La alimentación eléctrica de los tranvías. Conmutatrices y vapor de mercurio.

Central de la Compañía Anónima de Tranvías en la calle Carrera

Cuando las compañías de tranvías iniciaron la electrificación de sus líneas, la oferta de electricidad por parte de las compañías productoras de fluido eléctrico era escasa  y por este motivo, como sucedió también en industrias de producción, para la electrificación de sus instalaciones, debieron recurrir a construir y explotar sus propias fábricas de energía.

Fábrica de Horta

En nuestra ciudad, la pionera fue la Compañía Anónima de Tranvías de Barcelona que construyó  una gran central térmica para alimentar  la explotación tranviaria, en la calle Carrera, de la que tomaría el nombre.

Poco antes de esto, una compañía había solicitado la concesión de una línea tranviaria de tracción animal entre Horta y Barcelona.

La larga distancia que debía de recorrer y la gran difusión de la entonces nueva tracción eléctrica, movió a la promotora de esta línea a solicitar el cambio a dicha tracción y para ello construiría en Horta una central alimentada con gas pobre, es decir el resultante de la destilación del carbón.

Finalmente, la Sociedad Anónimael Tibidabo, que impulsaría dos nuevos transportes eléctricos también construiría una central de producción de energía a partir de motores de gas pobre.

Estas serían las primeras y también las únicas instalaciones de producción directa de energía eléctrica que se construirían en Barcelona para los tranvías. A partir de entonces, la producción de energía por parte de las compañías del sector se iría incrementando y las empresas de transporte entenderían que era más rentable adquirir a las compañías eléctricas la energía, que producirla ellas mismas.

Así, cuando la Compañía General de Tranvías decidió el cambio de tracción, hacia 1903, prescindió de crear una central productora de electricidad y en su lugar llegó a un acuerdo con la Compañía Barcelonesa de Electricidad para alimentar su red desde la central de Mata en el Paralelo. Desde allí partirían sendos feders para alimentar la red de la CGTdeB.

Central de Mata de la Compañía Barcelonesa de Electricidad

Unos años después, la Compañía de Tranvías de Barcelona a Sant Andrés y Extensiones que alimentaba su red de Tranvías a Horta, Sant Andreu, Badalona, Poble Nou, Badalona y Mongat, para la explotación de su línea Plaza del Teatro (Ramblas) a Playa de Can Tunis, prescindiría de su central de Horta, muy alejada de esta línea, llegando a un acuerdo con la Compañía Barcelonesa de Electricidad que ya disponía de un generador para la producción de corriente continua a 500V para los tranvías.

Así como podemos ver, en una década, las compañías de tranvías pasaron de ser productoras a consumidoras de electricidad.

La alimentación de la red.

Si bien en un principio las redes se alimentaban desde un único punto, utilizando feders, (conducciones eléctricas subterráneas), que iban abasteciendo las líneas en diversos puntos para evitar las caídas de tensión y en algún caso instalando baterías de acumuladores para compensar puntas de consumo y caídas de tensión, pronto se vería que la red debería irse descentralizando incorporando nuevos puntos de alimentación directa de electricidad. A partir de aquel momento aparecerían las subcentrales.

Conmutatrices de la subcentral de Horta.

Subcentrales.

Las subcentrales, no son propiamente fábricas de electricidad, sino puntos donde la electricidad producida industrialmente por las compañías eléctricas se adecúa a las necesidades de consumo de los usuarios.

Normalmente, para poder transportar la electricidad a largas distancias es necesario subir el valor de la tensión, es decir las grandes líneas eléctricas, no van a 230 voltios como los enchufes de nuestras viviendas, si no que van a varios miles de voltios, de lo contrario los cables de transporte eléctrico serían de un grosor enorme.

También los tranvías funcionan con una tensión que debe de adaptarse, por un lado, el voltaje debe de ser de entre 500 y 600 voltios y por otro  la tensión de trabajo es continua en lugar de alterna.

Si bien en un principio la electricidad se suministraba en forma de corriente continua, pronto se normalizaría la producción en corriente alterna, sin embargo, en los tranvías y muchos otros sistemas de tracción se mantendría el uso de la corriente continua por ser esta mucho más fácil de regular.

Así cuando las compañías generalizaron el suministro eléctrico en forma de corriente alterna, existió una necesidad de disponer de grupos capaces de convertir la corriente alterna en continua.

Grupo motor-dinamo.

Grupos motor dinamo y conmutatrices.

En las Centrales de producción, un motor de vapor o de gas acciona una dinamo que genera electricidad en forma de corriente continua.

Un motor dinamo, no es más que un motor eléctrico alimentado con corriente alterna que acciona una dinamo. De esta forma podemos disponer de un grupo generador en cualquier punto de la red tranviaria con la única condición que tengamos próxima a la misma, una línea eléctrica convencional con suficiente potencia para ello.

El motor dinamo, presenta como inconveniente que reducimos tres veces el rendimiento eléctrico, uno al convertir la corriente alterna en energía mecánica en el motor de corriente continua, otro por las pérdidas de energía mecánicas entre el motor de corriente alterna y la dinamo, y por fin el propio rendimiento eléctrico de la dinamo.

Así el motor dinamo evolucionó en una máquina más compacta que se llama conmutatriz.

La conmutatriz es un grupo que integra el motor y la dinamo en un único cuerpo, tomaremos prestado de nuestro amigo bloguero Francisco Torrents su descripción de Conmutatriz que publicó el 8 de abril de 2010.

CONMUTATRIZ

 Las máquinas existentes en las centrales eléctricas que habían repartidas por los distintos barrios de Barcelona para convertir la corriente alterna trifásica de FECSA a corriente continua de 500/550 Voltios para alimentar los cables aéreos de los tranvías y trolebuses que funcionaban a ésta tensión...

 Aunque había muchos más, yo las que recuerdo son las que había cerca de mi casa, una en la Travesera de Gracia casi esquina a Menéndez Pelayo y la otra en la calle Sant Lluis esquina Joan Blancas, el "bicho" se llama Conmutatriz y consta de un motor trifásico que está acoplado con el mismo eje a una dinamo que produce los 500 voltios. Como la gran puerta que daba a la calle era de tela metálica, que dejaba ver perfectamente las máquinas y percibir el suave ruido producido por las escobillas del colector de la dinamo y los anillos rozantes del motor. Creo que en algunas centrales en lugar de conmutatrices, había un transformador y un rectificador de vapor de mercurio que cumplían la misma función, transformar la tensión alterna recibida y rectificarla a 500 voltios continúa. Me fascinaba contemplar el "espectáculo”....

Subcentral de Ensanche en 1909 tras los disturbios de la Semana Trágica.

Recordamos con gran cariño al señor Torrents a quien deseamos lo mejor donde quiera que esté.

Sin duda la mejor información que hemos podido encontrar corresponde a la monumental Enciclopedia Espasa editada entre 1908 y 1930 de ella hemos podido extraer:

La diferencia entre el grupo motor-dinamo y la conmutatriz, es que mientras en el primero se trata de dos máquinas eléctricas independientes unidas mecánicamente entre sí, la conmutatriz tiene un inducido único,  que tiene así mismo, por un lado el colector, y por otro los anillos que corresponden a la toma de continua y a la toma de alterna.

La diferencia entre ambas máquinas, motor dinamo y conmutatriz, está en el rendimiento eléctrico  que mientras en el primer caso es de un 85% pasando a un 96% en el caso de la conmutatriz.

Precisamente la primera subcentral que construyó la compañía anónima de tranvías fue la de Gracia en la cochera del Ensanche entre 1904 y 1906.

Centrales y subcentrales de tranvías operativas en Barcelona hacia 1916.

La subcentral de Ensanche

La antigua red de la Compañía del Tranvía de Barcelona Ensanche y Gracia que pertenecía a la Compañía Anónima de Tranvías se electrificó en 1902, con fluido producido en la central de Carrera, al poco tiempo se vería la necesidad de un nuevo punto de abastecimiento de la red de la Anónima y la cochera del ensanche, además de permitir abastecer a las líneas de la  antigua TBEyG, permitiría asegurar el suministro de las nuevas líneas de la Bonanova y Travesera de Dalt. La situación simétrica con respecto a la central de Carrera, dio un armonioso suministro a la red.

La Central del Ensanche funcionaría entre 1906 y 1968 con el cierre de las líneas de tranvías y trolebúses de Gracia (lineas FG, FH y FT).

La evolución de la central es según sigue:

En 1913 la central disponía de 2 conmutatrices de 500 Kw es decir, disponía de una potencia de alimentación de 1000Kw.

El año 1923  TBEyG solicita la autorización para el tendido de unos cables o  feeders para alimentar las líneas de Gracia partiendo de la Subcentral de Ensanche.

Estas líneas de 3824 metros, partían de la esquina Joan Blancas y San Luis hacia la calle Salmerón, la

Cochera y subcentral de Ensanche.
En rojo la subcentral, azul feders.

Plaza de Lesseps y la calle Valencia.

El trazado hacia Lesseps y Salmerón se hizo a través de una zanja por la calle de Bruniquer desviándose a Lesseps por Torrent de l’Olla.

El feeder de Lesseps se terminó el 14 de agosto de 1923, el de Salmerón el 30 de Agosto de 1923 y el de Valencia el 7 de septiembre de 1923.

Todo esto estaba ligado a la ampliación de potencia en la subcentral de Ensanche a la que en 1923 se le añadió una conmutatriz procedente de la central de Carrera  elevando así su potencia a 1.500 Kw.

El 13 de Diciembre de 1929, se presenta la solicitud para la construcción de un multitubular de 80 metros con dos cajas de registro a lo largo de la calle Joan Blancas entre Bruniquer y Sant Lluis a fin de mejorar la instalación de los feeders.

En 1943, se tendió un cable alimentador entre la subcentral de Ensanche y la calle de Rosellón, para alimentar a la nueva línea de Horta 47.

En 1952, y pese a las dificultades producidas por el aislamiento internacional, pudo dotarse a esta central de un grupo rectificador de vapor de mercurio, con lo que la potencia de suministro llegó a 2500 kW valor que mantendría hasta su cierre a finales de los sesenta.

Operación de las subcentrales

Las subcentrales con conmutatrices no eran automáticas, para su accionamiento requerían la presencia de unos operadores para la conexión, desconexión o mantenimiento del régimen de suministro, además de requerir  un engrase, y mantenimiento por el desgaste producido en las partes móviles. En el caso de la central del Ensanche requería de 5 operarios, en 1941 estos pertenecían a la plantilla de Fecsa.

La plantilla de operadores de Fecsa destinada en 1941 a las subcentrales de tranvías de Barcelona era: Subcentral de Carreras  6 operarios, subcentral de CoelIo 7, subcentral de Eixample 5, subcentral  de Horta 6, subcentral Sant Martí 6, subcentral Sant ]oan-Ausias March 7, y  subcentral de Diputació 6 operadores.

Suponemos que a este personal de Fecsa, debería agregarse otro de la propia compañía de tranvías, con lo que el personal operador de 42 empleados de Fecsa podría muy bien llegar a las 50 personas.

Subcentrales transformadoras en 1950

Grupos rectificadores de vapor de mercurio.

La automatización de las subcentrales, es decir la posibilidad de eliminar la presencia continua de personal en las mismas mientras estaban en operación, llegaría de la mano de los grupos rectificadores de vapor de mercurio.

Hasta el momento, para poder convertir la corriente alterna a continua, era necesario un grupo eléctrico mecánico denominado conmutatriz. Su característica de maquina móvil requería siempre la presencia de personal, por un lado para poder realizar el arranque que según lo leído en la Enciclopedia Espasa, no era sencillo, y por otra parte obligaba a mantener una vigilancia, para que caso de fallo en cojinetes, calentamientos o cualquier otra avería, pudiera procederse al paro inmediato, y la sustitución consecuente por otro grupo.

Los físico-químicos Heirich Buff y Friederich Woehler descubridores del Sileno principio del diodo.

En 1857 los alemanes Heirich Buff y Friederich Woehler descubren las propiedades del silicio como diodo, es decir un material que permite conducir la corriente continua desde el polo positivo al negativo, pero es aislante en sentido inverso.

Este descubrimiento que es el fundamento de la electrónica y que ha evolucionado permitiendo llegar al transistor y a los actuales microprocesadores sin los cuales, no imaginamos como estaríamos hoy conectados a la red.

Cooper Hewitt

En nuestro caso la evolución del diodo que permitiría mejorar las subcentrales de potencia, vendría de la mano del estadounidense Cooper Hewitt, que en 1902 desarrollaría un rectificador basado en el vapor de mercurio.

A finales de la década de 1910-20, pudieron desarrollarse grupos rectificadores de vapor de mercurio capaces de soportar una intensidad de corriente aceptable para una explotación tranviaria, así las primeras instalaciones  con convertidor de vapor de mercurio de las que tenemos noticia, están en pequeñas compañías que explotaban líneas locales con una pequeña demanda de energía, como los tranvías de Mataró y  Mongat-Tiana, que utilizaban grupos rectificadores con lámpara de cristal.

Poco después se produce un nuevo avance con la creación de grupos rectificadores de vapor de mercurio, en los que el recipiente de vidrio del mercurio es remplazado por uno de acero convenientemente aislado.

Uno de estos rectificadores construido por la Brown Bovery, es el que ilustra el capítulo dedicado a estos rectificadores en la Enciclopedia Espasa.
El convertidor de vapor de mercurio es una maquina estática, esto quiere decir que en su funcionamiento no aparecen desgastes ni se requiere engrase alguno. La corriente alterna rectificada (corriente continua), pasa directamente a la red de consumo, sin producirse flujo magnético con lo que el rendimiento es mucho mayor que en nuestras amigas las conmutatrices.

Estas máquinas, a diferencia de las conmutatrices,  no necesitan de una presencia continua de operadores, si no de una revisión periódica que si bien en principio se indicaba de cada tres horas, a posteriori ha llegado a la total automatización.

La primera subcentral completamente automática del transporte de superficie en Barcelona fue la subcentral de Sant Andreu construida en 1943 en el antiguo acceso de los tranvías a la cochera  de Neopatria. El edificio de esta subcentral, es uno de los pocos que han conseguido preservarse hasta la actualidad siendo hoy centro cívico.

En Barcelona operarían con rectificadores de vapor de mercurio, las centrales de Carrera, San Juan, Coello, Ensanche, Diputación, Horta y Sant Andreu, es decir, todas salvo la de San Martí de Provençals.

Central automática de Sant Andreu.

Dejamos para otro capítulo la descripción del resto de subcentrales.

(Continuará).