Una pala de vapor es una gran máquina excavadora impulsada por vapor diseñada para levantar y mover materiales como rocas y tierra . Es el primer tipo de pala mecánica o excavadora . [ cita necesaria ] Las palas a vapor jugaron un papel importante en las obras públicas del siglo XIX y principios del XX, siendo clave para la construcción de ferrocarriles y el Canal de Panamá . El desarrollo de palas eléctricas, de gasolina y diésel más simples y más baratas hizo que las palas de vapor perdieran popularidad en la década de 1930 .
Grimshaw de Boulton & Watt ideó la primera excavadora a vapor en 1796. [1] En 1833, William Brunton patentó otra excavadora a vapor sobre la que proporcionó más detalles en 1836. [2] [3] La pala a vapor fue inventada por William Otis , que recibió una patente por su diseño en 1839. Las primeras máquinas se conocían como de "oscilación parcial", ya que la pluma no podía girar 360 grados. Fueron construidos sobre un chasis de ferrocarril, sobre el que se montaron la caldera y los motores de movimiento . El brazo de la pala y los motores impulsores estaban montados en un extremo del chasis, lo que explica el giro limitado. Se instalaron bogies con ruedas con bridas y la potencia se llevaba a las ruedas mediante una transmisión por cadena a los ejes. Los trabajadores colocaron vías de ferrocarril temporales donde se esperaba que trabajara la pala y las reposicionaron según fuera necesario.
Las palas de vapor se hicieron más populares en la segunda mitad del siglo XIX. Originalmente configurado con polipastos de cadena , la llegada del cable de acero en la década de 1870 permitió un montaje más fácil de los cabrestantes.
Las máquinas posteriores se suministraron con orugas , obviando la necesidad de carriles.
La pala giratoria de 360° de giro completo se desarrolló en Inglaterra en 1884 y se convirtió en el formato preferido para estas máquinas.
La expansión de las redes ferroviarias (en EE. UU. y el Reino Unido) fomentó la demanda de palas a vapor. El gran kilometraje de los ferrocarriles y el correspondiente volumen de material a transportar obligaron al salto tecnológico. Como resultado, las palas a vapor se convirtieron en algo común.
Los fabricantes estadounidenses incluyeron Marion Steam Shovel Company, fundada en 1884, Bucyrus Company y Erie Shovel Company, ahora propiedad de Caterpillar.
Las ciudades en auge de América del Norte utilizaron palas para cavar cimientos y sótanos para los primeros rascacielos .
Ciento dos palas de vapor trabajaron en la excavación del Canal de Panamá a través del Istmo de Panamá, que duró una década . De ellos, setenta y siete fueron construidos por Buciro; [4] el resto eran palas de Marion. Estas máquinas "movían montañas" en su trabajo. Los equipos de palas corrían para ver quién podía mover más tierra. [5]
Las palas de vapor ayudaron en las operaciones mineras: las minas de hierro de Minnesota, las minas de cobre de Chile y Montana, las minas de placer del Klondike , todas tenían equipos de movimiento de tierras. Con las florecientes minas a cielo abierto –primero en Bingham Canyon , Utah– las palas se volvieron prominentes. Las palas retiraron laderas. Como resultado, las palas de vapor se utilizaron en todo el mundo, desde Australia hasta Rusia y las minas de carbón de China. Se utilizaron palas para trabajos de construcción, carreteras y canteras.
Las palas a vapor se utilizaron ampliamente en la década de 1920 en los programas de construcción de carreteras en América del Norte. En esta época se construyeron miles de kilómetros de carreteras estatales, junto con fábricas y muchos muelles, puertos, edificios y elevadores de granos.
Durante la década de 1930, las palas de vapor fueron sustituidas por palas excavadoras alimentadas por diésel , más simples y económicas , que fueron las precursoras de las que se utilizan hoy en día. Las minas a cielo abierto estaban electrificadas en esta época. Sólo después de la Segunda Guerra Mundial , con la aparición de robustas mangueras hidráulicas de alta presión, las excavadoras hidráulicas, más versátiles, tomaron preeminencia sobre las palas con cabrestante de elevación por cable.
Muchas palas de vapor siguieron funcionando en los ferrocarriles de los países en desarrollo hasta que los motores diésel las suplantaron. Desde entonces, la mayoría han sido desechadas.
Las palas mineras grandes, de varias toneladas, todavía utilizan la disposición de pala elevadora por cable. En las décadas de 1950 y 1960, Marion Shovel construyó enormes palas de extracción para operaciones de carbón en el este de Estados Unidos. Las palas más destacadas fueron la Marion 360, la Marion 5900 y la pala más grande jamás construida, Marion 6360 The Captain , con un cucharón de 180 yardas cúbicas (140 m 3 ), mientras que Bucyrus construyó uno de los monstruos más famosos: el Big Brutus , el más grande aún existente. El GEM de Egipto (GEM significa "Máquina Excavadora Gigante" y Egipto se refiere al Valle de Egipto en el condado de Belmont , al este de Ohio, donde se empleó por primera vez), que operó de 1967 a 1988, era de tamaño comparable. Desde entonces ha sido desmantelado. [6] Aunque estas grandes máquinas todavía se llaman palas de vapor , se las conoce más correctamente como palas eléctricas , ya que utilizan electricidad para accionar sus cabrestantes.
Una pala de vapor consta de:
La pala tiene varias operaciones individuales: puede elevar o abatir la pluma, extender el balancín con la pluma o el motor de empuje, y subir o bajar el balancín. Algunas palas pueden girar la plataforma sobre la que está montada la mayor parte de la máquina en una plataforma giratoria encima de su camión, similar a una excavadora moderna, mientras que otras, particularmente aquellas con cuerpos más largos, tienen una plataforma giratoria en la base del brazo, y hacen girar el auge.
Al excavar en una pared rocosa, el operador levanta y extiende simultáneamente el balancín para llenar el cucharón con material. Cuando el cubo está lleno, se gira la pala para cargar un vagón de ferrocarril o un camión. Se suelta el pasador de bloqueo de la trampilla de la cuchara y la carga cae. El operador baja el balancín, la boca del cucharón se cierra automáticamente, el pasador se vuelve a bloquear automáticamente y el proceso se repite.
Las palas a vapor solían tener al menos una tripulación de tres hombres: ingeniero, bombero y personal de tierra. Había muchas maniobras que hacer para mover las palas: rieles y bloques de madera para moverlas; compras de cables y bloques para conectar; cadenas y eslingas para aparejar; etcétera. En terreno blando, las palas usaban esteras de madera para ayudar a estabilizar y nivelar el suelo. Los primeros modelos no eran autopropulsados, sino que utilizaban la pluma para maniobrar.
Fabricantes norteamericanos:
Fabricantes europeos:
La mayoría de las palas a vapor han sido desechadas, aunque algunas residen en museos industriales y colecciones privadas.
La pala a vapor intacta más grande del mundo es una máquina Marion, que data de 1906 o 1911, ubicada en Le Roy, Nueva York . Fue incluido en el Registro Nacional de Lugares Históricos en 2008. [7]
Esta máquina, que data de 1909 (Ruston la llamó 'grúa peón' [8] ), es la peón de vapor más antigua que se conserva en el mundo. [9] Originalmente se utilizó en un pozo de tiza en Arlesey , en Bedfordshire , Inglaterra. Después de que se cerró el pozo, el barco de vapor simplemente fue abandonado y "perdido" cuando el pozo se inundó de agua. A mediados de la década de 1970, la zona se había convertido en un lugar de belleza local, conocida como La Laguna Azul (por los productos químicos de la cantera que colorean el agua), y después de largos períodos de sequía, se podía ver la parte superior del peón oxidado sobresaliendo del agua. agua. El experto de Ruston & Hornsby, Ray Hooley, se enteró de su existencia y organizó la difícil tarea de rescatarlo del pozo lleno de agua. [10] Hooley dispuso que los aprendices de las fábricas de Ruston-Bucyrus lo restauraran completamente para que funcionara . Posteriormente pasó al cuidado del Museo de la Vida de Lincolnshire . [11] El museo no pudo hacer pleno uso de la máquina y, al no estar guardada bajo techo, su estado se deterioró. En 2011, Ray Hooley donó la máquina al Vintage Excavator Trust en Threlkeld Quarry and Mining Museum en Cumbria. Se trasladó a la cantera en 2011, [9] y (a partir de 2013) se está nuevamente en marcha una restauración completa. [12]
Se enviaron veinticinco palas de vapor Bucyrus Modelo 50-B al Canal de Panamá para construir puentes, caminos y drenajes y remover las enormes cantidades de tierra y roca cortadas del lecho del canal. Todas las palas menos una fueron desguazadas en Panamá. El sobreviviente fue enviado de regreso a California y luego llevado a Denver. A principios de la década de 1950, Roy y Russell Durand la transportaron a Rollinsville, quienes la operaron en Lump Gulch Placer, seis millas al sur de Nederland, Colorado , hasta 1978. Esta pala de vapor es una de dos (la otra en el oeste de Minnesota). Steam Thresher's Reunion en Rollag, MN) permanece operativo Bucyrus Modelo 50-B, [13] y se conserva en el Museo de Minería de Nederland. Roots of Motive Power en Willits, CA, también adquirió un 50-B y lo opera para el público una vez al año en su Steam Festival a principios de septiembre.
Dos palas se encuentran abandonadas en Zamora, California , al norte de Sacramento, junto a la I 5.
