Una grúa Fairbairn es un tipo de grúa de "diseño mejorado", patentada en 1850 por Sir William Fairbairn . Existen numerosas versiones accionadas manualmente en todo el mundo y un ejemplar sobreviviente accionado por vapor en los muelles de Bristol , Inglaterra.
La innovación de la grúa fue el uso de un brazo curvo , hecho de placas de hierro forjado remachadas para formar una viga de cajón de sección cuadrada . Este brazo curvo podía llegar más lejos en la bodega de un barco, sin tener que pasar por las profundas bordas a lo largo del muelle. [1]
Para diseñar una pluma curva fuerte, Fairbairn necesitaba un conocimiento teórico avanzado de la mecánica de una viga cajón. Las fuerzas de tensión eran soportadas por la superficie exterior y convexa de la viga, que estaba formada por placas traseras unidas con remaches de cadena. La superficie interior soportaba una carga de compresión. Para evitar que las placas se arrugaran, se construyó como una estructura celular: una placa interior y almas formaban tres celdas rectangulares, que en realidad eran vigas cajón por derecho propio. La característica de una viga cajón es resistir la torsión, por lo que una cara compuesta por ellas también es buena para resistir el arrugamiento. [1]
Las primeras de estas grúas fueron un lote de seis construidas para el Almirantazgo en Keyham y Devonport . Eran operadas manualmente y podían levantar 12 toneladas a una altura de 30 pies (9,1 m) y un radio de 32 pies (9,8 m). [1] El tamaño de los brazos de las grúas estaba determinado por los barcos de la época, y su capacidad de elevación por la habilidad de los hombres para levantar la carga. Los experimentos en Keyham con cargas de hasta 20 toneladas demostraron que el diseño del brazo era sólido y que, al menos, el brazo era capaz de manejar cargas de hasta 60 toneladas. [1]
Más tarde se construyó en Keyham una grúa "colosal" de 60 toneladas, con una placa de celdas reforzada por cuatro celdas. [1] Esta grúa era operada por cuatro hombres que hacían girar un tren de engranajes 632 veces, lo que debe haber sido un trabajo duro y lento a plena capacidad. Como la capacidad de la grúa estaba tan obviamente limitada por su fuerza motriz, no por su fuerza, eran un candidato obvio para la energía de vapor, como se volvió a aplicar más tarde a la grúa de 60 toneladas en Keysham. Incluso hubo una propuesta para una grúa de 120 pies (36,6 m) de altura, para reemplazar las cizallas de mástil en Woolwich . Sin embargo, un tamaño más típico para la mayoría de estas grúas posteriores sería poder levantar 35 toneladas en un radio de 35 pies (10,7 m). Estaban impulsadas por máquinas de vapor autónomas , con caldera y motor montados a bordo de la grúa.
William Fairbairn & Sons de Manchester construyó varias de estas grúas y también cedió la licencia del diseño a otros fabricantes. Tras la expiración de la patente en 1875, otras empresas, en particular Cowans Sheldon & Co de Carlisle, construyeron muchas otras hasta 1910, a menudo impulsadas por vapor, hidráulica o electricidad. [2] Eran especialmente populares en los astilleros navales para instalar cañones de acorazados; Hong Kong tenía una batería de cuatro.
La única grúa de vapor Fairbairn que sobrevive se encuentra en Bristol, en el muelle de Wapping Wharf, en el puerto flotante . Está bajo el cuidado del museo M Shed , ubicado en el Prince's Wharf adyacente . [3] [4]
En la década de 1870, los muelles de Bristol atravesaban un período de expansión y modernización ante la creciente competencia de otros puertos. Los barcos con casco de hierro eran cada vez más grandes, las cargas más pesadas y ya se había invertido en la construcción de una línea ferroviaria a lo largo del muelle del puerto. Sin embargo, la capacidad de las grúas era limitada: ninguna de las 17 grúas del puerto podía levantar más de 3 toneladas.
En consecuencia, se encargó una grúa de vapor más potente , capaz de levantar 35 toneladas y cargarlas directamente en un vagón de ferrocarril. Esta grúa se encargó a los fabricantes locales Stothert & Pitt en 1875, aunque según el modelo Fairbairn. En cuanto a las grúas Fairbairn posteriores, la placa celular original se cambió por un diseño de una sola placa plana reforzada por nervaduras de sección en T remachadas, en lugar de la estructura celular original. [1] En agosto de 1878, la grúa se había completado y probado, con un coste de 3.600 libras esterlinas para la maquinaria, más los cimientos de mampostería.
El brazo tiene un radio (alcance) de 35 pies (11 m) y una altura de 40 pies (12 m). La grúa pesa 120 toneladas. Una caldera vertical dentro de la cabina funciona a 100 psi y alimenta dos máquinas de vapor de dos cilindros: una para girar la grúa y otra más grande para enrollar la cadena de elevación. Los tambores de enrollado pueden accionarse mediante sus engranajes a cuatro velocidades diferentes. La viga del cajón del brazo se extiende bajo tierra en un pozo durante 25 pies (7,6 m). Un cojinete liso al pie del pozo soporta el peso de la grúa y los cojinetes de rodillos debajo de la cabina resisten las cargas de vuelco. El agua para la caldera es suministrada por una bomba, que originalmente extraía agua directamente del muelle y también se usa para drenar el pozo. La placa del fabricante de la caldera dice " Marshall Sons & Co. Ltd. , Engineers, Gainsboro , Inglaterra, No.92766"; Es la cuarta caldera que ha dado servicio a la grúa y fue instalada en 1953.
La cabina de la grúa también es de hierro, con ventanas de pequeños paneles. Los marcos de las ventanas están decorados con pequeñas rosetas fundidas en las uniones de las barras de vidrio. Alrededor de 1900, los tambores de bobinado superiores y los engranajes se encerraron en otra caja en el techo. [5]
Aunque mecánicamente era capaz, la grúa no tuvo mucho éxito comercial. En 1890, solo se utilizaba durante 16 días al año, con un beneficio de apenas 11 chelines y 6 peniques . [5] Para entonces, los barcos habían aumentado de tamaño y el brazo ya no alcanzaba la distancia suficiente para retirar los motores o las calderas para realizar trabajos de reparación. Incluso se consideró la posibilidad de elevar la grúa sobre una torre de piedra, como en el caso de la grúa más pequeña situada en Canons Marsh , enfrente, para aumentar la altura de elevación.
En 1892, en los muelles aparecieron máquinas hidráulicas , incluidas las grúas, que utilizaban una potente fuente de energía central y podían transferir cargas con mayor rapidez. En 1906 aparecieron también las grúas eléctricas. La grúa de vapor se necesitaba cada vez con menos frecuencia; durante un año entero, entre abril de 1905 y abril de 1906, la grúa no se utilizó. [5] De 1903 a 1909 realizó un total de 143 elevaciones. [5] Sin embargo, siguió siendo útil para cargas pesadas.
Durante la Segunda Guerra Mundial, la capacidad de carga de la grúa se hizo patente. Se instaló una flotilla de lanchas de desembarco en Princes Wharf y se entregaron por carretera más de 1000 lanchas de desembarco nuevas para su adaptación para su uso en el Lejano Oriente. La grúa se utilizó para descargar los camiones y para botar las lanchas una vez terminadas, un total de más de 2000 elevaciones en tres años.
La grúa sigue en funcionamiento y se utiliza regularmente para vapor.
Con el cierre gradual de los muelles de la ciudad, en 1973 la grúa pasó al Museo de la ciudad de Bristol . En 1972 fue catalogada como monumento de grado II* [4] y también es un monumento programado [6] , como la última grúa de vapor Fairbairn que sobrevive. A partir de 1988, se restauró para ponerla en condiciones operativas como parte del Museo Industrial de Bristol . La grúa funciona en días especiales del museo, como los días festivos y el Festival del Puerto .
En Sevilla , España, se conserva un ejemplar accionado manualmente .
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Otra grúa Fairbairn sobrevive en Dover , en el muelle de Wellington Dock. [7] Ahora es un monumento programado . [8] Se trata de una grúa de manivela de 1868, construida por la Fairbairn Engineering Company de Manchester. [9] Cuando se instaló originalmente, tenía una capacidad nominal de 50 toneladas y la operaban cuatro hombres. El Departamento de Artillería de la Marina Real la utilizó para manipular cañones. En años posteriores, se redujo a 20 toneladas y se utilizó para levantar yates de lo que ahora era Dover Marina. En 2014, la grúa fue "restaurada con cariño" [10] y repintada, con un soporte de acero vertical que llama la atención debajo del foque. [11]
Caldera Fairbairn.
