Archivo de la etiqueta: Mastodonte

Notación y clasificación de locomotoras

La 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 genera la presión necesaria para mover pistones que impulsan las ruedas mediante un juego de bielas. El británico Richard Trevithick (1804) logra adaptar la máquina de vapor, que se utiliza desde principios del siglo XVIII para bombear agua, de forma que una máquina locomovible consigue circular a una velocidad de 8 kilómetros por hora con una carga de cinco vagones, que a su vez tienen 10 toneladas de acero y 70 hombres de lastre. El vapor deja de ser un simple medio para ahorrar trabajo en las minas y se convierte en uno de los impulsores de lo que se conoce como revolución industrial.

Aunque Trevithik es el inventor de la locomotora, el inglés George Stephenson inaugura la Historia (con mayúsculas) del ferrocarril al fabricar la primera máquina de vapor que introduce las modificaciones precisas que luego se emplean en casi todos los artilugios posteriores. La ‘Rocket’ tiene caldera tubular, tiro forzado por inyección de vapor delescape de la chimenea y ataque directo de los cilindros sobre las ruedas mediante el mecanismo de biela y manivela. Sin lugar, a dudas es el referente para la mayoría de las máquinas de vapor en los siguientes 150 años. Se construye para las Pruebas de Rainhill, organizadas por el Ferrocarril de Liverpool y Mánchester en 1829, con el fin de elegir el mejor diseño para impulsar el nuevo ferrocarril, en las que resulta vencedora.

La decisión más visible de Stephenson es el uso de un solo par de ruedas motrices, con un pequeño eje de soporte detrás. Esta máquina es la primera locomotora 0-2-2 y la primera con un solo conductor. El uso de un solo eje motriz implica varias ventajas: se evitó el peso de las barras de acoplamiento y el segundo eje puede ser más pequeño y liviano, ya que sólo soporta una pequeña proporción del peso. La ‘Rocket’ dispone sobre sus ruedas motrices un poco más de 2,5 toneladas de su peso total de 4,5 toneladas. Desde sus comienzos, el combustible predominante es el carbón, aunque también se usa la madera en zonas rurales y en empresas madereras. Cuando el petróleo comienza a utilizarse de forma habitual, se emplea el fuel oil en las locomotoras de algunas zonas. Estas máquinas se manejan con un equipo de al menos dos personas. Una, el maquinista, que es responsable de controlar la locomotora y el tren en su conjunto; la otra, el fogonero, responsable del fuego, la presión y el agua.

La locomotora de vapor continúa su desarrollo hasta límites insospechados de potencia, esfuerzo tractor y velocidad, así como de su rendimiento, peso y timbre durante siglo y medio de tracción en el ferrocarril mundial. De aquella ‘primera’ máquina de Stephenson de de dos ejes motrices se pasa a la de cinco ejes motores (Santa Fe). El empuje de las máquinas diesel y eléctricas las desplazan de las vías porque la competición se hace ya imposible (en España se apaga la última ‘vaporosa’ de Renfe el 23 de junio de 1975 en Vicálvaro)

Las máquinas de tracción vapor se clasifican según el rodaje, es decir el número y la disposición de sus ejes o ruedas, definiendo su clasificación y por tanto, el nombre por el cual son reconocidas. La numeración de las placas de cada locomotora proporciona la información sobre qué tipo de locomotora es y su número dentro de la serie.

Y para su clasificación existen varios sistemas, que se diferencian entre anotar las ruedas, o bien los ejes (entendiendo el eje como el conjunto formado por un cuerpo de eje y sus dos ruedas sobre él). A principios del siglo XX, Frederick Methvan Whyte idea el sistema numérico anglosajón, de uso sobre todo en Estados Unidos y Gran Bretaña, que utiliza la disposición de las ruedas. De esta forma, los números de notación siempre son el doble que en el continental europeo, de base francesa (utilizado en España), cuyo sistema numérico utiliza la disposición de los ejes. La clasificación alemana también se anota según los ejes, pero combina números y letras. Existen otros sistemas, como la clasificación de la Unión Internación de Ferrocarriles (UIC), la clasificación turca o la suiza, que cuentan el número de ejes en lugar del número de ruedas. Los alemanes combinan números y letras.

Hasta la constitución de Renfe en 1941, no existe en España un sistema unificado de matriculación; cada compañía ferroviaria dispone de un método propio con algunas variaciones. El sistema utilizado por Renfe es sencillo; empieza por el frontal de la locomotora. La identificación se forma mediante siete cifras, divididas en dos grupos separados por un guión. En el primer grupo, lo tres primeros guarismos indican el tipo de locomotora, según el número y disposición de sus ejes acoplados y libres. El primer dígito se refiere a los ejes libres portadores delanteros o conductores; el segundo a los ejes motores, tractores o acoplados que van unidos con bielas; y el tercer número, a los ejes libres portadores traseros o de arrastre. De ahí vienen algunos de los nombres que definen a cualquier locomotora con una misma disposición de ejes como, Pacific (231), Mikado (141), Mastodonte (240), Montaña (241), Santa Fe (151), etc. Si en la placa aparece la letra ‘F’ sobre el guión, significa que la locomotora está fuelizada, es decir, que en lugar de carbón utiliza fuel como combustible.

Al margen de esta primera cuestión, cada serie de locomotoras cuenta con sus propias características. Si la locomotora tiene ténder incorporado (recipiente que contiene el agua y el combustible), el primer dígito del segundo grupo de cifras esá siempre cero. El segundo dígito se refiere al número de cilindros y los dos últimos, al número de su serie. Si por el contrario, la locomotora lleva el ténder separado entonces en el segundo grupo, la primera cifra refleja el número de cilindros y las tres restantes corresponden al número de orden de la locomotora dentro de su serie.

Para despejar posibles dudas, veamos un ejemplo esclarecedor. La placa que ilustra esta entrada, que se puede contemplar en el Museo del Ferrocarril de Madrid, indica que pertenece a una locomotora que dispone de dos ejes portadores delanteros, cuatro ejes motores y dos ejes portadores traseros; es decir, de tipo 242, denominada ‘Confederación’. Está fuelizada según indica la ‘F’, lleva ténder separado de la locomotora y posee dos cilindros; es el número nueve de su serie. Los ejes motores se distinguen por ir unidos por bielas mientras que los portadores, van delante y/o detrás de los motores.

Las locomotoras de vapor también reciben nombres según el tipo de tecnología utilizada para aprovechar la expansión del vapor. Los tipos más importantes son de expansión simple y ‘Compound’ o doble expansión. En las primeras los vapores a baja presión se pierden; las segundas los expansionan de nuevo en cilindros de baja presión según varios métodos.

Algunos creen que la clasificación francesa resulta menos clarificadora que la anglosajona White, a su juicio mucho más ‘realista’ que la europea. Frederick Methvan Whyte comienza a usar su propia notación a principios del siglo XX, que rápidamente promociona (1900) la American Engineer and Railroad Journal (Revista del Ferrocarril y el Ingeniero estadounidense). El sistema de este ingeniero de origen holandés cuenta el número total de ruedas de guía, el número de ruedas motrices y finalmente el número de ruedas posteriores, guarismos separados por guiones. En consecuencia, en el caso de nuestra placa de referencia, la disposición se multiplica por dos; es decir, presenta al frente cuatro ejes de guía (tantos como ruedas), ocho ejes motores (ídem) y cuatro ejes posteriores (ídem). En resumen, se clasifica como 4-8-4 (recordad que es 2-4-2, en nuestra particular notación). ¿Os parece mejor que la francesa?

Menos problemas hemos tenido para aceptar la denominación característica que de cada tipo hacen, además, los estadounidenses sobre las locomotoras de vapor, que bautizan con nombres tan singulares como Mikados (141, el doble segun la notación White), Pacific (231), Confederación (242), Consolidación (140), Montaña (241), Mastondonte (240), Mogul (130) y la poderosa Santa Fe (151), las más populares en nuestro país. Planet, Mallet, Garratt, Berkshire, Texas, American, Soiet y Big Boy son, salvo excepciones, máquinas solo habituales en el parque motor ferroviario estadounidense.

Las ‘Mikado’ (297 unidades, 242 Renfe) son las últimas locomotoras en prestar servicio en la red de ancho ibérico. Mientras las grandes locomotoras de vapor se ven desplazadas por las de tracción eléctrica, estas locomotoras 141 mantienen sus servicios dada su gran simplicidad, poder de aceleración y velocidad moderada, inferior por su menor diámetro de rueda a las clásicas de viajeros, eficientes en el remolque de trenes correos, semi-directos y mercancías de poco peso. Recordemos que la última ‘vaporosa’ de Renfe en apagar su caldera es una de estas piezas: 142F-2348.

Las ‘Confederación’ (10) es la serie considerada como la culminación de la tracción vapor en España. Estas máquinas son las de tracción más potentes que circulan en los ferrocarriles españoles; alcanza también con 140 kilómetros la marca de velocidad en este tipo de máquinas. Es una máquina de prestigio; con ella se quiere conmemorar el centenario de La Maquinista Terrestre y Marítima, desde 1920 el más importante suministrador de locomotoras de vapor en España. Diseñadas especialmente para la línea de Madrid a Irún, en el trayecto de la llanura castellana entre Ávila y Miranda de Ebro, su rendimiento es casi espectacular por la gran producción de su caldera y el gran diámetro de sus ruedas motoras. Le resta méritos la poca capacidad de su tender y la simple expansión en lugar del ‘Compoud’.

Las ‘Montaña‘ son, junto con las 1700’s, las máquinas más destacadas de los ferrocarriles españoles de la preguerra. estas piezas corresponden a la antigua compañía del Norte (4601 a 4066), aunque también hay otras (4057 a 4066) de Andaluces, que vende posteriormente a la primera (en el argot ferroviario Montañas andaluzas). Estas locomotoras poseen, a juicio de Ángel Maestro, la máxima armonía de líneas que se ha dado en España en una locomotora de vapor. “Su silueta esbelta, realzada con las pantallas para los penachos de humo, su doble escape, lo airoso de sus cilindros, el bielaje, hacen que esta máquina sea no sólo una de las más bellas construidas en España, sino en toda Europa”.

Las ‘Pacific’ (30 unidades), muy extendidas en Europa, resultan un rara avis en nuestro país. Dadas las características de las líneas españolas, se prefiere las locomotoras de cuatro ejes acoplados (140 y 240). Norte recibe en 1911 las primeras (serie 3000), construidas por la Sociedad Alsaciana; un pequeño lote de 16 piezas con las que se inicia el sistema ‘Compound’ (231-4001 a 231-4016 en Renfe). MZA adquiere dos años después, cuatro piezas basadas en las famosas S-3/5 de los Ferrocarriles del Estado de Baviera (231-4021 a 231-4024. Las más conocidas son las de Andaluces (231-2001 a 231-2010), que se compran para la Exposición Iberoamericana de Sevilla de 1929.

⚫ Con las ‘Consolidación’, Norte consigue una locomotora universal, apta para todos los servicios. Se trata de locomotoras de simple expansión, con un diámetro de rueda de 1.560 milímetros, idéntico a las “1.900 pequeñas” y las Mikado. En 1943, se recibe la última locomotora de esta serie, que con 437 ejemplares es la mayor de toda la historia de los ferrocarriles españoles. A excepción de algunas pocas locomotoras que proceden del Oeste o de otras compañías, todas son adquiridas por Norte. En Renfe, se les asigna la serie 140-2068 a 140-2504. La compañía de Andaluces dispone de varias series de pequeñas de locomotoras 140, con aspecto claramente inglés. La serie más antigua, y origen de las posteriores, la suministra North British, en 1919 (140-2016 a 140-2020 en Renfe).

Las ‘Mastodonote’ es, junto con la 140, el modelo más representativo de la tracción vapor moderna en nuestro país. Renfe llega a contar con 12 modelos diferentes y un total de 777 locomotoras, dotadas de este rodaje que, en buena parte, hereda de las antiguas concesionarias de líneas de vía ancha (535 locomotoras). MZA es la primera y la que más profusamente utiliza este modelo; adquiere sus primeras unidades en 1912 (serie 1101 a 113), ampliada con otras 65 unidades entregadas en 1913 (1131 al 1195). En 1921 compra otras 25 máquinas (1196 a 1220). Todas ellas pasan a Renfe (240-2081 a 240-2200). La Maquinista Terrestre y Marítima de Barcelona aporta 50 unidades (1401 a 1450) en 1920; 25 en 1926/27 (1451-1475); 30 en 1928 (1476-1505); otras 30 en 1929 (1506-1535); y otra treintena en 1930/31 (1536-1565). Renfe matricula las 165 locomotoras de la serie 1400 heredadas de MZA como 240-2241 a 2425. En menor escalar Oeste y Andaluces disponen de máquinas; y Norte utiliza 61 (se inclina por las 140).

Las máquinas ‘Garrat’ (10 unidades), locomotoras de vapor articuladas, están destinadas, en principio a la línea de Linares-Almería, donde la debilidad de los puentes no permite el paso de locomotoras de mayor peso por eje; finalmente se emplean en la zona de Valencia. El Central de Aragón adquiere simultáneamente dos series diferentes de locomotoras, una para viajeros (462-0401 a 462-0406) y otra para mercancías (282-0401 a 240-04061). En la práctica se puede considerar que se trata respectivamente de dos locomotoras ‘Pacific’ o ‘Mikado’ con una caldera común. Son locomotoras para líneas difíciles y sinuosas, a causa de su buena inscripción en curva, poco peso por eje y posibilidad de instalar mucha potencia. Las dos series se construyen en España: Euskalduna, la de viajeros, y Balcock & Wilcox la de mercancías. Renfe adquiere diez máquinas (282-0421 a 282-04301. La locomotora 282-0430 es la última locomotora de vapor que se construye en nuestro país (1961).

Las ‘Santa Fe’ (22 unidades) se pueden considerar como la culminación de la tracción vapor en España, junto a las ‘Confederación’ (242-2001 a 242-2010). Todas son diseñadas y construidas por la Maquinista Terrestres y Marítima, en 1942 las primeras y en 1955, las otras. Las ‘Santa Fe’ ((151-3101 a 151-3122) son las únicas locomotoras de cinco ejes acoplados que ha tenido Renfe. La serie es pequeña dado que estas máquinas presentan mayor dificultad de inscripción en curva y limitaciones impuestas por la resistencia de los ganchos de tracción. Tienen tres cilindros iguales y simple expansión; la caldera se utiliza posteriormente para las ‘Confederación’ y las ‘Montañas’. Con un peso total de 213 toneladas, incluido el ténder, son las más pesadas del parque de vapor de Renfe.

La locomotora de vapor es durante siglo y cuarto el símbolo representativo del ferrocarril. Este sistema de tracción determina las condiciones de explotación de los trenes, el tendido de las líneas y las formas de trabajo. Y también impone un modelo de producción determinado por el carbón, como fuente de energía, y el acero como elemento primordial de la construcción del material fijo y móvil. Este modelo alcanza su final en España el 23 de junio de 1975, cuando el entonces príncipe de España don Juan Carlos apaga la caldera de la ‘Mikado’ 141F-2348. Culmina una era que se inicia el 28 de octubre de 1848, con la inauguración del primer ferrocarril peninsular entre Barcelona y Mataró.

(Fuentes. C. Hamilton Ellis, en “Historia de los trenes”. Colin Garratt, en “Locomotives a vapeur du monde entier”. Franco Tanell, en “locomotoras y trenes desde 1830 hasta hoy”. Justo Areniillas Melendo, en “La tracción en los ferrocarriles españoles”. Ángel Maestro, en “Las Grandes Locomotoras de vapor en España”. Ignacio de Ribera, “La ingeniería ferroviaria en el siglo XX: 1914-1986”. EcuRed. Vía Libre, varios números)

Joyas de Delicias: Mastodonte 240-4001

Esta locomotora fue la primera de un lote de 45 que la Compañía de los Caminos de Hierro del Norte de España encargó a la casa francesa Société Alsacienne de Constructions Mécaniques. En 1912 llegaron las seis primeras de la serie, denominadas Mastodonte, que recibieron las numeraciones comprendidas entre la 4001 y la 4006, con rodaje 2-4-0 (es decir, un bogie con dos ejes libres seguido de cuatro ejes acoplados) y un diámetro de ruedas acopladas de 1.560 milímetros. Fueron asignadas para remolcar trenes rápidos de viajeros, siendo las primeras de este rodaje en Europa destinadas para tal fin. Dotadas técnicamente de un mejor aprovechamiento del vapor por utilizar un sistema de doble expansión o ‘compound’, llegaron a alcanzar los 100 kilómetros por hora.

El rendimiento de las locomotoras de vapor de simple expansión, es bastante bajo. Se llaman de simple expansión porque el vapor sólo trabaja una vez, es decir, que metemos vapor comprimido en un cilindro, éste se expande moviendo el pistón, y luego sale a la atmósfera. Para mejorar el rendimiento, los ingenieros pusieron a trabajar sus mentes y se dieron cuenta de que el vapor podía expandirse en varias etapas, mejorando así el rendimiento global de la máquina. Por ello idearon las máquinas de doble expansión, es decir, que el mismo vapor va a trabajar más de una vez (en concreto, si son de doble expansión, trabajará dos veces, si son de triple, tres, y así sucesivamente). Por ello, en este tipo de máquinas tenemos, normalmente, cuatro cilindros: dos de alta presión y dos de baja.

Desde el mismo momento en que se inventó la máquina de vapor ese factor obsesionó a los ingenieros: la condensación del gas en su camino desde la caldera hasta el motor y durante la realización de su trabajo en el cilindro, como comenta Juanjo Olaizola, director y alma mater del Museo Vasco del Ferrocarril. El diseño de locomotoras con cilindros y distribuciones interiores de las máquinas británicas no se debía, únicamente, a cuestiones estéticas. En realidad, este diseño, que tuvo un especial predicamento en Gran Bretaña, obedecia a la voluntad de los ingenieros de proteger los motores del frio exterior. De este modo, reducían al máximo la condensación del vapor en los motores. “El sistema compound hace de la necesidad, virtud y, ya que no puede evitar el fenómeno de las condensaciones, intenta al menos aprovechar la fuerza residual de esa agua que se ha licuado al entrar en el motor y que se ha regasificado en la fase de escape. Por el contrario, lo que el recalentamiento buscaba era anticiparse al problema de las condensaciones elevando la temperatura del vapor hasta tal punto que, pese a que también se enfría y condensa en los conductos y motores, el efecto es muy inferior respecto al vapor saturado. Por tanto, conseguía resultados similares pero con un procedimiento más sencillo que duplicando los motores. De ahí la gran polémica entre los defensores de uno y otro sistema”.

La ‘Mastodonde’ es, junto con la 140, el modelo más representativo de la tracción vapor moderna en nuestro país. Renfe llegó a contar con doce modelos diferentes y un total de 777 locomotoras, dotadas de este rodaje que, en buena parte, heredó de las antiguas concesionarias de líneas de vía ancha: un total de 535 locomotoras, de doce modelos diferentes, ya que todas las compañías de cierta envergadura habían contado en sus parques con máquinas de esta clase. La primera de las antiguas compañías en emplear en la vía ancha las locomotoras ‘Mastodonte’ y la que más profusamente utilizó este modelo, fue la de los ferrocarriles de Madrid a Zaragoza y Alicante (MZA), que adquirió sus primeras unidades en 1912 (serie 1101 a 113), ampliada con otras 65 unidades entregadas en 1913 (1131 al 1195). En 1921 compró otras 25 máquinas (1196 a 1220). Todas ellas pasaron a Renfe y fueron matriculadas coomo 240-2081 a 2200. En 1916 adquirió a la American Locomotive Company 25 locomotoras (1321-1345). La Maquinista Terrestre y Marítima de Barcelona aportó 50 unidades (1401 a 1450) en 1920; 25 en 1926/27 (1451-1475); 30 en 1928 (1476-1505); otras 30 en 1929 (1506-1535); y otra treintena en 1930/31 (1536-1565). Renfe matriculó las 165 locomotoras de la serie 1400 heredadas de MZA como 240-2241 a 2425.

Norte, la otra gran empresa ferroviaria española, recurrió en menor medida a este tipo de locomotoras. Apostó para el arrastre de trenes de mercancías por el rodaje 140 ‘Consolidación’. No obstante, contó con dos interesantes series; una primera, ya citada, de la Sociedad Alsaciana de Construcciones Mecánicas, que entre 1912 y 1921, entregó 45 máquinas compound; y una segunda de 16 unidades construidas en Bilbao por Babcock & Wilcox, en 1921 (serie 4301 a 4316, rematriculadas en Renfe como 240-3001 a 3016).

La compañía de los Ferrocarriles Andaluces mostró más interés por las ‘Mastodonte‘; adquirió hasta tres series diferentes. La primera del la Franco-Belga y las alemanes Borsig, Schwartzkopff y Hanomag, entre 1921 y 1922; estaba constituida por cincuenta locomotoras (serie 401 a 450, 240-2001 a 2050 en Renfe). El segundo modelo fue construido en España; entre 1926 y 1928 la Maquinista Terrestre y Marítima de Barcelona entregó veinte máquinas y las quince restantes por los talleres Devis de Valencia (series 4201 a 4235, renombradas como 240-2431 a 2465). Y una tercera fase, entre 1934 y 1935, incorpora a su parque motor cinco locomotoras, evolución de las anteriores y matriculadas en la nueva serie 4251 a 4255 (240-2476 a 2480 en Renfe) que sirvieron de base para el primer gran pedido de locomotoras de vapor realizado por Renfe. Al igual que las máquinas de la serie 1361 a 1380 de MZA, estas unidades presentaban unas características pantallas levantahumos.

La compañía de los Ferrocarriles del Oeste también contó con ‘Mastodonte’. Doce máquinas suministradas, en tres pedidos diferentes, de la alemana Linke Hofmann y la bilbaína Euskalduna, entre los años 1922 y 1931 (831 al 842, rematriculadas en Renfe como 240-2051 a 2062). Renfe también heredó cuatro de estas locomotoras del ferrocarril Central de Aragón (serie 71 a 74 y, más tarde, 240-2071 a 2074), construidas por la firma belga Tubize en 1927.

Aunque el tipo ‘Mastodonte’ estaba siendo empleado por las compañías en líneas de montaña, las máquinas encargadas a la Société Alsacienne recibieron ruedas de 1.560 milímetros de diámetro, las mayores hasta el momento en este tipo, y se diseñaron exclusivamente para trenes rápidos de viajeros, por lo que fueron las primeras mastodonte destinadas a dicho servicio. Desempeñaron a la perfección su cometido mostrándose como buenas corredoras incluso en rampas, por lo que desplazaron a las 400’s en los servicios de pasajeros en la sierra. En 1914 Norte encargó un nuevo pedido de 14 máquinas más a la Sociedad Alsaciana. La Primera Guerra Mundial impidió que se pudieran efectuar nuevos pedidos a la industria europea, pero terminada la contienda y tras la contienda se solicitaron 25 locomotoras más que, en esta ocasión, sumininistró Henschel en 1921.

A partir de 1914, y una vez terminadas las renovaciones de carril de la citada línea Madrid Irún, con las locomotoras 3000 y 4000 pudieron establecerse nuevos límites de velocidad en el recorrido. Estas locomotoras mantenían (en rampas de hasta 8 milésimas) los 90 kilómetros por hora para el Surexpreso. Las locomotoras 4000 se encargaban del tramo ya citado de la sierra de Guadarrama, entre Madrid y Valladolid, donde tomaba el relevo una 3000 hasta Miranda, donde las 4000 volvían a encargarse de la tracción hasta Irún. Prestaron servicio en los depósitos de Madrid, Miranda de Ebro (Burgos), Valladolid y León. Las 45 unidades de esta serie llegaron a Renfe, donde recibieron las matrículas 240-4001 a 4045. En Renfe continuaron establecidas en los depósitos de Valladolid y Miranda hasta que la electrificación del Guadarrama las hizo aparecer también en el depósito de León. Nuevas electrificaciones incrementaron la dispersión por Galicia, Salamanca y hasta incluso Zaragoza. Los desguaces se iniciaron en 1964 y finalizaron en 1968, aunque la 240-4001, ex-Norte 4001, fue preservada y se encuentra en el Museo Ferroviario Madrid-Delicias

(Fuente Juanjo Olaizola “Historias del tren”. Vía Libre. FFE)