Locomotora

Tren de alta velocidad

El tren de alta velocidad francés Train à Grande Vitesse alcanzó, en abril de 2007, los 574,8 km/h.

Sarval/Rapho/Photo Researchers, Inc.

Locomotora, cualquier tipo de vehículo autopropulsado utilizado en vías férreas o ferrocarriles para impulsar o arrastrar otros tipos de unidades rodantes. Las locomotoras se diferencian de otros tipos de vehículos de vías férreas autopropulsados en que sólo se utilizan como unidades de arrastre y no están diseñadas para el transporte de pasajeros o de cargas.

ORÍGENES

La primera locomotora práctica fue construida en Inglaterra en 1804 por el ingeniero e inventor Richard Trevithick. Esta locomotora, con cuatro ruedas motrices, tenía ruedas lisas que corrían sobre raíles metálicos lisos; su éxito demostró que se podía obtener suficiente tracción sin utilizar ni ruedas ni cadena dentada. La locomotora de Trevithick expelía el vapor en el conducto de humo de la caldera del motor; esto proporcionaba un impulso de corriente para el fuego de la caldera y se empleó en locomotoras a vapor posteriores.

Tras el éxito de las pruebas de la locomotora de Trevithick, en Gran Bretaña se construyeron varias locomotoras, con éxito moderado, sobre todo para uso en minería. Hasta 1829 no se desarrolló una locomotora en una vía férrea que transportara tanto pasajeros como carga. En aquel año, el Rocket, diseñado por George Stephenson, ganó un concurso patrocinado por la compañía de transporte ferroviario Liverpool and Manchester Railway. El Rocket arrastró una carga de tres veces su propio peso a una velocidad de 20 km/h y transportó un vagón lleno de pasajeros a 39 km/h. Este rendimiento estimuló la construcción de otras locomotoras y la extensión de líneas de ferrocarril.

También en 1829 se probó en Honesdale, Pennsylvania (Estados Unidos), la primera locomotora que funcionó en el hemisferio occidental. Esta locomotora, llamada Stourbridge Lion, fue construida en Inglaterra por la Delaware and Hudson Canal Company. Al año siguiente se comenzaron a utilizar con regularidad las primeras locomotoras construidas en los Estados Unidos: la Best Friend, puesta en circulación por la South Carolina Canal and Railroad Company, y la Peter Cooper, también conocida como Tom Thumb, propiedad de la Baltimore and Ohio Railroad Company. Old Ironsides, construida por el industrial estadounidense Matthias William Baldwin para la Philadelphia, Germantown & Norristown Railroad Company, era una locomotora con cuatro ruedas con un peso cercano a las cinco toneladas. Se realizaron las primeras pruebas en 1832 y se puso en servicio casi de inmediato.

Como consecuencia de este avance se realizaron muchas mejoras mecánicas, tanto en Gran Bretaña como en Estados Unidos. Estos dos países tuvieron un desarrollo de locomotoras casi paralelo. En 1831, el chasis giratorio o carretilla suplantó a la carretilla fija; en 1836 se introdujeron los pares externos de ruedas motrices y en 1837 se aplicaron contrapesos a las ruedas motrices y otras partes para suavizar el funcionamiento del motor. La primera locomotora con seis ruedas motrices y carretilla de cuatro ruedas, también llamada de diez ruedas, apareció en 1847. En 1863 se comenzaron a utilizar locomotoras con seis ruedas motrices y carretilla de arrastre de dos ruedas, y en 1867 se construyó la primera locomotora con ocho ejes motrices y carretilla de dos ruedas.

LOCOMOTORAS A VAPOR

Locomotora de vapor

La máquina número 44, una locomotora de vapor Baldwin 2-8-0 construida en 1921, tiene dos ruedas en el carretón delantero, ocho ruedas tractoras, y no tiene carretón trasero. En Estados Unidos las máquinas diesel y eléctricas empezaron a sustituir, en las décadas de 1930 y 1940, a las máquinas de vapor.

Henry Lansford/Photo Researchers, Inc.

Las locomotoras a vapor se pueden clasificar de diversas formas. La clasificación más utilizada, sin embargo, se basa en el número y disposición de las ruedas. Esta clasificación proporciona el número de ruedas en la carretilla de arrastre, el número de ruedas motrices y el número de ruedas en la carretilla de remolque. De esta forma, una locomotora 2-4-0 tendría una carretilla de arrastre de dos ruedas, cuatro ruedas motrices y carecería de carretilla de arrastre. Muchas locomotoras tienen también nombres especiales según su tipo.

Hasta 1940, los motores a vapor proporcionaban la fuerza motriz de la mayoría de las locomotoras utilizadas en las vías férreas. Después, la locomotora de vapor se fue quedando obsoleta, primero en los Estados Unidos y más adelante en el resto del mundo. Hacia finales de la década de 1980, sólo unas pocas, como las utilizadas en líneas turísticas de vía estrecha, se utilizaban en los países industrializados. Véase Máquina de vapor.

LOCOMOTORAS DIESEL-ELÉCTRICAS

La locomotora diesel

Esta locomotora diesel arrastra un tren de pasajeros. Los motores diesel hacen girar unos generadores que producen electricidad para impulsar la locomotora.

Robert Harding Picture Library

Entre las locomotoras más importantes desarrolladas en el siglo XX se encuentran las locomotoras eléctricas, que reciben la energía eléctrica mediante una red de cable superior (catenaria) o un tercer carril situado junto a la vía normal (vías férreas), y las locomotoras diesel-eléctricas. En las locomotoras diesel-eléctricas, conocidas comúnmente como diesel, los motores diesel se utilizan para proporcionar energía a generadores o alternadores conectados a rectificadores de estado sólido que mueven motores eléctricos conectados a los ejes (véase Motor de combustión interna). Este tipo de locomotora elimina la necesidad de costosas líneas de transmisión de energía. Comparada con la locomotora a vapor, tiene mayor disponibilidad, es decir, mayor número de horas productivas por día, puesto que no necesita realizar paradas frecuentes para repostar agua ni requerir otros servicios. Otras ventajas respecto a los motores a vapor incluyen su relativa eficacia para convertir el gasóleo en energía disponible y su capacidad para desarrollar una mayor proporción de su máxima potencia de arrastre a bajas velocidades. Además, mientras que las locomotoras a vapor requieren un conductor y un fogonero por cada unidad, un solo conductor puede manejar varias diesel-eléctricas, lo que permite trenes de mayor longitud con menor número de empleados.

Los recientes diseños de locomotoras aprovechan el uso de turbocargadores mejorados que trabajan con motores de mayor potencia y más eficientes. Los sistemas de control de las locomotoras se han convertido en dispositivos electrónicos, que sustituyen la mayor parte de las funciones de regulación eléctrica. Los microprocesadores a bordo controlan la velocidad del motor, la inyección de gasoil y el trabajo del alternador, y se interrelacionan con sistemas mejorados para detectar problemas de tracción de las ruedas motrices, produciendo una corrección más rápida y una adherencia más óptima. Una función adicional del microprocesador es controlar el rendimiento de todos los sistemas de la locomotora, incrementando su fiabilidad y facilitando la corrección de los problemas. Una innovación importante de la locomotora es la introducción de motores de tracción de frecuencia variable, voltaje variable y de corriente alterna de tres fases, reduciendo el peso y mejorando la adherencia de las ruedas a la vía.

LOCOMOTORAS DE TURBINA-ELÉCTRICAS

Después de la II Guerra Mundial, la investigación realizada en la ingeniería de combustión ayudó al desarrollo de locomotoras de turbina-eléctricas, en las que las turbinas de gas o vapor se usaban para impulsar generadores que proporcionaban energía a motores eléctricos. Se necesitaba una caldera para producir el vapor en una turbina de vapor. En la turbina de gas, el gas se producía en una cámara de combustión situada directamente delante de la maquinaria de la turbina. El carbón o el aceite se podían usar como carburante para producir vapor o gas para el funcionamiento de la turbina. El propano líquido se ha utilizado de forma experimental como carburante para turbinas de gas. Todas estas locomotoras basadas en turbinas se han considerado poco económicas para el transporte general de carga. Sólo la turbina de gas, con tracción mediante transmisión hidráulica, ha continuado en servicio en automotores que propulsan trenes ligeros de pasajeros.