Los vagones de mercancías (también escritos Waggonways ), también conocidos como ferrocarriles tirados por caballos y ferrocarriles tirados por caballos, estaban compuestos por caballos, equipo y vías utilizadas para transportar vagones, que precedieron a los ferrocarriles a vapor . Se utilizaban los términos plateway , tramway , dramway . La ventaja de los vagones de mercancías era que se podían transportar cargas mucho más grandes con la misma potencia.
La evidencia más antigua [ cita requerida ] es de la vía pavimentada Diolkos de 6 a 8,5 km (3,7 a 5,3 mi) de largo , que transportaba barcos a través del istmo de Corinto en Grecia desde alrededor del 600 a. C. [1] [2] [3] [4] [5] Los vehículos con ruedas tirados por hombres y animales corrían por ranuras en piedra caliza , que proporcionaban el elemento de vía, evitando que los carros se salieran de la ruta prevista. El Diolkos estuvo en uso durante más de 650 años, hasta al menos el siglo I d. C. [5] Las vías pavimentadas se construyeron más tarde en el Egipto romano . [6]
Georgius Agricola (imagen de la izquierda) ilustró en Alemania en 1556 una operación de este tipo en su obra De re metallica . [7] Esta línea utilizaba carros "Hund" con ruedas sin reborde que se desplazaban sobre tablones de madera y un pasador vertical en el carro que encajaba en el hueco entre los tablones para mantenerlo en la dirección correcta. Los mineros llamaban a los carros Hunde ("perros") por el ruido que hacían en las vías. [8]
Alrededor de 1568, los mineros alemanes que trabajaban en Mines Royal cerca de Keswick utilizaban un sistema de este tipo. Los trabajos arqueológicos en el yacimiento de Mines Royal en Caldbeck, en el Distrito de los Lagos de Inglaterra, confirmaron el uso de " hunds ". [9] [10]
En 1604, Huntingdon Beaumont completó la vía de carromatos de Wollaton , construida para transportar carbón desde las minas de Strelley hasta Wollaton Lane End, justo al oeste de Nottingham , Inglaterra . Se han descubierto vías de carromatos entre Broseley y Jackfield en Shropshire de 1605, utilizadas por James Clifford para transportar carbón desde sus minas en Broseley hasta el río Severn. Se ha sugerido que son algo más antiguas que la de Wollaton. [10] [11]
El ferrocarril de Middleton en Leeds , que se construyó en 1758 como vía de vagones, se convirtió más tarde en el primer ferrocarril operativo del mundo (aparte de los funiculares), aunque en una forma mejorada. En 1764, se construyó el primer ferrocarril en Estados Unidos en Lewiston, Nueva York , como vía de vagones. [12]
Las vías para carromatos mejoraron el transporte de carbón al permitir que un caballo entregara entre 10 y 13 toneladas largas (10,2 y 13,2 t ; 11,2 y 14,6 toneladas cortas ) de carbón por recorrido, un aumento de aproximadamente cuatro veces. Las vías para carromatos generalmente estaban diseñadas para llevar los carromatos completamente cargados cuesta abajo hasta un canal o muelle de barcos y luego devolver los carromatos vacíos a la mina.
Hasta el comienzo de la Revolución Industrial , los raíles eran de madera, tenían unos cuantos centímetros de ancho y se sujetaban de extremo a extremo, sobre troncos de madera o "durmientes", colocados transversalmente a intervalos de dos o tres pies. Con el tiempo, se hizo común cubrirlos con un revestimiento plano y delgado o "chapado" de hierro, con el fin de aumentar su vida útil [13] y reducir la fricción. Esto provocó un mayor desgaste de los rodillos de madera de los vagones y hacia mediados del siglo XVIII, condujo a la introducción de las ruedas de hierro. Sin embargo, el revestimiento de hierro no era lo suficientemente fuerte como para resistir el pandeo bajo el paso de los vagones cargados, por lo que se inventaron los raíles hechos completamente de hierro. [13]
En 1760, la empresa Coalbrookdale Iron Works comenzó a reforzar su tranvía con raíles de madera con barras de hierro, [14] que se consideró que facilitaban el paso y reducían los gastos. Como resultado, en 1767, comenzaron a fabricar raíles de hierro fundido . Estos tenían probablemente 6 pies (1,829 m) de largo, con cuatro orejas o salientes salientes de 3 pulgadas (75 mm) por 3 pulgadas (7,5 mm).+3 ⁄ 4 in (95 mm) para permitir su fijación a las traviesas . Los rieles eran de 3+3 ⁄ 4 pulgadas (95 mm) de ancho y 1+1 ⁄ 4 in (30 mm) de espesor. Más adelante, las descripciones también hacen referencia a rieles de 3 pies (914 mm) de largo y solo 2 in (50 mm) de ancho. [15]
Un sistema posterior involucró rieles o placas de hierro en forma de L , cada uno de 3 pies (914 mm) de largo y 4 pulgadas (102 mm) de ancho, que tenían en el lado interior una repisa o brida vertical, de 3 pulgadas (76 mm) de alto en el centro y estrechándose a 2 pulgadas (51 mm) en los extremos, con el propósito de mantener las ruedas planas en la vía. Posteriormente, para aumentar la resistencia, se podría agregar una brida similar debajo del riel. [13] Se siguieron utilizando traviesas de madera (los rieles se aseguraban con clavos que pasaban por las extremidades), pero, alrededor de 1793, comenzaron a usarse bloques de piedra , una innovación asociada con Benjamin Outram , aunque él no fue el creador. Este tipo de riel se conocía como riel de placa, placa de tranvía o placa de vía, nombres que se conservan en el término moderno " platelayer " que se aplica a los trabajadores que colocan y mantienen la vía permanente . [13] Las ruedas de los carros con bridas eran simples, pero no podían circular por caminos comunes porque los estrechos bordes se hundían en la superficie.
Otra forma de riel, el riel de borde , fue utilizado por primera vez por William Jessop en una línea que se inauguró como parte del Canal del Bosque Charnwood entre Loughborough y Nanpantan en Leicestershire en 1789. [13] Esta línea fue diseñada originalmente como una plataforma en el sistema Outram, pero se plantearon objeciones a la colocación de rieles con repisas o bridas verticales en la autopista de peaje . Esta dificultad se superó pavimentando o "calzada" la carretera hasta el nivel de la parte superior de las bridas. [13] En 1790, Jessop y su socio Outram comenzaron a fabricar rieles de borde. Otro ejemplo de la aplicación del riel de borde fue la Lake Lock Rail Road en West Riding of Yorkshire (ahora West Yorkshire ) utilizada principalmente para el transporte de carbón. El ferrocarril cobraba un peaje y se abrió al tráfico en 1798, lo que lo convirtió en el ferrocarril público más antiguo del mundo. La ruta comenzaba en Lake Lock, Stanley , en Aire & Calder Navigation , que iba desde Wakefield a Outwood , una distancia de aproximadamente 3 millas (4,8 km). Se usaban carriles de borde (con un bastidor lateral) en el cercano ferrocarril de cremallera Middleton-Leeds (una parte de este carril se exhibe en el Museo de la Ciudad de Leeds ). Las ruedas de un carril de borde tienen bridas, como los ferrocarriles y tranvías modernos. También se utilizan calzadas en los pasos a nivel y tranvías modernos.
Estos dos sistemas de construcción de ferrocarriles de hierro continuaron existiendo hasta principios del siglo XIX. [13] En la mayor parte de Inglaterra se prefería el plate-rail. [13] Los plate-rails se utilizaron en el Surrey Iron Railway (SIR), desde Wandsworth a West Croydon . [13] El SIR fue sancionado por el Parlamento en 1801 y finalizado en 1803. [13] Al igual que el Lake Lock Rail Road , el SIR estaba disponible para el público mediante el pago de peajes; las líneas anteriores habían sido todas privadas y reservadas exclusivamente para el uso de sus propietarios. [13] Dado que lo utilizaban operadores individuales, los vehículos variaban mucho en el espaciado de las ruedas ( calibre ) y el plate-rail se adaptaba mejor. Nuevamente en el sur de Gales , donde en 1811 los ferrocarriles estaban conectados con canales, minas de carbón, herrerías y fábricas de cobre, y tenían una longitud total de casi 150 millas (241 km), [14] el plateway era casi universal. [13] Pero en el norte de Inglaterra y en Escocia el riel de borde se consideraba más popular y pronto se estableció de manera general su superioridad. [13] Las ruedas tendían a atascarse contra la brida del riel de placa y se acumulaban barro y piedras.
La fabricación de los propios raíles se fue mejorando gradualmente. [13] Al fabricarlos en longitudes mayores, se redujo el número de juntas por milla. [13] Las juntas siempre fueron la parte más débil de la línea. [13] Otro avance fue la sustitución del hierro forjado por el hierro fundido, aunque ese material no ganó una amplia adopción hasta después de que se concediera la patente para un método mejorado de laminado de raíles en 1820 a John Birkinshaw , de Bedlington Ironworks . [13] Sus raíles tenían forma de cuña en sección, mucho más anchos en la parte superior que en la inferior, con la porción intermedia o alma aún más delgada. Recomendó que se hicieran de 18 pies (5,49 m) de largo, sugiriendo que se podrían soldar varios de extremo a extremo para formar longitudes considerables. Se sostenían sobre traviesas mediante sillas a intervalos de 3 pies (914 mm), y estaban acampanados entre los puntos de apoyo. Tal como los utilizaba George Stephenson en las líneas Stockton & Darlington y Canterbury & Whitstable , pesaban 28 lb/yd (13,9 kg/m). [13] En el ferrocarril de Liverpool y Manchester, por lo general tenían 12 o 15 pies (3,66 o 4,57 m) de largo y pesaban 35 lb/yd (17,4 kg/m) y se sujetaban con cuñas de hierro a sillas que pesaban 15 o 17 lb (6,8 o 7,7 kg) cada una. Las sillas se fijaban a su vez a las traviesas mediante dos clavos de hierro, traviesas de madera de media caña empleadas en terraplenes y bloques de piedra de 20 pulgadas (508 mm) cuadrados por 10 pulgadas (254 mm) de profundidad en cortes. Se descubrió que los rieles con forma de panza de pez se rompían cerca de las sillas y, a partir de 1834, se reemplazaron gradualmente por rieles paralelos que pesaban 50 lb/yd (24,8 kg/m). [13]
En 1804, Richard Trevithick , en el primer uso registrado de la energía del vapor en un ferrocarril, hizo funcionar una locomotora de vapor de alta presión con ruedas lisas en una plataforma de sección en "L" cerca de Merthyr Tydfil , pero era más costoso que los caballos. [13] Hizo tres viajes desde las minas de hierro en Penydarren hasta el canal Merthyr-Cardiff y cada vez rompió los rieles que estaban diseñados para cargas de carros tirados por caballos. En ese momento, existía la duda general de que las ruedas lisas pudieran obtener tracción en rieles lisos. Esto dio lugar a propuestas que utilizaban cremalleras u otros mecanismos de accionamiento.
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El señor Blenkinsop, de la mina de carbón de Middleton, patentó el uso de ruedas dentadas en 1811 y en 1812, el ferrocarril de Middleton (vía de acceso, raíl de cremallera) utilizó con éxito locomotoras de vapor de dos cilindros fabricadas por Matthew Murray de Holbeck , Leeds . George Stephenson fabricó su primera locomotora de vapor en 1813 (patentada en 1815) para la mina de carbón de Killingworth , [14] y descubrió que las ruedas lisas sobre raíles lisos proporcionaban un agarre adecuado. Aunque más tarde contó que llamaron a esta locomotora "My Lord" porque fue financiada por Lord Ravensworth , parece que en ese momento se la conocía como Blücher . En 1814, William Stewart fue contratado por Parkend Coal Co en el bosque de Dean para la construcción de una locomotora de vapor, que cuando se puso a prueba se informó que tuvo éxito. [14] Stewart no recibió la recompensa esperada y las dos partes se separaron en malos términos. Stewart se vio "obligado a abandonar la máquina a esa empresa". [16] En 1821, se propuso una vía para carros para conectar las minas de West Durham , Darlington y el río Tees en Stockton , George Stephenson argumentó con éxito que las vías para carros tiradas por caballos eran obsoletas y que un ferrocarril a vapor podría transportar 50 veces más carbón. [ cita requerida ] En 1825 construyó la locomotora Locomotion para el ferrocarril Stockton y Darlington en el noreste de Inglaterra, que se convirtió en el primer ferrocarril de vapor público del mundo en 1825, a través de la fuerza de los caballos y la fuerza de vapor en diferentes recorridos.
Las máquinas de vapor estacionarias para la minería estaban generalmente disponibles alrededor de mediados del siglo XVIII. [ cita requerida ] Las vías de vagones y los ferrocarriles a vapor tenían secciones de subida empinadas y empleaban un cable impulsado por una máquina de vapor estacionaria para trabajar las secciones inclinadas. Las tropas británicas en Lewiston, Nueva York, usaban una vía de vagones con cable para trasladar suministros a las bases antes de la Guerra de la Independencia de los Estados Unidos . Stockton y Darlington tenían dos secciones inclinadas impulsadas por cable. La transición de una vía de vagones a un ferrocarril completamente impulsado por vapor fue gradual. Los ferrocarriles hasta la década de 1830 que funcionaban a vapor a menudo hacían recorridos con caballos cuando las locomotoras de vapor no estaban disponibles. Incluso en la era del vapor, era conveniente utilizar caballos en los patios de las estaciones para mover los vagones de un lugar a otro. Los caballos no necesitan mucho tiempo para generar vapor en la caldera y pueden tomar atajos de un apartadero a otro. En Hamley Bridge se llamaron a licitación para el suministro de caballos, en parte porque el personal ferroviario normal carecía de habilidades para el manejo de caballos.
Los raíles de madera siguieron utilizándose para ferrocarriles temporales hasta el siglo XX. Algunas empresas madereras del sureste de Estados Unidos crearon caminos de postes utilizando troncos no comercializables, que eran prácticamente gratuitos, para crear vías a un coste de entre 100 y 500 dólares por milla. La permanencia no era un problema, ya que los leñadores se trasladaban a otras áreas de árboles a medida que se despejaba cada zona. [17] Se dice que al menos uno de esos sistemas de caminos de postes se extendía unas 20 millas (32 km). [18]
Por lo general, los rieles de los postes eran troncos de 8 a 12 pulgadas (20 a 30 cm) de diámetro, colocados en paralelo directamente sobre el suelo sin traviesas y unidos de extremo a extremo con juntas traslapadas y clavijas de madera . El material rodante generalmente tenía ruedas con bordes cóncavos que abrazaban la parte superior de los rieles de los postes, o ruedas sin bridas con ruedas guía separadas que corrían contra el costado de cada riel. Los motores de tracción a vapor y algunas locomotoras construidas especialmente se utilizaron con éxito para transportar trenes de troncos. Por ejemplo, Perdido fue construido por Adams & Price Locomotive and Machinery Works de Nashville, Tennessee en 1885 para el aserradero Wallace, Sanford and Company en Williams Station, Alabama , donde transportaba hasta siete vagones de 3 o 4 troncos cada uno. Este era un motor con engranajes ( relación de transmisión de 4,5 a 1 ), que impulsaba cuatro ruedas de borde cóncavo que giraban individualmente sobre ejes estacionarios a través de transmisiones por cadena; potentes pero que alcanzaban velocidades inferiores a 5 millas por hora (8,0 km/h). [17] Más tarde se empezaron a utilizar tractores semirremolque modificados. [19]
A medida que la energía de vapor reemplazó gradualmente a la fuerza de los caballos a lo largo del siglo XIX, el término "carretera" se volvió obsoleto y fue reemplazado por el término "ferrocarril". A partir de 2024 [actualizar], muy pocos ferrocarriles de carga tirados por caballos o por cable están en funcionamiento, siendo ejemplos notables el St Michael's Mount Tramway tirado por cable y el Reisszug , que ha estado en funcionamiento continuo desde aproximadamente 1500. Algunas líneas de pasajeros continúan funcionando, incluido el Douglas Bay Horse Tramway tirado por caballos y los teleféricos de San Francisco tirados por cable .
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