Un canal de agua ( terminología británica ) o bandeja de vía ( terminología estadounidense ) es un dispositivo que permite que una locomotora de vapor reponga su suministro de agua mientras está en movimiento. Consiste en un canal largo lleno de agua, que se encuentra entre los rieles. Cuando una locomotora de vapor pasa sobre el canal, se puede bajar una pala de agua y la velocidad del movimiento hacia adelante hace que el agua ingrese en la pala, suba por el tubo de la pala y llegue a los tanques o al ténder de la locomotora .
Las locomotoras de vapor consumen una cantidad considerable de agua, y los depósitos laterales o del ténder deben reponerse a intervalos. Tradicionalmente, el agua de la locomotora se reponía durante las paradas en la estación, pero si se deseaba circular largas distancias sin detenerse, la necesidad de llevar agua era una limitación importante. La revista Railway Magazine informó sobre un desarrollo de John Ramsbottom :
En el año 1860, la London and North-Western Company decidió acelerar el correo irlandés [tren expreso] y se le pidió al Sr. Ramsbottom, entonces su ingeniero mecánico jefe, que hiciera el recorrido entre Chester y Holyhead .+3 ⁄ 4 millas [136,4 km], en 2 horas 5 minutos... Estaba claro que si se podía evitar la parada habitual en el camino para cargar agua, se ganaría un punto importante; pero no había lanchas con capacidad suficiente para contener la cantidad de agua necesaria para permitir que una máquina funcionara sin detenerse. De manera normal, se consumían de 1.800 a 1.900 galones [8.200 a 8.600 L], pero con el clima duro y tormentoso que se experimentaba con frecuencia a lo largo de la expuesta costa del norte de Gales, no era inusual que el consumo aumentara a 2.400 galones [11.000 L]; mientras que las lanchas más grandes solo tenían capacidad para 2.000 galones [9.100 L]. [1]
Ramsbottom organizó algunos experimentos y demostró que el movimiento hacia delante de una pala en un canalón de agua haría que el agua subiera por una tubería conectada y entrara en un tanque. Calculó la carga cuasiestática producida por el movimiento hacia delante:
…a una velocidad de 15 millas por hora [24 km/h] el agua se eleva 7+1 ⁄ 2 pie [2,3 m], este fue exactamente el resultado obtenido en la práctica por el aparato; a esta velocidad el agua se elevó hasta la parte superior de la tubería de suministro ( 7+1 ⁄ 2 pie [2,3 m]), y se mantuvo allí sin desbordarse hacia el ténder mientras la pala estaba en acción. Nuevamente, teóricamente la cantidad máxima de agua que la tubería era capaz de elevar era 1,148 galones [5,220 L] —5 toneladas— y esto se alcanzó cuando el motor se movía a una velocidad de aproximadamente 80 millas por hora [130 km/h]. El resultado de los experimentos realizados a diferentes velocidades fue que a 22 millas por hora [35 km/h] la entrega fue de 1,060 galones [4,800 L]; 33, 1,080; 41, 1,150; y 50, 1,070 [53, 4,900; 66, 5,200; y 80, 4,900]; demostrando que la cantidad entregada varía muy poco a velocidades superiores a 22 millas por hora [35 km/h], lo que se explica por los tiempos más cortos que la pala pasa a través del agua. [1]
La pista se eleva un poco en una corta distancia en cada extremo del canal, de modo que el motor y la pala, que ya puede estar bajada, descienden al canal:
Mucha gente piensa que la pala se baja al agua mientras el motor pasa por el canal y que debe retirarse inmediatamente para preparar el extremo más alejado; pero este método no funcionaría, el tiempo es demasiado corto. La pala se puede bajar a cualquier distancia antes de que llegue al canal y se deslizará por encima de todo hasta que, mediante un dispositivo muy simple e ingenioso, se sumerja automáticamente en el agua hasta la profundidad requerida de 2 pulgadas [5 cm]. Los rieles a cada lado del canal se colocan a un nivel ligeramente más bajo que la superficie del agua y, a medida que el motor desciende a este nivel, la pala, que está ajustada de tal manera que el borde inferior esté a la misma altura que los rieles, desciende con él y se sumerge en el agua. Para ahorrarse bajar la línea toda la distancia, se hace una pequeña pendiente, que se eleva a una altura de aproximadamente 6 pulgadas [15 cm] en un punto a 16 yardas [15 m] del comienzo del canal; La línea luego cae al nivel que mantiene hasta llegar al extremo más alejado del canal, cuando nuevamente hay una ligera elevación que lleva la pala fuera del agua y más allá del final del canal. [1]
La primera instalación se puso en funcionamiento el 23 de junio de 1860 en Mochdre, Conwy , en la línea de la costa norte de Gales del ferrocarril de Londres y Noroeste (LNWR) , a medio camino entre Chester y Holyhead . [2] [3] [4]
La ubicación de los canales requiere una longitud suficiente de vía recta y nivelada (aunque se podrían acomodar curvas de radio muy grande). Por ejemplo, el LNWR colocó canales de agua dentro de los túneles Standedge , ya que eran la única parte suficientemente recta y nivelada de la línea entre Huddersfield y Manchester . Debe haber un buen suministro de agua cerca. En áreas de agua dura, puede haberse considerado necesaria una planta de ablandamiento de agua. [2]
En la parte inferior del ténder de la locomotora (o en el caso de las locomotoras con depósito) se instaló una pala para poder subirla o bajarla mediante un tornillo accionado manualmente o un mecanismo eléctrico. La pala se introducía en un tubo vertical que desembocaba en el depósito de agua. La pala estaba hecha a propósito de una construcción ligera para que, en caso de chocar contra un obstáculo, se desprendiera sin causar daños graves a la locomotora o a los vehículos que la seguían.
Las locomotoras ténder generalmente recogían agua solo en la dirección de avance. [2] Las locomotoras cisterna generalmente no estaban equipadas con palas para agua, pero algunas locomotoras cisterna más grandes, como las del ferrocarril de Lancashire y Yorkshire , sí lo estaban y en estos casos estaban equipadas para recoger agua en cualquier dirección. [5]
La pala debía bajarse a toda velocidad en el lugar correcto (poco antes del inicio del canal) y volver a subirse cuando el tanque estuviera lleno o al final del canal. Si no se subía la pala a tiempo cuando los tanques estaban llenos, se expulsaban grandes volúmenes de agua por los respiraderos, empapando el ténder y la plataforma. Por lo tanto, el fogonero tenía que observar atentamente el indicador de nivel de agua (un flotador en el tanque, conectado a un puntero externo) y estar preparado para retraer la pala cuando fuera necesario. Se proporcionaban indicadores en la vía para ayudar a las tripulaciones de las locomotoras a determinar la ubicación; en el Reino Unido era un gran tablero rectangular blanco con una marca horizontal en zigzag negra. En los ferrocarriles estadounidenses, se utilizaban señales iluminadas en la vía para uso nocturno, para indicar el inicio y el final de la bandeja de la vía.
Un informe de 1934 decía que el LMS había llevado a cabo pruebas recientemente e introducido un deflector 1 pie 4 pulgadas (41 cm) por delante de la pala para apilar agua en el centro del canal, reduciendo así el derrame de los canales en aproximadamente 400 galones (1.800 L) (aproximadamente el 20%) para cada uso. [6]
La ventilación del bote auxiliar debía ser libre para permitir una alta tasa de liberación del aire expulsado del tanque.
La LNWR instaló rápidamente bebederos en otros lugares, pero otras compañías tardaron en adoptar el nuevo aparato. La Great Western Railway (GWR) lo hizo a partir de 1895 y, posteriormente, todos los ferrocarriles importantes de Gran Bretaña, con excepción de las líneas al sur del río Támesis , instalaron el equipo.
El hecho de llevar agua a gran velocidad provoca una gran cantidad de salpicaduras detrás de la pala, lo que corre el riesgo de empapar a los pasajeros de los vehículos delanteros y, en Gran Bretaña, era habitual que el guardia u otro miembro de la tripulación del tren advirtiera a los pasajeros del primer vagón que mantuvieran las ventanas cerradas. En un incidente ocurrido en el ferrocarril LMS en Gran Bretaña, dos trenes aerodinámicos con locomotoras de la clase Coronation se cruzaron por casualidad en un abrevadero cuando uno de los trenes estaba llenando de agua. El otro tren sufrió la rotura de las ventanas debido a los trozos de carbón de la locomotora esparcidos por las salpicaduras y las quejas de los pasajeros empapados hicieron que la dirección reprogramara los trenes para asegurarse de que esto no volviera a suceder. Vaughan dice que no se permitía que el Tren Real, cuando transportaba a la realeza, fuera superado por otro tren en una sección donde había un abrevadero. [2]
Vaughan afirma que el GWR investigó la eficacia de variar la velocidad del tren y descubrió que 45 mph (72 km/h) era la velocidad óptima; pero se podía recoger agua con éxito a una velocidad tan baja como 15 mph (24 km/h). A esa velocidad se podían recoger 944 imp gal (4290 L) en 440 yardas (400 m), pero Vaughan sugiere que se trata de una cifra teórica baja y que pasa por alto el efecto de las olas de proa que permite una mayor tasa de recogida. Hubo una resistencia significativa al movimiento hacia adelante del motor durante el proceso, suficiente para requerir un cuidado especial por parte del conductor para evitar problemas en trenes de carga no equipados. [2]
La considerable cantidad de agua pulverizada dificultaba el mantenimiento de las vías y el equipo físico de la canaleta limitaba el acceso para el empaque de las traviesas , lo que agravaba el problema. En condiciones meteorológicas muy frías, el agua se congelaba, lo que impedía la recogida de agua, a menos que se instalara un aparato de calefacción.
Las bandejas de vía normalmente tardaban un tiempo en llenarse después de ser utilizadas, por lo que no podían ser utilizadas inmediatamente por un tren que las siguiera de cerca. También eran caras de mantener, ya que generalmente requerían una estación de bombeo , mucha plomería y uno o dos empleados para su mantenimiento. Por lo tanto, solo se justificaban en un ferrocarril con un alto volumen de tráfico. En los Estados Unidos, varios ferrocarriles grandes del este los usaban, principalmente el New York Central Railroad y el Pennsylvania Railroad .
Se podían encontrar en todas las líneas principales de Gran Bretaña, excepto en el Ferrocarril del Sur . [7] [8] [2] [9] [10] [11] Se eliminaron a medida que disminuía el uso de trenes de vapor. Cuando se eliminaron los canales de Aber en 1967, los únicos canales restantes estaban en el noroeste de Inglaterra y Escocia. [12]
Las locomotoras diésel fueron introducidas en el Reino Unido por British Railways en la década de 1950, trabajando junto con la tracción a vapor hasta 1968. Los vehículos de pasajeros se calentaban con vapor de la caldera de la locomotora en ese momento, y las primeras locomotoras diésel estaban equipadas con calderas auxiliares para proporcionar el vapor. Las locomotoras destinadas a recorridos largos sin paradas (como la Clase 40 y la Clase 55 ) estaban equipadas con palas de agua para permitirles reponer el suministro de agua del generador de vapor desde los canales. [13] La retirada de la tracción a vapor y la introducción de material rodante con calefacción eléctrica en lugar de a vapor eliminaron la necesidad de dicho equipo en los tipos posteriores y las locomotoras equipadas con palas de agua tenían sus palas eliminadas.
Un mapa que muestra la ubicación de los canales de GWR en la década de 1930 se reproduce en el libro 'The Great Western Railway'. [14] Por lo general, están a espaciamientos de 40 a 50 millas (64 a 80 km), pero con algunas variaciones amplias. Hay algunos casos de ubicaciones de canales muy cerca de los principales puntos de parada; por ejemplo, Fox's Wood, cerca de St Annes Park, a dos millas de Bristol Temple Meads ; sin embargo, esto se instaló cuando los trenes al sur de Gales viajaban a través de Bath y Filton , utilizando estos canales; después de la apertura de la ruta directa del sur de Gales a través de Badminton , numerosos trenes de pasajeros y mercancías continuaron utilizando la ruta y requirieron los canales. También se dan las longitudes: varían de 524 a 620 yardas (480 a 570 metros).
Las ubicaciones fueron (en 1936):
[15]
Mapas similares de 1934 [16] mostraban depresiones en las principales rutas de la costa este, central y oeste desde Londres a Escocia:
En los artículos sobre las estaciones de tren de Ipswich y Tivetshall (Norfolk) se mencionan otros abrevaderos británicos.
El escritor de Railway Magazine , citado anteriormente, contempló abrevaderos casi continuos, evitando el transporte de grandes cantidades de agua en el tren:
Se ha discutido la cuestión de si sería posible tener un suministro continuo de agua a lo largo de toda la línea, y así obviar la necesidad de ténderes. Hace algunos años, un escritor del "Engineer" lo expresó de esta manera: Una tonelada de carbón le durará a un tren pesado de mercancías 40 millas [64 km], y a un expreso casi 100 millas [160 km]; pero se requieren de 6 a 8 o 9 toneladas de agua para la misma distancia. Si se suprimiera el ténder, el carbón y un pequeño tanque con una capacidad de cuarenta o cincuenta galones [180 o 230 L] para recibir el agua, y desde el cual se alimentaría la caldera, tendrían que llevarse en la máquina. Después de tener en cuenta esto, se podrían agregar 15 o 20 toneladas de carga útil al tren, lo que sería una ventaja adicional al objetivo principal: el ahorro de tiempo. [1]
Las compañías ferroviarias eran muy conscientes del coste de instalación y mantenimiento de estos equipos, y la provisión de ténderes con gran capacidad de agua fue una alternativa empleada en algunos casos. El ferrocarril de Londres y el sudoeste de Inglaterra utilizó ténderes de ocho ruedas de gran tamaño apodados "carros de agua".
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