, acompañada siempre de blasfemias y frases indecorosas que hieren áquienes las escuchan. Si aparte de esto, que por sí es bastante, consideramos los enormes gastos que ocasiona la limpieza de la entre-vía ysus inmediaciones por la continua circulación sobre ellas de las caballerías, por la necesidad de quitar la arena que se vierte con objeto de evitar los resbalamientos del ganado en las fuertes pendientes yépocas de grandes fríos, ámás ue las graves molestias ypeligros que álos transeúntes ofrecen las ambulantes caballerizas de los encuartes, se convendrá en que para evitar todo lo que queda dicho yno hacer desmerecer el buen aspecto de las calles, los Ayuntamientos que se interesen por el bienestar de sus conciudadanos ypor eliminar de sus presupuestos aquellos gastos no despreciables que hace innecesarios hoy el notabilísimo invento de los señores Lamm yFrancq, se apresurarán á acoger con entusiasmo la sustitución de la fuerza animal por la tracción mecánica. Una sola palabra para terminar: todos los datos consignados en este Resumen revisten un carácter tal de certidumbre que no es posible poner en duda ni su legitimidad ni su evidencia, porque emanan todos de documentos de irrecusable autoridad, que tenemos yponemos desde luégo ádisposición de aquéllos áquienes interesen yquieran examinarlos. Alejandro Aced. Estado ycondiciones de las líneas de Tranvías yFerrocarriles tema Lamm yFrancq) Fecha 1 de su Longitud Ancho Tipo Curvas. Pen- Peso NOMBRES DE LAS LINEAS explotade la de la de los Radio diente del ción. linea. vía. carriles. mínimo máxima tren. I Rueil áPort-Marlv 1878 7km,300 lm-440 Vig-nole. 25 m.30 m/m 33 t Port-Marly áMarly-le-íioi. ...1878 lk.950 1™.440 ¡Vigióle. 30 m.59 m/m 16 París (Etoile) áSt. Germain... 1890 18 k.650 1"“ 440 Broca. Vignole. Marsillon. 25 m. 54 m/m 38 t- París (Etoile) áCourbevoie. . . 1889 3k.580 /Broca. lm440 Vignole. (Marsillon. 30 ra. 17 m/m 25 t- 1881 11 k.208 lm.440 ,Vignole. 20 ™. 53m/m28 tjiviarsiiiou. i 1881 2k.213 lm.440 Vignole. Marsillon. 20 m.20 m/m23 t. 1887 llk.015 lm.440 Marsillon. 25 m. 30 m/m30 t. 1887 5k665 lm.440 Vig'nole. Marsillon. 25 ra .19 m/jo 30 t- . Lvón 4St. Fons yVénissieux. 1888 9k.184 lm.440 Vignole. Marsillon. 20 m. 43 m/m35 t- 1889 5k.745 lmOOojy^110 , 1®- (Marsillon. 1 24 m.46 m/m27tyl8t Lyón 4Montplaisir 1890 4k.600 lm.000 Vignole. Marsillon. 24 m. »27 t. Batavía 4Meester Cornelis. ..1883 12 k. 615 lm.180^'' ÍS^Ole - 1lbU(Demerbe. 25 30 m/m25 »- Noailler 4St. Pierre (Marsella) 1892 3k.000 ¡ Vignole. Marsillon. 35 m- i 37 m/m i J 20 tj sobre carreteras explotadas por Locomotoras sin bogar (Sis- en 30 de Junio de 1892. Generadores Depósi- | tos de de tre- Dura- Numera carga. oes por cióu del de loco- Super- ficie de OBSERVACIONES calefacdía. trayecto motoras ción. Número Número 21 31 m. 550 ™2.2ijEsta linea se prolongó en 1890 para formar 8gm i50 m2.3| / la linea de Paris áSaint-Gerinain. 38 Ib. 25™ “160 ™2.82 1 Adquiere la línea de Paris áCourbevoie. Tuvo tracción animal. 108 20 14 55 ™2.3i¡ i Actualmente la verifica con máquinas de hogar transformadas en máquinas sin hogar. 32 55 m-U!34 ™2.52Depósito en el Lyón-D:Or.y en Brceucq. 64 12 ™/50 ™2.31Depósito en el Lyón-D‘Or. 16 55 m-Cinco de estas máquinas han sido transfor- 10 50 m2. 38 O1' (madas de locomotoras con hogar en locomoto- 31 150 ™2.2 ras sin hogar. Material en previsión de mayor servicio. 20 45 m-10 i *75 ™2.1 r 32 35 m-650 m2.3i 32 30 m-»65 ™2.2i j 4i »»23 67 ®2 .^ 4i 112 12 m-50 “2. 1fLas locomotoras condensansuvapor durante 621 !la travesía de un túnel de 680o- de longitud. ESTADO de la aplicación de la tracción sin l'nesro en los Canales. Minas, Fábricas, Fábricas de Pólvora, etc. FECHA DESIGNACION NUMERO en de las aplicaciones yde los países. | de motores. que empezó el servicio Transportes del Canal del Este. (Túnel de Mauvages) (Francia Metise) .... Transportes del Canal de Bonrgogne. 2barcos 1879-1885 (Túnel de Pouillv) (Franeia-Cóte-d‘or) Vías férreas de M. Skoda en Pilsen 1idem 1886 (Austria Bohemia) Konigliche Berguinspection en Sulz- 2locomotoras. . 2transportes (f 1886 bach (Alemania) Fundición Niederrcheinische en Dins- 1887 bourg (Ídem) Gebruder van der Zypen en Deutz 1locomotora. .1887 (idem) 1idem 1888 Dusseldorfer Eisen en Dusseldorf(idem) Osteireiche Alpine Montangelleschaft 1transporte. ..1S88 (idem) 1idem 1888 Idem idem idem (idem) 1locomotora . . 1888 I Altos Hornos de Dusseldorf (idem) .. . 1idem 1890 Urezfabrík en Hernán (idem) 1idem 1890 Hércules en Essen (idem) 1idem 1890 Fábrica de pólvora de Spandan (idem). 2idem 1891 Gesverskchaft Kcenigsborn (idem).. .. Sociedad de las Minas de Hibernia en 1transporte. . . 1891 Herne (idem) ¡Idem de construcción Schlagel en Eisen 2idem 1891 i(idem) ¡Fábrica de laminar de Langenbrahm 1idem 1891 j en Ruttenschied (idem) 2locomotoras y transporte ..1892 Idem idem Ch. Friedrich Weitmar en Dortmund (idem) 1transporte.. .1892 (!) Barcos destinados átrasbordar el cargamento. BREVE ESTUDIO CRITICO DF, LAS LOCOMOTORAS DEL SISTEMA LAMM YFRANCO; POK CARLOS ALFOASO, IXGESIEKO DE CAMINOS. Invitado por el Sr. Aced yArana áemitir mi opinión acerca del sistema de locomotoras áque se refiere el anterior folleto, faltaría álos más rudimentarios deberes de cortesía si no correspondiera ásu atenta invitación, ápesar :le mi limitada competencia, que desde luégo reconozco yme apresuro áconsignar. Pero atendiendo áaquella circunstancia yámi íntimo convencimiento, acerca de la excelencia de este sistema de tracción, que he estudiado detenidamente, no vacilo en escribir estas líneas como apéndice ócomplemento de lo consignado en la memoria del eminente ingeniero Sr. Francq, inventor del sistema. Pero séame, ante todo, permitido rogar al lector que supla con su buen criterio las deficiencias que seguramente ha de encontrar en lo que sigue. LA LOCOMOTORA SIN HOGAR Desde 1767, en que N. J. Cugnot construyó la primera locomotora para carreteras, hasta la fecha, la tracción por medio del vapor de agua ha realizado sucesivos yconstantes progre- 7 —102 — sos: ríe aquel tosco éimperfecto remolcador (invento verdaderamente portentoso como toda idea nueva de tan trascendental importancia), álas poderosas locomotoras de cuatro ejes acoplados que hoy arrastran enormes cantidades de mercancías; de aquel rudimentario mecanismo, que caminaba con una velocidad de 1.800 toesas (unos 3, k:n 5) por hora ála hermosa máquina que boy recorre hasta dos kilómetros por minu- to, hay la diferencia que producen más de cien años de perfeccionamientos. Pero ámedida que en cualquier invento se van aplicando sucesivas mejoras, surgen otros problemas; se presentan nuevos motivos de estudio, que conducen ámodificaciones más favorables. Aún no es bastante la locomotoia actual: nuevas exigencias requieren nuevas mejoras; otias necesidades reclaman modificaciones esenciales. Este ha sido el origen de la locomotora sin hogar. Cuando se trata de la explotación de una línea de pequeño recorrido yparticularmente dentro de poblaciones, las circunstancias son completamente distintas de las que concuiren en un trayecto de longitud considerable. Por esta causa, para grandes lincas, hoy día son irreemplazables las locomotoras ordinarias, ypor la misma razón son inconvenientes en ferrocarriles de interés local éinaplicables en tranvías urbanos. En éstos se adoptó, desde su origen, la tracción animal, por ser la más apropiada ála naturaleza del servicio yálas condiciones do emplazamiento de la vía. Pero desde luego se observó las desventajas de tal procedimiento, figurando en primer término la carestía. Se ha aplicado las locomotoras con hogar, los motores de aire comprimido yla tracción eléctrica; pero aun cuando algunas líneas se explota actualmente por estos medios, los inconvenientes que se observa son poco menores de los dei motor animal. En 1872, un práctico norteamericano, observando dichas desventajas inherentes ála tracción por caballerías, concibió 103 la posibilidad de construir aparatos en los cuales se llevase almacenado el agente que, en último término, produce en las locomotoras el trabajo mecánico, sin llevar ála vez los medios de obtenerle. Aeste efecto, le ocurrió la idea de construir motores desprovistos de todos los aparatos necesarios para la producción del vapor, instalando aparte todo lo que á esto se refiere. Esta idea se reduce, si vale la frase, áconstruir una locomotora en dos trozos separados: por una parte, el generador fijo, exclusivamente destinado áproducir vapor ála presión necesaria; por otra un recipiente automóvil de agua y vapor, que es lo absolutamente indispensable en la locomotora para proporcionar el trabajo mecánico de la tracción. En 1873, se verificó la primera aplicación del sistema en Nueva Orlcaus, yaunque los resultados obtenidos dejaban mucho que desear (cosa perfectamente lógica en un primer ensayo), hasta tal punto, que se creyó en la precisión de abandonar el sistema por poco práctico ; dada la grandísima importancia de la cuestión, ylos resultados en extremo beneficiosos que se había de obtener de las locomotoras sin hogar, varios eminentes ingenieros de Europa yAmérica, estudiaron con verdadero empeño el modo de perfeccionar aquella primera idea. El éxito vino árecompensar tan asiduos ybeneficiosos trabajos; yen la Exposición de París de 1878, se exhibió locomotoras sin hogar, perfectamente prácticas para conseguir el obje- to deseado. La de los Sres. Lamm yFrancq, se reconoció como la mejor, según lo prueban la recompensa que entonces se les otorgó ylas que posteriormente han obtenido. Las opiniones de eminentes ingenieros que consigna el señor Aeed y Arana en su resumen, yel rápido incremento que constantemente adquiere la adopción de éstas máquinas, son pruebas concluyentes de la considerable ventaja que presentan sobre los otros medios de tracción aplicados. 104 — El Sr. Francq expone ydemuestra, en su memoria, de una manora clara éimparcial las importantes ventajas de este sistema, por lo que sería inútil que yo iusistiera sobre este punto. La locomotora sin hogar está fundada en un principio sencillo yperfectamente conocido de Termodinámica: se reduce ¡\ almacenar, en un volumen de agua lo más reducido posible, una cantidad de calor capaz de trasformarse en el trabajo necesario para arrastrar una carga prefijada eu un trayecto dado. Aeste efecto, la caldera se reduce áun recipiente cilindrico circular donde se echa agua fría hasta un cierto volumen indicado por el cálculo. Se pone en comunicación la eabh.ra con el generador fijo, quese halla áuna presión de 1ñ¡f» atmósferas, por medio de un tubo de conexión que enlaza los correspondientes áambos receptáculos. Al abrir las llaves que corresponden áestos dos tubos, el vapor entra con fuerza en la caldera recipiente, por medio de una prolongación del tubo, co locada cerca de! fondo, provista de orificios situados en la parte superior, cuya suma de secciones es igual ála del tubo, ycuyos diámetros van aumentando ámedida que los orificios están más distantes de la toma de vapor. Con esta disposición se consigue evitar el choque del vapor en el fondo de la caldera, yque al salir hácia arriba por los orificios, atraviese toda la masa de agua, lo que da por resultado una temperatura próximamente uniforme en toda ella. Amedida que entra el vapor, aumenta continuamente la temperatura del agua, hasta que se llega al equilibrio de presión entre los dos recipientes, y entonces está terminada la carga, yla locomotora en disposición de funcionar. La parte superior de este recipiente está ocupada por el vapor saturado, así como la cúpula por donde se verifica la toma de vapor al funcionar la máquina. 105 Al empozar el gasto de vapor, claro es que se produce un descenso de presión; ycomo el agua tiene la temperatura correspondiente ála inicial, se produce vapor; por este motivo (prescindiendo ahora de las pérdidas por radiación yconductibilidad) ambas descienden, respecto álas primitivas, yla continuación del movimiento va acentuando este efecto, hasta que la presión desciende áun límite en que ya no es posible continuar el arrastre del tren. Si desde la cúpula fuese directamente el vapor álas cajas de distribución, habría una irregularidad extraordinaria en la manera do funcionar la máquina: ai principio áalta presión y al íinnl ábaja, pasando gradualmente de una áotra; de modo que, en cada embolada, actuaría el vapor áuna presión distinta. Para obviar este grave inconveniente ha ideado el inventor una ingeniosa disposición. En el tubo de toma del vapor hay un aparato de equilibrio, llamado expansor, el cual está formado por una capacidad cilindrica, provista, en la parte superior, de un resorte que maneja el maquinista por medio de un manubrio, enlazado áuna combinación de palancas. Acontinuación, hay una caja órecipiente intermedio entre el expansor yhas cajas de distribución. El aparato expansor permite que pase el vapor al recipiente intermedio ála presión que convenga. De modo que, bajo una presión determinada en la caldera, se puede hacer variable en (licito recipiente. Como la máquina es de cilindros conjugados con distribución de expansión variable, claro es que convendrá, mientras el perfil de la línea lo permita, marchar ábaja presión ygran expansión, con lo que se obtendrá el máximo rendimiento/ pero si durante el trayecto hubiera que vencer una resistencia más considerable que requiriese un esfuerzo mayor que el de la marcha normal, se podría aumentar la presión sobre los 112 Sl tidad de vapor igual á0,14 —según la ecuación (2), -/O—f—6 en nvueltas, ósea en un minuto, se gastará un peso SZ (273 -i- t) I;v; que se puede escribir: (11) p' =0,0223 —^-x 273 +- t' v eión del émbolo, la excentricidad del árbol motor yel radio de la rueda son fijos para cada máquina. Se tiene así, por lo tanto, una relación que da el peso p‘ do vapor que hay que gastar por minuto, para obtener la velocidad de vmetros, conociendo la temperatnra t, ó¡c que es lo mismo, la presión máque actúa el vapor. Recíprocamente, por medio de la misma fórmula se puedo deducir la velocidad que podrá alcanzar la máquina, dada la producción p" de vapor por minuto, despejando v, lo que dá: En estos cálculos se ha supuesto que el trabajo de la máquina se verifica todo el tiempo áplena admisión, ysin exea n.-ióu alguna. Como realmente esto no ocurre, hay que considerar el caso práctico, ybastará para esto sustituir en vez <blen las fórmulas anteriores, la fracción de la excursión del émb do que corresponde ála plena admisión; luego si se designa per c este coeficiente, las dos fórmulas (11) y(L2) se convertirán en: 0,0223 SZXp(- <o -f- Z) J 113 ('» V=0,02-28 Se iX(g734-t)P; siendo Pel nuevo peso de vapor que se gastará por minuto. El coeficiente ces esencialmente variable, según la resistencia que se haya de vencer; pero desde luego, marchando en horizontal yen recta es constante; porque áigualdad de resd.-taiion», se establece un régimen determinado ymás conveniente entre la plena admisión yla expansión; pero si, por tícelo de un aumento de resistencia debido áuna curva óuna rampa,-ó por disminución áconsecuencia de una pendiente no fuera aceptable el régimen establecido, claro es que variaría c. puesto que sería distinto el peso de vapor admitido en cada etii bolada. De manera que, mientras la resistencia no varíe, ces constante, ylas fórinu'as (13) y(14) serán aplicables eicada pun- to del peí lii de. la linea, teniendo en cuenta las alteraciones de C. según el punto de ella que se considere. Cuando la resistencia ála rodadura sea igual ála componente debida á¡a gravedad; es decir, cuando la inclinación de la pendiente sea ¡a necesaria para el equilibrio estricto, ces igual ácero; yentonces el peso Pde vapor que hay que gastar es nulo. Si la inclinación de la pendiente es mayor, cserá negativo ytambién ¡o será el valor que se obtenga para P. Claro es que no tiene sentido práctico un gasto negativo de vapor; pero esto significa que no solamente el gasto es nulo, sino que es preciso apretar los frenos. En la fórmula (7) que da la expresión del trabajo mecánico, también se lia supuesto que no existe expansión; pero basta para tenerla en cuenta, introducir el coeficiente c, con lo que se obtendrá el trabajo correspondiente ála plena admisión. El que corresponde ála expansión se obtendrá por el procedimiento conocido de Termodinámica. 114 No me detendré en hacer este cálenlo, en discutir la fórmula resultante, ni en determinar la derivada que expresa el mínimo de gasto de vapor en función de la expansión, para un régimen determinado, porque sería completamente extraño al objeto de este pequeño apéndice, ynada nuevo diría respecto álas ventajas de la locomotora sin hogar. Mi objeto, en los sencillos cálculos que anteceden, ha sido solamente dar una idea de la manera de operar en la determinación de las dimensiones del recipiente de una máquina de esta clase. EJ Sr. Piarrón de Mondésir, en su trabajo, se ha propuesto solamente dar una idea del cálculo de las locomotoras sin hogar, yde ninguna manera ha sido su objeto desarrollar la teoría completa en toda su generalidad, lo que conduce á ecuaciones muy complicadas, yácuestiones actualmente insolubles por la teoría, ácausa de las deficiencias del Cálculo integral. Juzgúese, por lo tanto, el fundamento con que he debido limitarme áhacer ligeras indicaciones. En las locomotoras construidas hasta la fecha, la potencia de vaporización permite, sin dificultad alguna, obtener una velocidad normal de 20 kilómetros por hora; suficiente para ferrocarriles económicos ytranvías inter-urbanos, yexcesiva para los que circulan por dentro de las poblaciones. Se ve, por consiguiente, que bajo el punto de vista de la velocidad, es perfectamente aceptable este medio de tracción, en los casos en que está indicado yse aplica; ycomo la locomotora, en conjunto yen detalles, cumple además perfectamente con todas las exigencias de la práctica, yrealiza la importantísima ventaja que reporta una gran economía, respecto álos otros medios de tracción, es indiscutible hoy día, para cuantos conocen esta máquina, la superioridad que tiene ylas ventajas importantes que de su adopción han de obtener las compañías constituidas para esta clase de trasportes. Entre las numerosas líneas en que se hace la tracción por máquinas sin hogar, citaré como más conocidas las siguientesr el ferrocarril de Rueil-Marly; el tranvía de París A Sain-Gcr- main; el de Lille áRoubaix yTourcoing; el de B.itavia AKramat yMeester Cornelis; el de París (Éroilo) áCourbevoie; el de Lyon áSaint-Fous yVenissieux; el «le Lyon áOullins; el de Lyon áBrou yde Lyon áCimetiére; el canal del Este yde Bourgogne. Tengo ála vista las memorias presentadas en diversas épocas por los gerentes de la mayor parte de las compañías que cito; ylos estudios comparativos entre este sistema ylos que anteriormente empleaban, consignados en ellas, hacen ver que la superioridad resulta tanto bajo el punto de vista financiero como bajo el técnico. Creo inútil, por consiguiente, insistir más acerca de esta cuestión; porque la evidencia se impone hasta tal punto, que me atrevo áasegurar la adopción, en breve plazo, de las locomotoras sin hogar, por nuestras empresas de tranvías yferrocarriles económicos: bastará para esto, que lean atentamente el adjunto folleto del Sr. Francq, ycomprueben (lo que es muy fácil), los excelentes resultados ygrandes economías que acusa la práctica, por cuya comprobación he adquirido el íntimo convencimiento de que es irremplazable para tales lineas la tracción por locomotoras sin hogar. Madrid, 27 de Junio de 1892. Carlos Alfonso „ Ingeniero de (láminos. INDICE P¿/»irac, Prólogo del traductor 3 La locomotora sin huga-. —Esta lo comparativo de los diversos sistemas de locomotor ipropuestos parí la tracción do los ferrocarriles vecin ti es yde los tr iovias 5 Consideraciones genera. ?s. — T.... tir.is do ova.por.iei. n constante óde hogar 8 Locomotoras de aire comprimido ..19 Locomotoras sin hogar 36 Teoria de la locomotora sin hogar 39 Recapitulación general 57 Resumen 59 Gastos de tracción 60 Tracción anitn il 62 Tracción por 'a locomotora de vapor con hogar 65 Tracción de la locomotora de aire comprimido 68 Tracción por la locomotora sin hogar 75 Conclusión 78 Conclusión general. 60 Resumen de es rosultadrs obtenid'S en el extranjero por el empleo de la locomotora sin h. ^gar.—Opiniones emitidas acerca de ella por los más eminentes hombres de ci neia 83 Resultados de explotación comxourudos. —ICoeficientes de explotación 91 II. —Gasto total de explotación por kilómetro ycoche 91 III. —Gasto kilométrico de tracción. 92 IV.—Conservación de la vía 92 V.—Gastos de material móv.l con relación ;i los gastos totales de instalación 93 VI.—Gastos de adquisición del material de tracción £3 Estado de las lineas que tienen establecido este sistema en ei extranjero. . Breve estudio crítico do lis locomotoras del sistema lamm yFrancq, por Carlos Alfonso, Ingeniero de Ca- ‘101 minos. ..i... * 600055761 ESCUELA TÉCNICA DE PERITOS INDUSTRIALES DE SEVILLA NUMERO