Una pala de vapor es una gran máquina excavadora impulsada por vapor diseñada para levantar y mover materiales como rocas y tierra . Es el tipo más antiguo de pala mecánica o excavadora . [ cita requerida ] Las palas de vapor desempeñaron un papel importante en las obras públicas en el siglo XIX y principios del XX, siendo clave para la construcción de ferrocarriles y el Canal de Panamá . El desarrollo de palas diésel , de gasolina y eléctricas más simples y baratas hizo que las palas de vapor cayeran en desgracia 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 de vapor fue inventada por William Otis , quien 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. Se construyeron 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 de accionamiento se montaron en un extremo del chasis, lo que explica el giro limitado. Se instalaron bogies con ruedas con bridas y la potencia se transmitía a las ruedas mediante una transmisión por cadena a los ejes. Los trabajadores colocaron vías ferroviarias 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 estaban configuradas con polipastos de cadena , pero la llegada del cable de acero en la década de 1870 permitió una conexión más sencilla a los cabrestantes.
Las máquinas posteriores fueron suministradas con orugas , eliminando así la necesidad de rieles.
La pala giratoria de 360° con movimiento completo se desarrolló en Inglaterra en 1884 y se convirtió en el formato preferido para estas máquinas.
La expansión de las redes ferroviarias (en Estados Unidos y el Reino Unido) fomentó la demanda de palas mecánicas. El gran kilometraje de las vías férreas y el correspondiente volumen de material que había que trasladar obligaron a dar un salto tecnológico. Como resultado, las palas mecánicas se convirtieron en algo habitual.
Los fabricantes estadounidenses incluían la Marion Steam Shovel Company, fundada en 1884, la Bucyrus Company y la Erie Shovel Company, ahora propiedad de Caterpillar.
Las ciudades en auge de América del Norte usaban palas para cavar cimientos y sótanos para los primeros rascacielos .
Ciento dos palas mecánicas trabajaron en la excavación del Canal de Panamá, que duró una década , a través del istmo de Panamá . De ellas, setenta y siete fueron construidas por Bucyrus; [4] el resto eran palas Marion. Estas máquinas "movían montañas" en su trabajo. Los equipos de palas mecánicas competían 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 de Klondike ... todas tenían equipos para mover tierra. Con el auge de las minas a cielo abierto (primero en Bingham Canyon , Utah), las palas se hicieron prominentes. Las palas eliminaron laderas de las colinas. Como resultado, las palas de vapor se utilizaron en todo el mundo, desde Australia hasta Rusia y las minas de carbón de China. Las palas se utilizaron para la construcción, el trabajo en carreteras y en canteras.
Las palas de vapor se utilizaron ampliamente en los años 1920 en los programas de construcción de carreteras en América del Norte. En esta época se construyeron miles de kilómetros de carreteras estatales, además de fábricas y numerosos muelles, puertos, edificios y elevadores de granos.
Durante la década de 1930, las palas de vapor fueron sustituidas por palas excavadoras diésel , más sencillas y económicas , que fueron las precursoras de las que se utilizan hoy en día. En esa época, las minas a cielo abierto se electrificaron. Solo después de la Segunda Guerra Mundial , con la llegada de las robustas mangueras hidráulicas de alta presión, las excavadoras hidráulicas, más versátiles, adquirieron preeminencia sobre las palas con cabrestante y elevación por cable.
Muchas palas mecánicas siguieron funcionando en los ferrocarriles de los países en desarrollo hasta que fueron sustituidas por los motores diésel. Desde entonces, la mayoría han sido desechadas.
Las palas mineras de gran tamaño y de varias toneladas todavía utilizan el sistema de elevación por cable. En los años 1950 y 1960, Marion Shovel construyó enormes palas de desmonte para operaciones de extracción de carbón en el este de los EE. UU. Entre las palas más destacadas se encuentran la Marion 360, la Marion 5900 y la pala más grande jamás construida, la Marion 6360 The Captain , con un balde de 180 yardas cúbicas (140 m3 ) , mientras que Bucyrus construyó uno de los monstruos más famosos: el Big Brutus , el más grande que aún existe. La GEM de Egipto (GEM significa "Máquina excavadora gigante" y Egipto hace referencia al valle de Egipto en el condado de Belmont , al este de Ohio, donde se empleó por primera vez), que funcionó entre 1967 y 1988, era de un tamaño comparable. Desde entonces ha sido desmantelada. [6] Aunque estas grandes máquinas todavía se llaman palas de vapor , se las conoce más correctamente como palas mecánicas, ya que utilizan electricidad para accionar sus cabrestantes.
Una pala de vapor consta de:
La pala tiene varias funciones individuales: puede elevar o inclinar la pluma, extender el brazo de la excavadora con la pluma o el motor de empuje y elevar o bajar el brazo de la excavadora. Algunas palas pueden girar la plataforma en la que se monta la mayor parte de la máquina sobre una plataforma giratoria encima de su camión, de manera similar a una excavadora moderna, mientras que otras, en particular las de carrocerías más largas, tienen una plataforma giratoria en la base de la pluma y hacen girar la pluma.
Al excavar en una pared rocosa, el operador levanta y extiende simultáneamente el brazo de la excavadora para llenar el cucharón con material. Cuando el cucharón está lleno, la pala gira para cargar un vagón de ferrocarril o un camión. El pasador de bloqueo de la tapa del cucharón se libera y la carga cae. El operador baja el brazo de la excavadora, la boca del cucharón se cierra automáticamente, el pasador se vuelve a bloquear automáticamente y el proceso se repite.
Las palas a vapor solían contar con una tripulación de al menos tres hombres: ingeniero, fogonero y operario de tierra. Para mover las palas era necesario hacer muchos movimientos: había que mover raíles y bloques de madera, sujetar cables y soportes para los bloques, aparejar cadenas y eslingas, etc. En terrenos blandos, las palas utilizaban esteras de madera para ayudar a estabilizar y nivelar el terreno. Los primeros modelos no eran autopropulsados, sino que utilizaban la pluma para maniobrar por sí solos.
Fabricantes norteamericanos:
Fabricantes europeos:
La mayoría de las palas de vapor han sido desechadas, aunque unas cuantas se encuentran en museos industriales y colecciones privadas.
La excavadora de vapor intacta más grande del mundo es una máquina Marion, que data de 1906 o 1911, ubicada en Le Roy, Nueva York . Fue incluida en el Registro Nacional de Lugares Históricos en 2008. [7]
Esta máquina, que data de 1909 y que Ruston denominó «grúa de vapor» [8] , es la grúa de vapor más antigua que se conserva en el mundo. [9] Originalmente se utilizaba en una mina de tiza en Arlesey , en Bedfordshire , Inglaterra. Después de cerrar la mina, la grúa de vapor simplemente fue abandonada y «se perdió» cuando la mina se inundó de agua. A mediados de los años 70, la zona se había convertido en un lugar de belleza local, conocido como La Laguna Azul (debido a que los productos químicos de la cantera coloreaban el agua), y después de largos períodos de sequía, se podía ver la parte superior de la grúa oxidada sobresaliendo del agua. El experto de Ruston & Hornsby, Ray Hooley, se enteró de su existencia y organizó la difícil tarea de rescatarla de la mina llena de agua. [10] Hooley se encargó de que los aprendices de las obras de Ruston-Bucyrus restauraran por completo su funcionamiento . Posteriormente, pasó al cuidado del Museo de la Vida de Lincolnshire . [11] El museo no pudo hacer un uso completo 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 el Threlkeld Quarry and Mining Museum de Cumbria. Se trasladó a la cantera en 2011, [9] y (a partir de 2013) la restauración completa está nuevamente en marcha. [12]
Se enviaron veinticinco palas mecánicas Bucyrus Modelo 50-B al Canal de Panamá para construir puentes, caminos y desagües y remover las enormes cantidades de tierra y roca cortadas del lecho del canal. Todas las palas excepto una fueron desguazadas en Panamá. La sobreviviente fue enviada de regreso a California y luego llevada a Denver. A principios de la década de 1950, fue transportada a Rollinsville por Roy y Russell Durand, quienes la operaron en Lump Gulch Placer, seis millas al sur de Nederland, Colorado , hasta 1978. Esta pala mecánica es una de las dos (la otra en Western Minnesota Steam Thresher's Reunion en Rollag, MN) que quedan operativas Bucyrus Modelo 50-B, [13] y se conserva en el Museo de Minería de Nederland. Roots of Motive Power en Willits, CA también ha adquirido una 50-B y la opera para el público una vez al año en su Festival de Vapor a principios de septiembre.
Dos palas yacen abandonadas en Zamora, California , al norte de Sacramento, junto a la I-5.
