Ferrocarril

Aportado por Pamela K. Castro González

De la vagoneta minera al tren de pasajeros: 600 años de progreso

Siglo XIV al XVM: trenes tirados por caballos: Los Ferrocarriles son mucho más antiguos que las locomotoras. Desde el siglo XIV se usaban en las minas europeas carriles de madera sobre los que circulaban vagonetas tiradas por caballos. Los primeros raíles de hierro fueron probablemente los utilizados en Cumberland (Inglaterra), desde 1728.

Todas las líneas de Ferrocarriles eran privadas hasta 1803, año en el que se inauguró una línea pública tirada por caballos, para transportar mercancías entre Wandsworth y Croydon, al sur de Londres. La primera línea pública de pasajeros se inauguró en 1806 en el sur de Gales y era también de tracción animal.

1803: primer tren de vapor: La primera locomotora de vapor fue construida por el ingeniero británico Richard Trevithick en 1803. La segunda locomotora de Trevithick se construyó al año siguiente para una factoría del sur de Gales. Demostró que una locomotora de vapor podía arrastrar mucho más que un caballo y a una velocidad de 8 km/h.

Estas locomotoras estaban impulsadas por la máquina de vapor a elevada presión de Trevithick, que desarrollaba mucha mayor potencia en relación a su tamaño y peso que las máquinas de presión atmosférica usadas para accionar bombas y maquinaria industrial; además, era el único tipo de máquina capaz de arrastrar un vehículo. El vapor de la segunda locomotora salía por una chimenea, con lo que se aumentaba el tiro de humos y se mejoraba la capacidad de producción de vapor de la caldera.

Pero la vía de 14 km. sobre la que discurría la locomotora se rompió bajo su peso de ocho toneladas y el experimento se abandonó.

1812-1814: los trenes hulleros: Las primeras locomotoras que funcionaron con regularidad fueron diseñadas en 1812 por el inspector de minas John Blenkinsop para un tren hullero de Yorkshire (Inglaterra). Se trataba de un tren de cremallera -las vías tenían dientes que engranaban con las ruedas dentadas de la locomotora-, ya que Blenkinsop creía que las ruedas lisas resbalarían sobre raíles también lisos. Trevithick había demostrado que esto era falso para una pendiente normal, pero el sistema de Blenkinsop fue el precursor de los actuales trenes de montaña de cremallera. En la mina de carbón de Killingworth, el técnico de minas George Stephenson construyó su primera locomotora en 1814.

1825: primer ferrocarril público de vapor: George Stephenson era, ante todo, un constructor de Ferrocarriles y un promotor con visión del futuro. Le fascinó la idea de un territorio entrecruzado por una red de ferrocarriles de vapor. Su nombramiento como ingeniero en el Ferrocarril de Stockton y Darlington en 1823 marca un punto crucial en la historia del Ferrocarril. Ésta línea, de 16 km., entre una mina de carbón cerca de Darlington y el puerto fluvial de Stocktonon-Tees, fue inaugurada en 1825. La locomotora construida por George Stephenson y su hijo Robert, bautizada «Locomotion», inauguró el primer Ferrocarril público de vapor, que discurría a una velocidad de 20-25 km/h.

1829-1830: «Rocket», una locomotora que hizo época: Se consideró entonces que los mayores beneficios se obtendrían con el transporte rápido de pasajeros. En 1829 se realizaron pruebas en Rainhill, cerca de Liverpool, para elegir la mejor locomotora disponible. Los Stephenson presentaron una nueva máquina, la Rocket, con un tipo de caldera en la que el agua se transformaba en vapor al entrar en contacto con 25 tubos calentados por un fogón. Esta característica, junto con un sistema de escape mejorado, permitió a esta locomotora arrastrar un tren de 14 toneladas a 45 km/h, casi el doble de velocidad que las locomotoras rivales.

La Rocket inauguró la era del tren de pasajeros: más rápido, más cómodo y más barato que las diligencias tiradas por caballos, a las que sustituyó rápidamente en la mayoría de las rutas entre ciudades europeas y, hacia 1900, de todo el mundo.

1859-1877: preocupación por la seguridad: Los Estados Unidos fueron los pioneros de los principales avances en cuestión de seguridad en los trenes. El freno de aire, patentado por el inventor norteamericano George Westinghouse en 1869, es el sistema más utilizado en la actualidad. El aire, comprimido en depósitos alimentados por una bomba instalada en la locomotora, actúa sobre unos pistones alojados en cilindros que presionan las zapatas del freno contra las ruedas del tren cuando se suelta el aire de la tubería.

Los frenos de vacío se utilizaron en Estados Unidos en 1877. El vacío producido en una tubería de la locomotora y en los cilindros del freno actúa sobre los pistones para aflojar los frenos cuando el tren está en marcha. Al entrar aire en la tubería, los frenos se accionan.

1863-191 1: trenes de frontera: En los Estados Unidos y otros países en desarrollo, hacia la mitad del siglo XIX las vías eran poco fiables y solían estar mal instaladas, debido a que las cuadrillas de obreros competían diariamente entre sí por superar el tendido instalado. Esto creó la necesidad de un gran número de ruedas en la locomotora para repartir mejor su peso; llegaron a tener hasta 24 ruedas e incluso más.

En las regiones montañosas existían pendientes demasiado pronunciadas para que las locomotoras usuales las remontaran en línea recta. La solución consistía en horadar túneles y trincheras, lo cual resultaba muy caro; o reducir las pendientes instalando las vías en espirales de curvas muy cerradas. En este caso sólo se podían utilizar locomotoras cortas, pequeñas y, por lo tanto, de poca potencia, precisamente en terrenos donde se necesitaba todo lo contrario.

La solución la encontró en 1863 el escocés Robert Fairlie, quien patentó una locomotora de boguis giratorios que permitían que las grandes máquinas tomaran curvas cerradas. Este sistema se desarrolló más tarde en la locomotora Garratt, en la que la caldera y la cabina estaban montadas entre dos bojes que llevaban el combustible y el agua, además de la unidad motriz.

 

1876-1898: cilindros separados y recalentadores: El diseño de las locomotoras de vapor alcanzó su cenit con la adopción de medios más económicos y eficaces de utilizar el vapor y el combustible. En el sistema "compound" de cilindros separados, introducido en Francia por el ingeniero Anatole Mallet en 1876, el vapor se utilizaba dos veces: primero en unos cilindros pequeños a elevada presión y después en cilindros mayores a baja presión. Con el recalentador, adoptado por primera vez en Alemania en 1898, el contenido de humedad del vapor de la caldera se reducía elevando la temperatura del vapor, lo que permitía un funcionamiento más eficaz. Las máquinas de vapor siguen utilizándose en algunos países en vías de desarrollo, especialmente en aquellos que carecen de petróleo.

1879-1897: energía eléctrica: El primer rival de la tracción de vapor fue la locomotora eléctrica, que resultó viable hacia 1870. Cuando se fabricó un motor eléctrico empezaron a extenderse las centrales eléctricas y se desarrolló un sistema satisfactorio para transmitir la corriente a la locomotora.

El primer tren eléctrico, diseñado por el ingeniero alemán Werner Von Siemens, se presentó en una exposición de Berlín en 1879. Iba arrastrado por una locomotora eléctrica que tomaba la corriente de un carril conductor.

En 1890 se inauguró en Londres el primer tren subterráneo, que cubría una distancia de 10 km y pasaba por debajo del río Támesis. Las líneas eléctricas resultaron esenciales para el desarrollo de los trenes subterráneos a gran profundidad, pues el vapor de las locomotoras de carbón producía humo y suciedad. Las líneas subterráneas, constituyeron la primera solución práctica al problema de la congestión del tráfico en las grandes ciudades. En los países carentes de carbón, como Noruega y Suiza, resultó más barato basar la red ferroviaria en la energía hidroeléctrica que importar carbón.

En 1897, el norteamericano Frank Sprague inventó el tren automotor, que evitaba la necesidad de una locomotora separada. En cada grupo de vagones se incluía uno o más motorizados, con cabinas de conducción en cada extremo del convoy. Se podían acoplar varios grupos de vagones con un solo conductor en el de la cabeza.

1894-1976: la competencia del diesel: El motor de combustión interna a base de petróleo se utilizó por primera vez en una locomotora en 1894. Pero no podía rivalizar en potencia con el vapor en los transportes pesados. No existió auténtica competencia hasta que el ingeniero alemán Rudolph Diesel perfeccionó, en 1897, el motor de compresión-ignición.

En 1942 se realizaron en España las primeras pruebas del Talgo (Tren Articulado Ligero Goicoechea-Oriol), creado por Alejandro Goicoechea. Este tren, de gran ligereza de peso, dispone de vagones integrados articulados, ruedas independientes y ejes guiados sobre carril.

1955-1981: electrificación y alta velocidad: En 1955, experimentos efectuados por los Ferrocarriles franceses demostraron que los trenes eléctricos podían alcanzar los 320 km por hora. Nueve años más tarde se marcó un hito en la historia del Ferrocarril con la inauguración de la línea «Nuevo Tokaido», en Japón, que unía la capital con la segunda ciudad del país, Osaka, a 500 km de distancia. Sus trenes fueron los primeros en alcanzar velocidades de 200 km/h en un trayecto regular; semejante velocidad convirtió ese servicio en el más rápido del mundo en aquella época.

Actualmente el tren más rápido del mundo es el TGV (tren de gran velocidad) francés. El primero entró en servicio en septiembre de 1981, en la línea París-Lyon. Al ser capaz de desarrollar una velocidad de 370 km/h, el TGV puede cubrir este trayecto de 480 km en dos horas y media, por lo que resulta competitivo, en precio y tiempo, con el transporte aéreo.

Trenes para el futuro: Se han realizado experimentos con muchas clases de transporte sobre raíles. El más conocido es el monocarril, en el que el tren discurre sobre un solo raíl principal, en algunos casos con un segundo para dirección y estabilidad. Existen monocarriles cortos en Alemania, Japón, Estados Unidos y algunos otros lugares, pero resultan caros de construir, complicados y lentos comparados con las líneas convencionales y por ello no se han adoptado más extensamente.

En otros tipos de Ferrocarril, el tren no mantiene contacto directo con la vía, con lo que se elimina la fricción entre ésta y el tren. El «hovertren», que se ha probado en Francia y en Gran Bretaña, está suspendido sobre la vía por un cojín de aire como el aerodeslizador. Aún más revolucionaria resulta la idea de un sistema en el que, al conectar una corriente, las fuerzas opuestas de electroimanes elevasen el tren sobre la vía.


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