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La
dinamo de la turbina eólica de Mr Brush
Scientific
American, 20 de diciembre de 1890
(Es
una buena idea hacer click en la fotografía de arriba
para tenerla junto a esta página, y seguir así
las referencias en el artículo)
Es difícil estimar el efecto
de un invento en prácticas e industrias existentes. De
vez en cuando aparecerá un nuevo invento que afectará
enormemente a todo un conjunto de inventos e industrias relacionadas,
de tal manera que cambia totalmente costumbres consagradas, inaugura
nuevas prácticas y establece nuevos artes. El desarrollo
comercial de la electricidad es un ejemplo notable de esto.
Después
de que Mr. Brush lograra exitosamente una iluminación
eléctrica práctica mediante luces de arco, la iluminación
incandescente fue rápidamente adelantada y perfeccionada.
La iluminación de gas también fue mejorada de diversas
formas. Simultáneamente, la distribución eléctrica
de energía avanzó, y se hicieron importantes mejoras
en fuentes de energía primarias para el accionamiento
de dinamos. En este sentido se ha hecho mucho, tanto en motores
de vapor como de agua.
La
energía eólica ha sido sugerida en diversas ocasionas
para el accionamiento de dinamos, pero la adaptación de
los molinos de viento a este uso parece haber sido un problema
cargado de dificultades. Pocos se han atrevido a esforzarse por
resolverlo, y no únicamente por cuestiones relacionadas
con la fuerza motriz en sí misma y la dinamo, sino también
por los medios de transmisión de la potencia de la rueda
a la dinamo, el aparato para la regulación, el almacenamiento
y la utilización de la electricidad.
A
excepción del molino de viento gigante y la planta eléctrica
mostrada en nuestro grabado, no conocemos ningún sistema
de iluminación eléctrica operado mediante energía
eléctrica que haya tenido éxito.
El
molino aquí mostrado, así como todo el equipo eléctrico
utilizado a propósito de él, y el muy completo
sistema por el cual los resultados están asegurados, han
sido diseñados e implementados de acuerdo con los planos
de Mr. Charles F. Brush, de Cleveland (Ohio) y bajo su propia
supervisión. Como ejemplo de minucioso trabajo de ingeniería
es inmejorable.
Se
ha tenido en cuenta cualquier imprevisto, y el aparato, desde
la enorme rueda hasta el regulador de corriente, es totalmente
automático.
El
lector no debe pensar que la iluminación eléctrica
mediante energía suministrada de esta forma es barata
sólo porque el viento no cuesta nada. Al contrario, el
coste de la planta es tan elevado que contrarresta lo barato
de la energía motriz. Sin embargo, poder hacer uso de
uno de los más indisciplinados agentes motrices de la
naturaleza produce una gran satisfacción.
Pasando
por la Avenida Euclid de la bonita ciudad de Cleveland, uno reconocerá
la magnífica residencia de Mr. Brush, tras la cual y un
poco más abajo puede verse el parque, montado sobre una
alta torre, la inmensa rueda que lleva a la planta eléctrica
a la que nos hemos referido. La torre tiene forma rectangular
y unos 60 pies de altura. Está montada sobre un perno
de 14 pulgadas de diámetro y que se embebe 8 pies en el
hormigón sólido bajo el nivel del suelo. El perno
se proyecta 12 pies sobre el suelo y se encaja en la estructura
de hierro de la torre, el peso de la torre, que es de 80.000
libras, siendo soportado por un escalón que descansa en
la parte superior del perno. El escalón es asegurado a
una pesada cruceta fijada a la parte inferior de la estructura
de la torre.
En
la parte superior de la torre se soporta con cojinetes el eje
principal de la rueda. Este eje tiene 20 pies de largo y 6 pulgadas
y media de diámetro. Está provisto de cajas auto
lubricadas de 26 pulgadas de largo y lleva la polea principal,
que tiene un diámetro de 8 pies y un ancho de 32 pulgadas.
La rueda, que es de 56 pies de diámetro, está asegurada
al eje y tiene 144 palas, que tienen una forma alabeada en forma
de espiral como las de una hélice. La superficie de vela
de la rueda es aproximadamente de 1800 pies cuadrados, la longitud
de la cola que gira la rueda hacia el viento es de 60 pies, y
su anchura de 20 pies. El molino se convierte en automático
mediante una veleta auxiliar que se extiende desde un lado, y
que sirve para girar la rueda de lado al viento durante un vendaval
fuerte. La cola puede plegarse contra la torre paralela a la
rueda, de forma que el lado de la rueda queda hacia el viento
cuando la maquinaria no está en uso. El eje secundario
dispuesto bajo el eje de la rueda es de 3 pulgadas y media de
diámetro, lleva una polea de 16 pulgadas de diámetro,
con un ancho de 32 pulgadas, que recibe la correa principal de
la polea de 8 pies en el eje de la rueda. Esta es una correa
doble de 32 pulgadas de ancho. El eje secundario está
provisto de dos poleas propulsoras de 6 pulgadas de diámetro
cada una, con un ancho de 6 pulgadas y media, y la dinamo está
equipada en los extremos opuestos del eje de la armadura con
poleas que reciben a las correas de las ruedas motrices en el
eje secundario.
La
dinamo, que es un diseño del propio Mr Brush, está
montada en un soporte que se desliza verticalmente y está
parcialmente equilibrado con una palanca pesada. Se verá
que el eje secundario está suspendido del eje principal
por la correa principal, y la dinamo está parcialmente
suspendida del eje secundario por las correas motrices. De esta
forma una tensión adecuada de las correas está
siempre asegurada, siendo la carga total sobre las correas de
la dinamo de 1200 libras, y sobre la correa principal de 4200
libras. Los extremos del eje secundario están soportados
por cojinetes en cajas distribuidoras conectadas por palancas
niveladoras que consiguen que los dos extremos del eje se muevan
a la vez. Las poleas están proporcionadas de tal forma
que la dinamo realiza cincuenta revoluciones por una de la rueda.
La velocidad de la dinamo a plena carga es de 500 revoluciones
por minuto, y la capacidad normal a plena carga es de 12000 vatios.
Los
dispositivos de interrupción automática están
dispuestos para que la dinamo pase a acción efectiva a
330 revoluciones por minuto, y un regulador automático
evita que la fuerza electromotriz supere los 90 voltios a cualquier
velocidad. El circuito de trabajo está dispuesto para
cerrar automáticamente a 75 voltios y abrir a 70 voltios.
Las escobillas en la dinamo dan la vuelta automáticamente
cuando la carga cambia. El campo en la dinamo es ligeramente
compuesto. La corriente pasa de la dinamo a zapatas contactoras
de acero pulido y endurecido aguantadas por un travesaño
en la torre, y las zapatas deslizan sobre planchas anulares que
rodean un perno. Los conductores se extienden bajo tierra desde
estas planchas hasta la casa habitada. Para resguardarse de una
presión del viento extraordinaria, la torre está
provista en cada una de sus esquinas con un brazo que se proyecta
hacia abajo y hacia fuera, y que lleva una rueda pivotante muy
cerca pero sin estar en contacto con el raíl circular
concéntrico con el perno. Ordinariamente las ruedas pivotantes
no tocan el raíl, pero cuando el viento es muy fuerte,
se ponen en contacto con el raíl y liberan al perno de
más esfuerzos.
En
el sótano de la casa de Mr Brush hay 408 células
de batería secundarias dispuestas en doce baterías
de 34 células cada una; estas 12 baterías se cargan
y descargan en paralelo; cada célula tiene una capacidad
de 100 amperio horas. Las jarras que contienen los elementos
de la batería son de vidrio, y cada célula tiene
su líquido cubierto con una capa de aceite de "sellado
mineral", de un espesor de un cuarto de pulgada, que evita
por completo la evaporación y las salpicaduras, y elimina
los olores. Los instrumentos de regulación automática
se muestran en una de las vistas de nuestro grabado. En 1 se
muestran los voltímetros y amperímetros empleados
en la medida de las corrientes de carga y descarga; en 2 se muestran
una serie de indicadores, uno para cada batería; en 3
se representa un interruptor operado eléctricamente por
medio del cual la corriente puede conectarse o desconectarse
de la red de la casa apretando pulsadores en varios lugares de
la casa; 4 muestra un detector de tierra, que está conectado
con el centro de la batería y con el suelo, de forma que
si el conductor en cada extremo de la batería estuviese
conectado a tierra, esto se vería por el movimiento del
indicador en una dirección o la otra desde el valor cero
de la escala, por tanto mostrando no sólo que la batería
está conectada a tierra, sino además indicando
el polo que está conectado; 5 es un detector de fugas
conectado con los circuitos de lámparas, y dispuesto para
mostrar cualquier fuga de un conducto al otro; en 6 se muestra
un relé compuesto para operar la resistencia automática
mostrada en 7. Esta resistencia esta situada entre las baterías
y la red eléctrica de la casa, y está dispuesta
para mantener el voltaje de las lámparas constante en
todo momento. En este instrumento la resistencia está
asegurada por polvo de carbón sometido a presión
variable, siendo el movimiento necesario realizado por medio
de presión hidráulica bajo control de los relés.
La
casa está equipada con 350 luces incandescentes, que varían
de 10 a 50 candelas de potencia cada una. Las lámparas
que más comúnmente se usan son de 16 a 20 candelas
de potencia; y alrededor de 100 lámparas incandescentes
son de uso diario. Además de estas luces hay dos luces
de arco y tres motores eléctricos. Se comprobó
que después del uso continuado de esta planta eléctrica,
la cantidad de atención requerida para mantenerla en condiciones
óptimas de funcionamiento es prácticamente nula.
Ha estado en funcionamiento constante más de dos años,
y ha resultado en todos los aspectos un éxito completo.
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