La historia del transporte ferroviario en Gran Bretaña hasta 1830 abarca el período hasta la inauguración del Ferrocarril de Liverpool y Manchester , el primer ferrocarril interurbano de pasajeros del mundo operado únicamente con locomotoras de vapor . La primera forma de ferrocarril, las vías para carros tiradas por caballos , se originó en Alemania en el siglo XVI. Pronto también se construyeron vías para carros en Gran Bretaña. Sin embargo, el primer uso de locomotoras de vapor fue en Gales. La invención de los rieles de hierro forjado , junto con la locomotora de vapor pionera de Richard Trevithick , significó que Gran Bretaña tuvo los primeros ferrocarriles modernos del mundo.
Los mineros alemanes de Caldbeck , Cumbria , Inglaterra, utilizaban una vía para carretas, tal vez desde la década de 1560. [1] Se construyó una vía para carretas en Prescot , cerca de Liverpool , en algún momento alrededor de 1600, posiblemente ya en 1594. Propiedad de Philip Layton, la línea transportaba carbón desde un pozo cerca de Prescot Hall hasta una terminal a media milla de distancia. [2]
Otra vía de carros fue la Wollaton Wagonway de Sir Francis Willoughby en Nottinghamshire, construida entre 1603 y 1604 para transportar carbón. [3]
Ya en 1671 se utilizaban vías ferroviarias en Durham para facilitar el transporte de carbón; la primera de ellas fue la Tanfield Wagon Way . [4] Muchas de estas vías de tranvía o de carros se construyeron en los siglos XVII y XVIII. Utilizaban simples rieles rectos y paralelos de madera sobre los que se tiraban carros con ruedas de hierro con bridas simples mediante caballos, lo que permitía mover varios carros simultáneamente.
Estos rieles primitivos fueron reemplazados en 1767, cuando el maestro siderúrgico Richard Reynolds probablemente reemplazó por primera vez los rieles de madera con rieles de hierro fundido [5] y en 1793 cuando el entonces superintendente del Canal de Cromford , Benjamin Outram , construyó un tranvía con rieles de placa de hierro fundido con bridas en forma de L de la cantera de Crich : tenía un poco más de una milla de longitud que descendía unos 300 pies (91 m) y tenía un ancho de vía de 3 pies 6 pulgadas ( 1,067 mm ). Los vagones equipados con ruedas simples sin bridas se mantenían en la vía mediante repisas verticales o placas. Los rieles de hierro fundido fueron una mejora significativa sobre los rieles de madera, ya que podían soportar un mayor peso y la fricción entre la rueda y el riel era menor, lo que permitía que los caballos movieran trenes más largos.
Los rieles de Outram fueron reemplazados por los rieles de borde de hierro fundido de William Jessop , donde las ruedas con bridas corrían sobre el borde superior de rieles simples en forma de barra sin las repisas de guía de los rieles de placa con brida de Outram. Los rieles se habían empleado por primera vez en 1789 en Nanpantan en el canal forestal de Loughborough Charnwood . Dichos rieles podían fabricarse en longitudes de 3 pies ( 914 mm ). Jessop, un ex alumno de John Smeaton , se convirtió en socio de Outram en 1790 en la herrería Butterley de este último .
Los raíles de hierro fundido se rompían con facilidad y las longitudes cortas pronto se volvían desiguales. En 1820, John Birkenshaw introdujo un método para laminar raíles de mayor longitud utilizando hierro forjado , que se utilizó a partir de entonces.
Los primeros ferrocarriles fueron construidos y financiados por los propietarios de las minas a las que prestaban servicio. A medida que se desarrolló la tecnología ferroviaria, se hicieron posibles líneas más largas, que conectaban las minas con puntos de transbordo más distantes y prometían costos más bajos. Estas líneas más largas a menudo requerían una suscripción pública para su construcción y atravesaban tierras que no eran propiedad de los propietarios de las minas. Como resultado, necesitaban una ley del Parlamento para construirlas, para hacer cumplir la venta de permisos de paso por parte de los propietarios de las tierras. Las leyes también protegían a los inversores de planes poco realistas o francamente fraudulentos.
La primera línea en obtener una ley de este tipo, en 1758, fue la vía de vagones de un propietario privado de carbón , el Middleton Railway en Leeds . [6] La primera para uso público, y sobre raíles de hierro fundido, fue el Lake Lock Rail Road, formado en 1796 e inaugurado en 1798. [7] [8] [9] Otro ferrocarril público temprano, el Surrey Iron Railway, obtuvo una ley del Parlamento el 21 de mayo de 1801 para construir una vía de tranvía entre Wandsworth y Croydon en lo que ahora es el sur de Londres ; el ingeniero fue William Jessop . [10] Aunque sobrevivió solo hasta 1845 y era solo para tráfico de mercancías, precedió a muchos otros en diferentes partes del país. Mientras tanto, el primer ferrocarril público de transporte de pasajeros fue el Oystermouth Railway , autorizado en 1807. Los tres ferrocarriles fueron inicialmente operados por caballos; el Surrey Iron Railway permaneció tirado por caballos durante toda su vida.
El ferrocarril de Kilmarnock y Troon fue autorizado por la Ley del Parlamento el 27 de mayo de 1808 y también fue construido por William Jessop. [11] Fue la primera línea en Escocia en transportar pasajeros. [11] La línea comenzó su vida como una vía para vagones de 4 pies ( 1219 mm ) de ancho y al principio era operada por caballos , pero en 1817 se probó el arrastre por locomotoras, utilizando una de las locomotoras de Stephenson. Este fue el primer uso de una locomotora de vapor en Escocia. [11]
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La primera locomotora de vapor para ferrocarril fue presentada por Richard Trevithick en 1804. [12] Fue el primer ingeniero en construir con éxito una máquina de vapor estacionaria de alta presión, en 1799. A esto le siguió un vagón de vapor para carretera en 1801. Aunque ese experimento terminó en fracaso, en 1802 la Coalbrookdale Company construyó una locomotora para él, [13] pero se sabe poco sobre ella, incluyendo si realmente funcionó o no. En 1804, construyó una exitosa locomotora de vapor para ferrocarril sin nombre para el tranvía de vía estrecha Merthyr en el sur de Gales (a veces -pero incorrectamente- llamado el "Tranvía Penydarren"). La locomotora Penydarren usaba un cilindro de alta presión sin condensador, el vapor de escape se usaba para ayudar al tiro a través de la caja de fuego, aumentando aún más la eficiencia. Estas mejoras fundamentales en los diseños de máquinas de vapor por parte de Trevithick no cambiaron durante toda la era del vapor. El 21 de febrero de 1804, en medio de un gran interés por parte del público, transportó con éxito 10 toneladas de hierro, 5 vagones y 70 hombres a lo largo de una distancia de 15,69 km desde Penydarren hasta Abercynon en 4 horas y 5 minutos, a una velocidad media de casi 8 km/h. Esta locomotora demostró que la tracción a vapor era una propuesta viable, aunque su uso se abandonó rápidamente por ser demasiado pesada para la primitiva vía de plataforma. Una segunda locomotora, construida para la mina de carbón de Wylam, también rompió la vía.
Trevithick construyó una tercera locomotora en 1808, Catch Me Who Can , que funcionó en un ferrocarril de demostración temporal en Bloomsbury , Londres. El público podía viajar detrás a velocidades de hasta 12 mph (19 km/h). Sin embargo, volvió a romper los rieles y Trevithick se vio obligado a abandonar la demostración después de solo dos meses. [14]
La primera locomotora de vapor comercialmente exitosa fue la Salamanca de dos cilindros , construida en 1812 por John Blenkinsop y Matthew Murray para el ferrocarril de Middleton, de ancho de vía de 1245 mm ( 4 pies 1 pulgada ) . [15] Blenkinsop creía que una locomotora lo suficientemente ligera como para moverse por su propia potencia sería demasiado ligera para generar suficiente adherencia, por lo que diseñó un sistema de piñón y cremallera para la línea. Esto fue a pesar del hecho de que Trevithick había demostrado locomotoras de adherencia exitosas una década antes. La cremallera simple corría por fuera de las vías del carril de borde de vía estrecha y estaba acoplada por una rueda dentada en el lado izquierdo de la locomotora. La rueda dentada era impulsada por dos cilindros incrustados en la parte superior de la caldera de tiro central. Se construyeron cuatro locomotoras de este tipo para el ferrocarril, y funcionaron hasta principios de la década de 1830.
Los propietarios de la mina de carbón Wylam , cerca de Newcastle upon Tyne, querían reemplazar los trenes tirados por caballos por trenes de vapor. En 1804, William Hedley , un gerente de la mina, contrató a Trevithick para construir una locomotora de vapor. Sin embargo, resultó demasiado pesada para la vía de madera como para permitir su uso. [16] William Hedley y Timothy Hackworth (otro empleado de la mina) diseñaron una locomotora en 1813 que se conoció como Puffing Billy . [17] Puffing Billy presentaba vástagos de pistón que se extendían hacia arriba hasta vigas pivotantes, conectadas a su vez por vástagos a un cigüeñal debajo de los bastidores, que a su vez impulsaba los engranajes unidos a las ruedas. Esto significaba que las ruedas estaban acopladas, lo que permitía una mejor tracción.
Un año después, George Stephenson , otro de los empleados de Wylam, mejoró ese diseño con Blücher , [18] que fue la primera locomotora en utilizar ruedas con bridas para mantener la locomotora en la vía, y tenía varillas de cilindro conectadas directamente a las ruedas a la manera de Atrápame quien pueda .
En 1821 se aprobó la Ley del Ferrocarril Stockton y Darlington de 1821 ( 1 y 2 Geo. 4 . c. xliv) para un tranvía entre Stockton y Darlington . El diseño de Stephenson convenció a los partidarios del tranvía propuesto para que nombraran a Stephenson, que había construido recientemente el ferrocarril de la mina de carbón de Hetton , como ingeniero. El tráfico en el Ferrocarril Stockton y Darlington (S&DR) originalmente estaba previsto que fuera tirado por caballos, pero Stephenson llevó a cabo un nuevo estudio de la ruta para permitir el transporte a vapor, y la Ley se modificó para permitir el uso de locomotoras de vapor. El ferrocarril también fue autorizado para transportar pasajeros además de carbón y mercancías generales.
La línea tenía 40 km de longitud, 100 bucles de paso a lo largo de su vía única y cuatro ramales a minas de carbón. Se inauguró el 27 de septiembre de 1825. El primer tren fue arrastrado por la Locomoción N.º 1 de Stephenson a velocidades de 19 a 24 km/h (12 a 15 millas por hora). [19] Se construyeron cuatro locomotoras llamadas Locomotion ; eran efectivamente máquinas de viga sobre ruedas con cilindros verticales. También estuvieron entre las primeras locomotoras en usar barras de acoplamiento en lugar de cadenas para impulsar sus ruedas. [20] El ferrocarril funcionó inicialmente como una vía pública, y era habitual que los trenes de carreteros se encontraran en la vía única, lo que daba lugar a discusiones sobre quién debía retroceder hasta un bucle de paso.
El primer ferrocarril de vapor público en Escocia fue el Ferrocarril Monkland y Kirkintilloch . En 1824 se aprobó una ley del Parlamento que autorizaba el ferrocarril y se inauguró en 1826 como un ferrocarril de ancho de vía de 4 pies y 6 pulgadas ( 1372 mm ) de ancho de vía escocés . [21] [22]
El Liverpool and Manchester Railway (L&MR) fue el primer ferrocarril interurbano de pasajeros del mundo en el que todos los trenes estaban programados y eran operados por locomotoras de vapor . Esto difería del Stockton and Darlington , ya que las secciones de esta línea utilizaban tracción por cable, y solo los trenes de carbón eran arrastrados por locomotoras. Además, el tráfico tirado por caballos podía utilizar el Stockton and Darlington mediante el pago de un peaje. El ferrocarril de pasajeros Canterbury and Whitstable Railway abrió tres meses antes que el L&MR. Sin embargo, utilizaba tracción por cable mediante máquinas de vapor estacionarias en gran parte de su longitud, con locomotoras de vapor restringidas al tramo nivelado. [23] El L&MR se construyó principalmente para proporcionar un transporte más rápido de materias primas y productos terminados entre el puerto de Liverpool y las fábricas de Manchester en el noroeste de Inglaterra .
La Liverpool and Manchester Railway Company se fundó el 24 de mayo de 1823. La línea de 56 km (35 millas) fue un logro de ingeniería notable para su época, comenzando con el túnel Wapping de 2060 m (2250 yardas) debajo de Liverpool desde los muelles hasta Edge Hill . A continuación, había un corte de dos millas (3,2 km) de largo, de hasta 70 pies (21 m) de profundidad, a través de la roca en Olive Mount, y un viaducto de nueve arcos de 50 pies (15 m) de luz sobre el valle de Sankey Brook, de alrededor de 70 pies (21 m) de altura. También había un cruce de 4,75 millas (7,64 km) de la turbera de Chat Moss.
Para determinar qué locomotoras serían las adecuadas, los directores organizaron las Pruebas Rainhill . Se organizaron como un concurso abierto que les permitiría ver a todas las locomotoras candidatas en acción, con la elección a continuación. Se ofreció un premio de £ 500 al ganador de las pruebas. Las pruebas fueron ganadas por Rocket , construida por George y Robert Stephenson . Rocket fue la primera locomotora en utilizar una caldera multitubular , que permitió una transferencia de calor más efectiva de los gases de escape al agua. También fue la primera en utilizar un tubo de explosión [ cita requerida ] , donde el vapor usado de los cilindros se descarga en la caja de humos debajo de la chimenea para aumentar el tiro del fuego. Con estas innovaciones, Rocket promedió 12 millas por hora (19 km / h), con una velocidad máxima de 30 millas por hora (48 km / h) transportando 13 toneladas, y fue declarada ganadora de las pruebas. En consecuencia, los Stephenson recibieron el contrato para producir locomotoras para el ferrocarril Liverpool & Manchester.
La línea se inauguró el 15 de septiembre de 1830 con terminales en Liverpool Road, Manchester (ahora parte del Museo de Ciencia e Industria de Manchester ) y Edge Hill, Liverpool.