Una locomotora cisterna o locomotora cisterna es una locomotora de vapor que transporta su agua en uno o más depósitos de agua a bordo , en lugar de un ténder más tradicional . La mayoría de los motores de tanque también tienen depósitos (o tanques de combustible ) para contener combustible; en una locomotora con tanque auxiliar, un auxiliar contiene parte o todo el combustible, y también puede contener algo de agua.
Hay varios tipos diferentes de locomotoras cisterna, que se distinguen por la posición y el estilo de los depósitos de agua y de los depósitos de combustible. El tipo más común tiene tanques montados a ambos lados de la caldera. Este tipo se originó alrededor de 1840 y rápidamente se hizo popular para tareas industriales y, más tarde, para maniobras y tareas de líneas principales de corta distancia .
Las locomotoras cisterna tienen ventajas y desventajas en comparación con las locomotoras tradicionales que requerían un ténder separado para transportar el agua y el combustible necesarios.
La primera locomotora cisterna fue la Novedad que corrió en los Rainhill Trials en 1829. [1] Era un ejemplo de tanque de pozo . Sin embargo, la forma más común de tanque lateral data de la década de 1840; una de las primeras fue suministrada por George England and Co. de New Cross a los contratistas que construyeron el ramal de Seaford para el London Brighton and South Coast Railway en 1848. [2] A pesar de la creencia inicial de que tales locomotoras eran inherentemente inseguro, [3] la idea rápidamente se hizo popular, particularmente para uso industrial y cinco fabricantes exhibieron diseños en la Gran Exposición de 1851. Estos fueron EB Wilson and Company , William Fairbairn & Sons , George England, Kitson Thompson y Hewitson y William Bridges Adams. . [4] A mediados de la década de 1850, las locomotoras cisterna desempeñaban una variedad de funciones industriales y de línea principal , particularmente aquellas que implicaban viajes más cortos o cambios frecuentes de dirección.
Hay varios tipos de locomotoras cisterna, según la ubicación y el estilo de los tanques de agua. Estos incluyen el tanque lateral , el tanque de silla , el tanque de maletas , el tanque de pozo y otros.
Los tanques laterales son tanques de forma cúbica que están situados a ambos lados de la caldera , extendiéndose total o parcialmente a lo largo de la caldera. [5] Los costados del tanque se extienden hasta la plataforma de rodadura, si ésta existe, al menos en parte de su longitud. [6] Esta era una configuración común en el Reino Unido.
La longitud de los tanques laterales a menudo se limitaba para dar acceso al mecanismo de válvulas (movimiento interior). Los tanques que recorrían toda la longitud de la caldera proporcionaban una mayor capacidad de agua y, en este caso, los cortes en el tanque rectangular daban acceso al engranaje de válvulas. Los tanques laterales más largos a veces se estrechaban hacia abajo en la parte delantera para mejorar la visibilidad hacia adelante. Casi todos los tanques laterales se detenían en el extremo del cañón de la caldera, o antes, con la caja de humo sobresaliendo por delante. Algunos diseños llegaron hasta el frente de la caja de humo y se denominaron "planchas". [ cita necesaria ]
El depósito de agua se sitúa encima de la caldera como una silla de montar sobre un caballo. [5] Por lo general, el tanque tiene una sección transversal curva, aunque en algunos casos había lados rectos coronados por una curva (como una 'U' invertida), o incluso una forma conopial (un arco cóncavo que fluye hacia un arco convexo). . [7] Walter Nielson patentó la disposición del tanque con silla en 1849. [8]
Los tanques de silla de montar eran una disposición popular, especialmente para locomotoras más pequeñas de uso industrial. Proporcionó un mayor suministro de agua, pero limitó el tamaño de la caldera y restringió el acceso a ella para su limpieza. Además, la locomotora tiene un centro de gravedad más alto y, por tanto, debe funcionar a velocidades más bajas. La visión del conductor también puede verse restringida, lo que nuevamente restringe la velocidad segura.
La forma cuadrada de la cámara de combustión Belpaire no cabe fácilmente debajo de un tanque de silla, por lo que la mayoría de los tanques de silla conservaron la caldera más antigua con tapa redonda . Algunas locomotoras estadounidenses utilizaban tanques con silla que solo cubrían el cañón de la caldera, delante de la cámara de combustión.
La caldera precalienta ligeramente el agua del tanque, lo que reduce la pérdida de presión que se produce cuando se inyecta agua de alimentación fría en la caldera. Sin embargo, si el agua se calienta demasiado, los inyectores pierden eficiencia y pueden fallar. Por esta razón, los tanques a menudo se detenían antes de llegar a la cámara de humo más caliente y sin aislamiento .
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Los tanques Pannier son tanques en forma de caja que se colocan a los lados de la caldera, no en las placas de rodadura de la locomotora. Esto deja un espacio entre los tanques y la placa de rodadura. Los tanques con alforjas tienen un centro de gravedad más bajo que los tanques con asiento, al mismo tiempo que brindan el mismo acceso fácil al engranaje de válvulas. Los tanques con alforjas se llaman así porque los tanques están en una posición similar a las alforjas de un animal de carga . [9]
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En Gran Bretaña , las locomotoras con tanque tipo maleta eran utilizadas casi exclusivamente por el Great Western Railway . Los primeros tanques con maletas Great Western se convirtieron a partir de locomotoras con tanque de silla [10] cuando se estaban reconstruyendo a principios del siglo XX con la cámara de combustión Belpaire . Hubo dificultades para acomodar la parte superior plana de este último dentro de un tanque de silla circundante, lo que redujo la capacidad y aumentó la tendencia a sobrecalentar el agua en el tanque. [11] Las locomotoras cisterna Pannier se consideran a menudo como un icono del GWR. [ cita necesaria ]
En Bélgica , los tanques tipo maleta se utilizaron al menos desde 1866, nuevamente en combinación con la cámara de combustión Belpaire. Se construyeron locomotoras para el Estado belga y para la Société Générale d'Exploitatation (SGE) , una empresa privada que agrupa líneas secundarias más pequeñas. [12]
En los ferrocarriles madereros del oeste de EE. UU. se utilizaban tanques Saddle 2-6-6-2 o tanques Pannier para trenes pesados de madera.
En este diseño, utilizado en locomotoras anteriores y más pequeñas, el agua se almacena en un "pozo" en la parte inferior de la locomotora, generalmente entre los bastidores de la locomotora. Esta disposición fue patentada por SD Davison en 1852. [13] Esto no restringe el acceso a la caldera, pero el espacio allí es limitado y, por lo tanto, el diseño no es adecuado para locomotoras que necesitan una buena autonomía antes de rellenarlas. Sin embargo, esta disposición tiene la ventaja de crear un centro de gravedad bajo , lo que genera una mayor estabilidad en vías mal tendidas o de vía estrecha . La primera locomotora cisterna, Novedad , era un tanque de pozo.
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En este diseño, el tanque se coloca detrás de la cabina, normalmente sobre un bogie de soporte. [14] Esto elimina el peso del agua de las ruedas motrices, dando a la locomotora un peso de tracción constante. La desventaja es una reducción en la capacidad de transporte de agua. Un tanque trasero es un componente esencial de la locomotora americana Forney , que es del tipo americano 4-4-0 con ruedas invertidas.
Los tanques laterales son tanques laterales que se extienden a lo largo de la caja de humo, en lugar de a lo largo de toda la caldera. [15] A principios del siglo XIX, el término "tanque de ala" se utilizaba a veces como sinónimo de tanque lateral. [dieciséis]
Los tanques de ala se usaban principalmente en locomotoras industriales de vía estrecha que podían rellenarse con frecuencia con agua y donde los tanques laterales o de silla restringían el acceso al engranaje de válvulas. La locomotora Excelsior del Kerry Tramway ha sido descrita, por varias fuentes, como un tanque de ala y un tanque de silla invertida. [17]
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El tanque con silla invertida era una variación del Wing Tank donde los dos tanques se unían debajo de la caja de humo y la sostenían. [18] Este diseño poco común se utilizó por las mismas razones que el tanque del ala, pero proporcionó una capacidad de agua ligeramente mayor. ¿ Quién cree en la locomotora Brill Tramway Wotton ? ] haber tenido un tanque con silla invertida. El tanque con silla invertida era una especialidad de WGBagnall . [19]
Una locomotora cisterna también puede arrastrar un ténder . [20] Esta era la disposición común en las locomotoras más grandes, así como en los ferrocarriles de vía estrecha donde el pequeño tamaño de la locomotora restringe el espacio disponible para combustible y agua. Estos combinaban combustible y agua en una proporción (donde se usaba carbón) de 1 libra de carbón por cada 6 libras de agua. [ cita necesaria ] .
Cuando se utilizaba un ténder con una locomotora de vía estrecha, generalmente solo transportaba combustible y el agua se llevaba en los tanques de la locomotora. La licitación ofrecía mayor capacidad de combustible que un búnker en la locomotora y, a menudo, la capacidad de agua podía aumentarse convirtiendo el espacio sobrante del búnker en un tanque de agua.
Los motores con tanque lateral grande también pueden tener un tanque trasero adicional (debajo del depósito de carbón) o un tanque de pozo (entre los marcos). [21] Esto puede haber sido para aumentar la capacidad de agua, igualar la distribución del peso o mejorar la estabilidad bajando el centro de gravedad . [22]
Debido a que las locomotoras cisterna son capaces de correr igualmente rápido en ambas direcciones (ver más abajo), generalmente tienen disposiciones de ruedas simétricas para garantizar las mismas características de marcha y estabilidad independientemente de la dirección viajada, produciendo disposiciones con solo ruedas motrices (por ejemplo, 0-4-0 T y 0-6-0 T ) o números iguales de ruedas delanteras y traseras (por ejemplo, 2-4-2 T y 4-6-4 T ). [23] Sin embargo , otros requisitos, como la necesidad de soportar un gran búnker, requerirían un diseño no simétrico como 2-6-4 T.
En la notación Whyte para la clasificación de locomotoras (principalmente por disposición de ruedas ), se utilizan varios sufijos para indicar locomotoras cisterna: [24]
En la notación UIC , que también clasifica las locomotoras principalmente por la disposición de las ruedas , el sufijo 't' se utiliza para indicar locomotoras cisterna [25]
En las locomotoras cisterna que utilizan combustibles sólidos como el carbón , se utiliza un búnker para transportar el combustible (para las locomotoras que utilizan combustible líquido como el petróleo , se utiliza un depósito de combustible ). Hay dos posiciones principales para los búnkeres en las locomotoras cisterna: en la parte trasera de la cabina (como se ilustra en la izquierda de las imágenes a continuación), una posición que se usa típicamente en locomotoras con un eje portador de arrastre o un bogie de arrastre ; o encima y a un lado de la cámara de combustión, una posición que se utiliza normalmente en los casos en que la cámara de combustión sobresale del eje motriz trasero, ya que esto contrarresta el peso que sobresale de la cámara de combustión, estabilizando la locomotora. [26]
Existen otros tipos especializados de locomotoras de vapor que transportan su propio combustible, pero que normalmente se clasifican por diferentes motivos.
Una locomotora Garratt está articulada en tres partes. La caldera está montada en el bastidor central sin ruedas, y dos juegos de ruedas motrices (4 cilindros en total) que transportan depósitos de combustible y tanques de agua están montados en bastidores separados, uno en cada extremo de la caldera. [27] La articulación se utiliza para que las locomotoras más grandes puedan recorrer curvas que de otro modo restringirían el tamaño de las locomotoras de estructura rígida. Una de las principales ventajas de la forma de articulación Garratt es el mantenimiento del centro de gravedad de la locomotora sobre o dentro de la línea central de la vía al tomar curvas. [28]
Un tanque grúa (CT) es una locomotora cisterna de vapor equipada con una grúa para trabajar en talleres ferroviarios u otros entornos industriales. La grúa puede instalarse en la parte delantera, central o trasera. [29]
Durante la década de 1930 hubo una tendencia a simplificar las locomotoras de pasajeros exprés con carrocerías cerradas. Las locomotoras expresas eran casi todas locomotoras tiernas, pero algunas locomotoras de tanque rápidas también fueron simplificadas, para su uso en servicios de alta velocidad, pero más cortos, donde el tiempo de respuesta era importante y la independencia de la locomotora de tanque de las plataformas giratorias era útil. [ cita necesaria ] Los ejemplos incluyeron la clase 61 alemana [30] y la clase 242 húngara . [31]
La locomotora del contratista era una pequeña locomotora cisterna especialmente adaptada para su uso por empresas contratistas de ingeniería civil dedicadas a la construcción de ferrocarriles. Las locomotoras se utilizarían para transportar hombres, equipos y materiales de construcción a través de redes ferroviarias temporales construidas en el lugar de trabajo que con frecuencia se volvían a colocar o se trasladaban a otros lugares a medida que avanzaban las obras. Las locomotoras de los contratistas solían ser del tipo tanque de silla o de pozo (ver arriba), pero requerían varias adaptaciones para que fueran adecuadas para su tarea. Fueron construidos para ser lo más livianos posible para que pudieran circular sobre los rieles temporales de construcción liviana y tenían ruedas con pestañas profundas para que no se descarrilaran en las vías que a menudo eran muy irregulares. [6]
Al mismo tiempo, tenían que ser muy potentes y con buena tracción, ya que a menudo tenían que arrastrar trenes de vagones por pendientes muy pronunciadas, como los costados de los terraplenes de ferrocarril o los escombros. Muchos fueron diseñados para que se pudieran colocar grandes bloques de lastre de hierro en los marcos cuando se requiriera peso y tracción adicionales, y luego se retiraran cuando no fuera necesario. La mayoría tenía equipo de lijado instalado en todas las ruedas para una máxima tracción. También se requería algún método para evitar que el barro y el polvo obstruyeran las ruedas y las zapatas de freno: esto tomaba la forma de barras raspadoras instaladas en el borde delantero de las ruedas o de chorros de lavado de ruedas suministrados desde el tanque de agua. Para manejar trenes largos de vagones con acoplamiento suelto (y a menudo sin suspensión), las locomotoras de los contratistas generalmente tenían frenos de vapor muy efectivos. La mayoría carecía de una cabina completa y, a menudo, solo tenían una "placa de gafas" delantera. Si se proporcionaba una cabina, normalmente era extraíble junto con la chimenea y, a veces, la cúpula, de modo que la locomotora podía cargarse en un vagón de plataforma para transportarse a nuevos lugares por ferrocarril sin salirse del gálibo de carga . [32]
Las locomotoras de tranvía de vapor, que fueron construidas o modificadas para funcionar en una calle o en un tranvía, eran casi universalmente también locomotoras de tanque. [33]
Las locomotoras de los tranvías tenían las ruedas y el movimiento cerrados para evitar accidentes de tráfico. A menudo tenían recogedores de vacas para evitar que los escombros del camino provocaran un descarrilamiento. Algunas locomotoras de tranvía estaban equipadas con un techo y lados cerrados, lo que les daba una apariencia más parecida a un vagón de mercancías que a una locomotora. [34]
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Las locomotoras de ferrocarril con caldera vertical eran generalmente locomotoras cisterna. Eran máquinas pequeñas y más baratas de operar que se utilizaban principalmente en entornos industriales. [35]
Los beneficios de las locomotoras cisterna incluyen:
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Hay desventajas:
En todo el mundo, los motores de tanque variaban en popularidad. Eran más comunes en áreas donde la longitud del recorrido era corta y se necesitaba un tiempo de entrega rápido o no había instalaciones de giro disponibles, principalmente en Europa. Con su capacidad limitada de combustible y agua, no eran favorecidos en áreas donde los recorridos largos entre paradas eran la norma.
Eran muy comunes en el Reino Unido, Francia y Alemania. En el Reino Unido, se utilizaban con frecuencia para tareas de maniobra y pilotaje, servicios suburbanos de pasajeros y carga local. El GWR era famoso por sus tanques Prairie (como los de la clase " 61xx "), utilizados para muchas cosas, incluidos trenes muy pesados en las líneas mineras de carbón del valle de Gales para las que fueron diseñados los GWR 4200 Clase 2-8-0 T. [40] También en Alemania se construyeron grandes locomotoras cisterna. [41] En los Estados Unidos se utilizaron para servicios suburbanos push-pull , conmutación en terminales y talleres de locomotoras, y en servicios madereros, mineros e industriales. [42]
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