Locomotora de vapor
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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.
Sumario
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.
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.
