Historia de las locomotoras

La historia de los primeros días de la locomotora está íntimamente relacionada con la del carruaje automático a vapor ideado para circular por carreteras y abandonado al desarrollarse el transporte sobre carriles. La idea de tender una vía especial para las ruedas de los vehículos de carga se remonta al tiempo de los romanos, que acostumbraban a pavimentar con bloques de piedra dispuestos en vías paralelas la porción de la carretera por donde pasaban las ruedas.
El mismo método fue adoptado con frecuencia en los primeros tiempos de la explotación de los yacimientos de carbón de piedra en Inglaterra, donde dicho carbón era transportado desde las minas en carros tirados por caballerías, en el siglo XVIII, los trabajadores de diversas zonas mineras de Europa descubrieron que las vagonetas cargadas se desplazaban con más facilidad si las ruedas giraban guiadas por un carril hecho con planchas de metal, ya que de esa forma se reducía el rozamiento. Los carriles para las vagonetas sólo servían para trasladar los productos hasta el río más cercano ,el que por entonces era la principal forma de transporte de grandes cargamentos .

Hacia el 1630, sin embargo, un individuo llamado Beaumont discurrió el asentar carriles de madera con el mismo objeto; y hacia el fin del siglo XVIII eran de uso corriente vías con carriles de madera que tenían la superficie superior redondeada, ajustándose a ella las llantas acanaladas de las ruedas de hierro colado de los vagones; también se apreció y aprovechó la economía que para el transporte representaba el hacer más fáciles las pendientes, rebajando los cerros, rellenando las depresiones del terreno y construyendo puentes sobre los ríos.

Posteriormente los carriles de madera fueron recubiertos con planchas de hierro colado, para alimentar su duración disminuyendo el desgaste, y en 1776 se construyó en Sheffield (Inglaterra) una vía tendiendo barras prismáticas de hierro colado sobre vigas de madera.

Partiendo de estos toscos principios, se ha desarrollado la moderna vía férrea, con sus gruesas traviesas de madera embreada descansando sobre piedra partida y sosteniendo carriles prismáticos de acero que pesan de 45 a 65 kilogramos por metro, con toda su completa cohorte de auxiliares: agujas, señales, disposiciones para salvamento, etc.

Hacia el fin del siglo XVIII , la máquina de vapor había llegado a ser un factor real y positivo en la industria, y se habían hecho distintas tentativas para aplicarla a los vehículos de carretera. El mérito de llevar a cabo la construcción de la primera locomotora que marchó sobre carriles corresponde al ingeniero de minas inglés Richard Trevithick, quien el 24 de febrero de 1804 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.

La locomotora de Trevithick, según las referencias más autorizadas, era una cosa semejante a lo que se muestra en la figura adjunta. La caldera era de hierro colado con horno interior, y los productos de la combustión pasaban a una chimenea situada en el mismo extremo que la boca del horno. La máquina de vapor, es decir, el cilindro con el pistón, estaba dispuesta verticalmente, y las barras conectoras se hallan representadas en la figura por la D, que hace de biela, y la L, conectada con el eje motor.

El vapor, después de haber operado, escapaba por la chimenea para aumentar el tiro, y en este sistema se dependía de la fricción de las ruedas motrices sobre los carriles para asegurar suficiente poder de tracción. La presión del vapor era de 40 libras por pulgada cuadrada; de forma que en rigor era una máquina de alta presión. La válvula de seguridad, E, impedía una presión excesiva en la caldera. Esta locomotora funcionó bien; pero sus resultados económicos no fueron satisfactorios.

La siguiente tentativa fructuosa para obtener una locomotora a vapor fue hecha por Blenkinsop en 1812. Esta maquina, como se mnuestra en la figura arriba , tenía dos cilindros de 203 milímetros de diámetro cada uno y dispuestos verticalmente, como en la máquina de Trevithick. Las barras conectoras, sin embargo, actuaban sobre ejes con piñones que hacían girar una gran rueda dentada, que a su vez engranaba en los bordes de las traviesas de la vía. Las ruedas sostenedoras de la máquina no eran, pues, ruedas motrices. La máquina de Blenkinsop fue seguida, en 1813, por otra denominada "Puffing Billy", ideada por Blackett, quien siguió casi completamente el mismo sistema que Blenkínsop en la estructura general del vehículo, pero que obtenía el efecto de tracción por medio de las ruedas soportadoras, como en la locomotora inventada por Trevithick.

Por al mismo tiempo, Jorge Stephenson, ingeniero de la mina de carbón de Killingworth, había estado trabajando en la resolución del problema, y en 1814 presentó su primera máquina, denominada el "Blucher", la cual tenía una caldera de 863 milímetros de diámetro y 2,43 metros de largo, con un tubo de caldeo de 507 milímetros de diámetro. Los cilindros eran de 203 milímetros de diámetro, siendo el recorrido del pistón de 609 milímetros. Esta locomotora no difería gran cosa de alguna de las precedentes; pero en la segunda máquina ideada por el mismo Stephenson , y construida al año siguiente, comenzó a mostrar la originalidad que le dió el mérito y el triunfo de hacer de la locomotora un éxito comercial. En esta máquina, las barras conectoras se hallaban en comunicación directa con las cuatro ruedas, y los dos ejes estaban acoplados por varillas que actuaban sobre árboles en el interior de los cojinetes. Las varillas fueron después reemplazadas por cadenas, como se ve en la figura adjunta. En una tercera locomotora, construida por el mismo Stephenson, la caldera era transportada en cilindros de vapor, previendo ya así la disposición posterior del sostenimiento por resortes.

Todas estas locomotoras fueron ideadas para arrastrar vagones de carbón a poca velocidad desde las minas de propiedad particular, y durante mucho tiempo, después de haberse utilizado con éxito reconocido, en esa clase de trabajo, continuaron los vagones destinados a pasajeros siendo arrastrados por caballerías, y solamente a fuerza de persistencia consiguió Stephenson que se le permitiera construir tres locomotoras para el nuevo ferrocarril de Stockton y Darlington, del cual fue nombrado ingeniero-jefe en 1823, y que fue construido con el propósito de utilizar caballos como medio de tracción.La primera vía férrea pública del mundo, la línea Stockton-Darlington, en el noreste de Inglaterra, dirigida por George Stephenson, se inauguró en 1825. Durante algunos años esta vía sólo transportó carga; en ocasiones también utilizaba caballos como fuerza de tiraje . La primera vía férrea pública para el transporte de pasajeros y de carga que funcionaba exclusivamente con locomotoras de vapor fue la de Liverpool-Manchester, inaugurada en 1830. También fue dirigida por George Stephenson, en esta ocasión con ayuda de su hijo Robert Stephenson.

La "Locomotion" , construída por Stephenson en 1825 , sobre el primer puente ferroviario .
La primera de las tres máquinas que entonces construyó Stephenson, y denominada "Locomotion", no era diferente de las locomotoras anteriores, pero tenía varillas laterales exteriores. La caldera tenía 1,21 metros de diámetro y tres de largo; los dos cilindros verticales eran de 254 milímetros de diámetro; las ruedas motrices se hallaban conectadas por barras laterales, como en las locomotoras modernas. La máquina pesaba en total seis toneladas y media, e iba acompañada de un ténder para transportar carbón y agua.

El ferrocarril de Stockton Y Darlington fue el primero en el que se usaron con regularidad locomotoras para el transporte de pasajeros y mercancías. Las caballerías quedaron así descartadas.

La supremacía de la locomotora fue plena y definitivamente consagrada en el concurso inaugurado por la Compañía del ferrocarril de Liverpool y Manchester para decidir qué método de tracción sería el mejor para su nueva vía, y ofreciendo un premio para la mejor solución. El plan luchó por supuesto, con la oposición de las Compañías de diligencias y de los dueños de las tierras a lo largo del camino. Stephenson, que había sido nombrado ingeniero-jefe, fue grandemente ridiculizado por asegurar que podía construir una locomotora que marcharía a razón de 30 kilómetros por hora. Durante el debate que para la concesión se originó en la Cámara de los Comunes, un miembro de un Comité de dicha Cámara le preguntó : "Supongamos ahora que una de vuestras máquinas va marchando a razón de dos y medio o tres kilómetros por hora y que una vaca cruzase la línea e interceptara el camino de la máquina, ¿no sería esto una circunstancia muy delicada?, a lo cual el ingeniero replicó: "Sí; muy delicada para la vaca." Y cuando se le preguntó si las personas y los animales no se amedrentarían por la chimenea roja de la locomotora, él replicó con muy buen sentido: "¿Pero cómo sabrían distinguir que la chimenea no iba pintada?" .

La locomotora "Rocket" construída por Stephenson en 1829 y premiada en un concurso público.
Para el concurso, que tuvo lugar en octubre de 1829, Stephenson construyó su. locomotora "Rocket", que no sólo derrotó a todos sus competidores, sino que llegó a marchar a razón de 40 kilómetros por hora en los ensayos, y dos días después arrastró 13 toneladas de peso a una velocidad de 50 kilómetros por hora. El "Rocket", que pesaba sólo cuatro toneladas y media, tenía una caldera construida con tubos muy semejantes al sistema de las calderas tubulares modernas, siendo sus dimensiones en total de 1,82 metros de largo con 1,015 metros de diámetro. Los cilindros estaban dispuestos en posición inclinada, y los tallos de los pistones, acoplados a tina sola gran rueda motriz cada uno de ellos. El vapor, después de actuar, era expulsado por la chimenea mediante tubos de escape afilados. El "Rocket" presentaba, por tanto, prácticamente , todos los caracteres especiales de una locomotora útil y práctica y funcionó durante muchos años.
La primera tentativa de empleo comercial de la locomotora en América se hizo en 1829 por la Compañía del Canal de Delaware & Hudson, que importó de Inglaterra la locomotora "Stourbridge Lion" para funcionar en la línea de 25 kilómetros desde Carbondale a Hones (Pensilvania). Resultó que los carriles eran demasiado débiles, y se desistió en seguida del empleo de la máquina .

La primera locomotora construida en América fue un modelo pequeño, debido a Peter Cooper y ensayado con éxito en el ferrocarril de Baltimore y Ohio. Los tubos de la caldera eran hechos con cañones de fusil, y la máquina desarrollaba solamente 1,43 caballos de vapor. Este fue el principio, y en poco tiempo aparecieron, en el orden que sigue, las locomotoras denominadas: "Best Friend ", 1830 ; la "West Point", 1831; la "SonthCarolina" , 1831; la "De Witt Clinton ", 1831; la "Atlantic", 1832; la "Old Ironsides", 1832.
La máquina últimamente mencionada fue la primera locomotora construida por Matthias W. Baldwin, fundador de las grandes fabricas de locomotoras "Baldwin", en Filadelfia. El desarrollo de la locomotora marchaba entonces por buen camino en los Estados Unidos; y especiales instalaciones,, algunas de las cuales estaban destinadas a llegar a ser famosas instituciones mundiales, comenzaron a ocupar el lugar de lo que al principio habían sido talleres pequeños para construir máquinas en general, y sin nada del instrumental especial que se encuentra en la industria moderna.

Muchos curiosos e interesantes perfeccionamientos de las partes esenciales de la locomotora fueron ensayados por los constructores rivales antes de surgir el tipo definitivo de la locomotora. La caldera quedó entonces instalada a lo largo de su longitud, y el cilindro motor, con sus pistones y accesorios, colocado horizontalmente en el extremo anterior, Se adoptaron dos ejes-motores, y la barra conectora de la máquina de vapor quedó acoplada directamente a una de las ruedas motoras . Estas se hallaban conectadas entre sí por medio de barras laterales .El fogón era todavía lo suficientemente estrecho para quedar colocado entre las ruedas, y se encontró que era necesario añadir un juego auxiliar de ruedas delanteras, a causa de la longitud de la caldera y para ayudar a la locomotora a salvar las curvas.
Otros accesorios, tales como la campana, el silbato, la caja de arena, etc., fueron añadidos a la locomotora posteriormente , ascendiendo el peso total a más de 30 toneladas. Desde entonces se han construido máquinas de mayores dimensiones y de mas potencia; pero las características generales de la locomotora a vapor , en las que las alteraciones no han sido verdaderamente fundamentales, quedaron bastante bien determinadas hacia el año 1850 .