Basándose en todas las experiencias y conclusiones, William Armstrong (1810-1900) construyó una máquina para aprovechar al máximo la posibilidad de generar electricidad, por frotamiento o “natural” como la llamaba Faraday, usando vapor húmedo. La máquina está representada en un grabado del pasado siglo (ver imagen de cabecera del post) y su constitución y funcionamiento es el siguiente:
- El sistema está compuesto de una caldera, de chapa metálica, cilíndrica, designada por A. Ésta lleva una puerta B, que permite mantener el fuego en el interior para producir vapor a partir del agua. La caldera se mantiene aislada de tierra gracias a la utilización de cuatro patas de vidrio S, que la mantiene elevada.
- La seguridad del usuario de la máquina está garantizada mediante una válvula de seguridad C, que se abre si la presión aumenta en exceso.
- El nivel del agua en el inferior de la caldera es comprobable en todo momento mediante un tubo de vidrio N, situado verticalmente, comunicado por su extremo inferior con el agua que se está calentando.
- Un manómetro controla la presión del vapor.
- Cuando esta llega a un valor prefijado, se abre una válvula D que permite el acceso del vapor del agua a un recinto con girones de algodón humedecidos E.
- El vapor húmedo sale de este recinto a través de unos tubos de forma particular, de madera dura en su interior, muy estrechos, para conseguir un gran frotamiento vapor/tubo.
- El vapor se carga positivamente mientras que la carga negativa se traslada a la caldera, aislada.
- Para recoger las cargas positivas se utiliza una placa G, con puntas o rugosidades, sobre la cual se dirige el chorro de vapor positivo. Estas cargas se acumulan en una esfera o globo metálico H, aislado del suelo mediante una columna de vidrio I.
- La cantidad de electricidad es directamente proporcional a la presión del vapor, por lo que se trabaja con presiones del orden de 5 o 6 atmósferas.
Estas máquinas podían competir con las de frotamiento, conocidas desde antiguo, pues se podían conseguir 5 chispas por segundo, de 45 cm de longitud, en calderas con tan solo 40 litros de capacidad.
En los gabinetes de física se instalaron algunas de cierta envergadura, como la de la Facultad de Ciencias de París, que poseía 80 boquillas de expulsión de vapor, o la de la Institución Politécnica de Londres, cuya caldera tenía 2 m de longitud con cuarenta y seis chorros, que eran capaces de producir chispas de hasta 60 cm de longitud.
Las máquinas “hidro-eléctricas” de Armstrong no tienen mucha importancia en su época, ni hoy día son conocidas, debido a un descubrimiento fundamental para el desarrollo de las máquinas eléctricas tal como se conciben actualmente como es la ley de la inducción de Michael Faraday en 1831.
Aunque la máquina de Armstrong fue poco más que una curiosidad de laboratorio, en 1857 Wheatstone y Frederick Abel presentaron al Departamento de Guerra esta máquina como un método para detonar minas, por cierto con muy poco éxito.
Tampoco se han de olvidar los múltiples inconvenientes que presentaba su utilización, que la hicieron poco útil. Las espitas se atascaban con facilidad, debido a su escaso diámetro para conseguir un mayor roce. La cantidad de electricidad consumida en los laboratorios era grande, por lo que era necesario reponer continuamente el agua de la caldera, con el consiguiente descenso de la presión del vapor con la pérdida de tiempo hasta conseguir el valor óptimo de ésta. La limpieza constante del interior de la caldera era necesaria para evitar que el vapor arrastre impurezas que taponen los estrechos conductos de los que va dotada la máquina.
En la actualidad una máquina de Armstrong, en muy buen estado de conservación, se halla expuesta en el Deutsches Museum de Munich, en la sección de Electrostática, clasificada con el título de Dampfelektrisiermaschine, en alemán, equivalente a máquina que transforma vapor en electricidad.
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