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Locomotora de vapor

Locomotora de vapor
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Una locomotora de vapor es un tipo de locomotora impulsada por la acción del vapor de agua. Las locomotoras de vapor fueron la forma dominante de tracción en los ferrocarriles hasta que a mediados del siglo XX fueron reemplazadas por las locomotoras diésel y eléctricas.

Locomotora de vapor es una máquina que mediante la combustión de un elemento (carbón) en una caldera externa, calienta agua, y el vapor resultante de la ebullición de esta genera presión y mueve pistones que impulsan las ruedas mediante un juego de bielas.

Antecedentes

La historia de la locomotora está intímamente relacionada con la del carruaje automático a vapor ideado para circular por carreteras y abandonado al desarrollarse el transporte sobre rieles.

El antecedente del invento de la locomotora es el ferrocarril; estos existieron desde el siglo XIV cuando en las minas europeas se usaban carriles de madera sobre los que circulaban vagones tirados por caballos; los primeros rieles de hierro fueron probablemente usados en Inglaterra desde 1728. Gran Bretaña fue la cuna del ferrocarril.

La primera locomotora de vapor fue construida por el británico Richard Trevithick en 1803. El 24 de febrero de 1804 Trevithick logró adaptar la máquina de vapor, que se utilizaba desde principios del siglo XVIII para bombear agua, para que tirara una máquina locomovible que hizo circular a una velocidad de 8 km/h arrastrando cinco vagones, cargados con 10 toneladas de acero y 70 hombres, sobre una vía de 15 km de la fundición de Pen-y-Darren, en Gales del sur. Fue entonces que dejó de ser un simple medio para ahorrar trabajo en las minas, sino que se convirtió en uno de los impulsores en lo que se conoce como Revolución Industrial.

Aunque Trevithik es el inventor de la locomotora, no fue el único que desplegó su ingenio para desarrollar y mejorar este tipo de aparatos. La realidad es que las primeras locomotoras de vapor que funcionaron regularmente fueron las diseñadas en 1812 por el inspector de minas John Blenkinsop, el propuso los rieles dentados que engranaban los las ruedas de la locomotora; es el antecedente de los trenes de montaña de cremallera.

Fue el inglés George Stephenson otro de los precursores de las locomotoras de vapor; de hecho él junto con su hijo Robert marcaron un hito en la historia del ferrocarril. George Stephenson trabajaba desde aproximadamente 1798 en las minas como operador de máquinas de vapor y aunque no tenía una educación formal, su curiosidad y su voluntad le llevaron al estudio y perfeccionamiento de las locomotoras de vapor; la primera que construyó, la denominó como "Blucher" y la puso en movimiento el 24 de diciembre de 1814 en la mina de carbón de Killingworth.

George Stephenson, así como otros ingenieros, habían construido locomotoras antes, pero la fama de la llamada locomotora "Rocket" se debe a que fue la primera locomotora moderna de vapor que introdujo varias innovaciones que luego fueron empleadas en casi todas las locomotoras construidas desde entonces. Así, empleaba una caldera multitubular, mucho más eficaz para transferir el calor de los gases de la combustión al agua. Las calderas anteriores consistían en una sola tubería rodeada de agua. También empleaba una tobera de salida del vapor de escape para crear un vacío parcial que tirara del aire que alimentaba el fuego.

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Pero Stephenson era un visionario y sus ideas no terminarían ahí, "Blucher" fue la primera incursión en la construcción de estas máquinas, y el inicio de una larga sucesión de proyectos. Le obsesionaba la idea de un territorio entrecruzado por una red de ferrocarriles de vapor. Padre e hijo construyeron e inauguraron el primer ferrocarril público de vapor que discurría a una velocidad de 20 a 25 kilómetros por hora; años más tarde construirían juntos una locomotora capaz de arrastrar un tren de 14 toneladas a 45 kilómetros por hora.

El éxito de las locomotoras de Stephenson abrió una nueva era en la historia de los transportes.

Clasificación

Las locomotoras de vapor se clasifican se clasifican según el rodaje, es decir la disposición de sus ejes y ruedas. Existen varios métodos de clasificación.

  • En España se utilizó para las locomotoras e vapor la clasificación francesa. Cada grupo de ejes se representa por un número. Se tiene en cuenta (por este orden) el número de ejes delanteros o conductores, el de ejes motrices y el de ejes traseros o de arrastre. Así, por ejemplo, una locomotora con un eje delantero, cinco ejes para ruedas motrices y un eje posterior, es una locomotora 1-5-1 o 151. Si se trata de locomotoras dúplex, hay dos cifras para los ejes motores. Si tienen el ténder incorporado, se le añade una T.
  • En EEUU, Gran Bretaña y la mayoría de los países de la Commonwealth se utilizó de forma preponderante la notación White (creada por el ingeniero holandés emigrado a los EE.UU Frederick Methvan Whyte, en la que se tiene en cuenta el número de ruedas en lugar del número de ejes. Así, por ejemplo, una locomotora 2-10-2 en la notación White, es una locomotora 1-5-1 en la notación francesa (y española) según el número de ejes.
  • En los países de habla alemana, Turquía y otros se utilizó otro sistema, donde los ejes motores se designan con letras y los que no lo son con números. Así, la locomotora 1-5-1 en notación francesa, es de tipo 1E1 en la alemana. Esta clasificación, fue la adoptada por la UIC para todo tipo de vehículos ferroviarios.
  • Además, diferentes disposiciones reciberon, sobre todo en EE.UU, nombres que generalmente reflejaban el primer uso importante que habían tenido. Así, por ejemplo, las primeras 1-4-1 (2-8-1 en la notación White) fueron pedidas por Japón y tienen el nombre de "Mikado". Las primeras locomotoras 2-3-2 (o 4-6-4 en la notación White) fueron construidas por el Norte francés (n° 3.1101 y 3.1102) y reciben el nombre de "Baltic" porque fueran destinadas a la tracción del "Nord-Express". Locomotoras con el mismo rodaje recibieron en los EE.UU el nombre de Hudson porque las primeras 2-3-2 (o 4-6-4 en la notación White) americanas fueron las J1 del New-York Central en 1927. La locomotora 1-5-1 en la notación francesa, o 2-10-2 en la White, o 1E1 en la alemana, era una locomotora tipo "Santa Fe" en EE.UU, porque la primera que se construyó con esa disposición de ejes, lo fue para el ferrocarril "Atchison, Topeka y Santa Fe", uno de los más largos de Estados Unidos, a menudo abreviado como "Santa Fe".

De la misma forma las locomotoras "Confederación" adquiridas por RENFE en 1955-1956, recibieron este nombre porque las primeras locomotoras con disposición 2-4-2 habían entrado en servicio para Canadian Northern en 1927, y en honor a los 60 años de la Confederación Canadiense se las denominó "Confederation"

Tipo Aparición Clasificación francesa Notación White Clasificación UIC Nombre
Oo ? 011 022 0A1 .
O+Ooo 1908 010+012 0224 OA+A2 .
Ooo 1871 012 024 OA2 .
OO 1804 020 040 OBO .
OO+OO ? 020+020 0-4-0-0-4-0 0B0+0BO .
OOo 1878 021 T 042 T OB1 T .
OOoo 1866 022 T 044 T OB2 T Forney
OOO 1837 030 060 OCO Mamouth, bourbonnais
OOOo ? 031 0-6-2 OC1 .
OOOo+oOOO 1905 031+130 0-6-2-2-6-0 0C1+1C0 Du Bousquet
OOOoo ? 032 0-6-4 OC2 .
OOOO 1834 040 0-8-0 ODO Eigth coupler o Eigth wheel switcher
OOOOo ? 041 0-8-2 0D1 .
OOOOO ? 050 0-10-0 OEO Ten coupler o Ten wheels switcher
OOOOOo ? 051 0-10-2 OE1 Union switcher
OOOOOO 1863 060 0-12-0 OFO .
oO 1831 110 220 OA1 Planet
oOo 1830 111 222 1A1 Jenny Lind o Patentee
oOo 1840 111 T 222 T 1A1 T .
oOoo 1865 112 T 224 T 1A2 T .
oOooo 1861 113 226 1A3 .
oO+Oo 1832 110+011 2-2-0-0-2-2 1A+A1 .
ooO 1832 210 420 2AO Jervis
ooOo 1840 211 4-2-2 2A1 Bicycle
ooOoo 1859 212 424 2A2 .
oOO 1844 120 240 1BO Porter
oOOo 1873 121 242 1B1 Columbia
oOOoo ? 122 2-4-4 1A2 .
oOOO 1850 130 260 1CO Mogul
oOOOo 1896 131 262 1C1 Prairie
oOOOoo 1908 132 264 1C2 Adriatic
oOOOO 1866 140 280 1D0 Consolidation
oOOOOo 1890 141 282 1D1 Mikado
oOOOOoo 1922 142 284 1D2 Berkshire
oOOOOooo 1880 143 T 286 T 1D3 T .
oOOOOO 1867 150 2-10-0 1E0 Decapod
oOOOOOo 1903 151 2-10-2 1E1 Santa Fe
oOOOOOoo 1919 152 2-10-4 1E2 Texas
oOOOOOO 1940 160 2-12-0 1FO Centipede
oOO+OOo 1909 120+021 2-4-4-2 1B+B1 .
oOOO+OOO 1909 130+030 2-6-6-O 1C+CO .
oOOO+OOOo 1906 130+031 2-6-6-2 1C+C1 .
oOOO+OOOoo 1934 130+032 2-6-6-4 1C+C2 .
oOOO+OOOooo 1941 130+033 2-6-6-6 1C+C3 Allengheny
oOOO+OOOO 1909 130+040 2-6-8-0 1C+DO .
oOOOO+OOOO 1910 140+040 2-8-8-0 1D+D0 .
oOOOO+OOOOo 1909 140+041 2-8-8-2 1D+D1 .
oOOOO+OOOOoo 1928 140+042 2-8-8-4 1D+D2 Yellowstone
oOOOOo+oOOOOo ? 141+141 2-8-2-2-8-2 1D1+1D1 .
ooOO 1837 220 440 2B American
ooOOo 1887 221 442 2B1 Atlantic
ooOOoo 1915 222 444 2B2 Jubilee
ooOO+OOoo 1934 220+022 4-4-4-4 2B+B2 .
ooOO+OOOo 1909 220+031 4-4-6-2 2B+C1 .
ooOO+OOOoo 1942 220+032 4-4-6-4 2B+C2 .
oooOO+OOooo 1939 320+023 6-4-4-6 3B+B3 .
ooOOO 1847 230 460 2C0 Ten Wheel
ooOOO+OOOoo 1936 230+032 4-6-0-0-6-4 2C+C2 Challenger
ooOOOo 1889 231 462 2C1 Pacific
ooOOOo+oOOOoo ? 231+132 4-6-2-2-6-4 2C1+1C2 .
ooOOOoo 1911 232 464 2C2 Hudson o Baltic
ooOOOO 1855 240 480 2DO Twelve Wheels o Mastodonte
ooOOOO+OOOOo 1928 240+041 4-8-8-2 2D0+0D1 .
ooOOOO+OOOOoo 1941 240+042 4-8-8-4 2D0+0D2 Big Boy
ooOOOO+ooOOOO 1950 240+240 4-8-0-4-8-0 2DO+2DO .
ooOOOO+ooOOOOoo 1947 240+242 4-8-0-4-8-4 2DO+2D2 .
ooOOOOo 1911 241 482 2D1 Mountain o Montaña
ooOOOOoo 1927 242 4-8-4 2D2 Northern, Confederation, Confederación, Niagara o Pocono
oooOOOOooo 1944 343 6-8-6 3D3 .
ooOOOOO 1883 250 4-10-0 2E0 Mastodon
ooOOOOOo 1925 251 4-10-2 2E1 Overland o Super Mountain
ooOOOOOOo 1926 261 4-12-2 2F1 Union Pacific
ooOOOOOOOoo 1934 272 4-14-4 2G2 Soviet

Tipos

  • Locomotoras estandard: "mamouths", "pacifics", etc...
  • Locomotoras articuladas
  • Locomotoras Mallet

Se trata de locomotoras con dos grupos diferenciados de ejes tractores:

    • uno solidario al bastidor en la parte posterior de la locomotora a la manera habitual
    • otro montado en un bogie o carretón tractor por delante del anterior, con centro de rotación situado alrededor a la altura de los cilindros posteriores.

La locomotora puede ser del tipo locomotora con ténder o tener ténder acoplado.(por ejemplo: la portuguesa CP 205.)

Locomotoras Dúplex

Las locomotoras Dúplex (también llamadas Zwillinge o gemelas en Alemania) están constituidas por dos locomotoras gemelas especialmente equipadas para estar cabina contra cabina.

Locomotoras Fairlie

Las locomotoras Fairlie son realmente articuladas con dos carretones motrices provistos cada uno de engache y topes. El bastidor principal soporta dos calderas de hogar común que más tarde se separó con el fin de facilitar la alimentación. Los modelos más conocidos son los Fairlies del Festiniog Railway y los Péchot-Bourdon del ejército francés. En ancho UIC, los ferrocarriles mexicanos fueron uno del más grande usuarios.

Locomotoras Meyer

Locomotoras Meyer: El bastidor principal y los bastidores motrices son practicamente idénticos a los de los Fairlies. El emplazamiento de la caldera y de la cabina es diferente y varía según los fabricantes.

Locomotoras Garratt

Las locomotoras Garratt disponen de dos carretones motrices muy apartados, con la caldera colocada en voladizo, es decir no soportada directamente por ejes.

Teconología

Las locomotoras de vapor también reciben nombres según el tipo de tecnología utilizada para aprovechar la expansión del vapor. Algunos de los tipos más importantes son los siguientes:

  • Expansión simple
  • Compound o Doble expansión: En las locomotoras de expansión simple los vapores a baja presión se pierden. Los sistemas "compound" o de doble expansión los expansionan de nuevo en cilindros de baja presión según varios métodos. En Alemania se desarrolló un método en las locomotoras KPEV con dos cilindros, uno de baja y otro de alta presión. En Francia André Chapelon creó uno de tres cilindros y De Glehn creó un sistema muy efectivo aunque de difícil manejo de cuatro cilindros (dos exteriores de alta presión y dos interiores con mayor diámetro de alta presión.

Fuente