Un ténder o vagón de carbón (sólo en EE. UU.) es un vehículo ferroviario especial remolcado por una locomotora de vapor que contiene su combustible ( madera , carbón , petróleo o biomasa torrefacta ) y agua. Las locomotoras de vapor consumen grandes cantidades de agua en comparación con la cantidad de combustible, por lo que sus ténderes son necesarios para mantenerlas en funcionamiento durante largas distancias. Una locomotora que tira de un ténder se llama locomotora ténder . Las locomotoras que no tienen ténder y llevan todo su combustible y agua a bordo se llaman locomotoras cisterna o locomotoras cisterna .
Un ténder de corredor es un ténder de locomotora con un pasillo a un lado, lo que permite cambios de tripulación sobre la marcha.
Un freno auxiliar es un vehículo pesado que se utiliza (principalmente) para proporcionar una mayor eficiencia de frenado.
Las locomotoras de vapor más grandes están acopladas de forma semipermanente mediante una barra de tracción a un ténder que transporta el agua y el combustible. La fuente de combustible utilizada depende de lo que esté disponible económicamente a nivel local. En el Reino Unido y en algunas partes de Europa , un suministro abundante de carbón hizo que esta fuera la opción obvia desde los primeros días de la máquina de vapor. Hasta alrededor de 1850 en los Estados Unidos , la gran mayoría de las locomotoras quemaban madera hasta que se talaron la mayoría de los bosques del este. Posteriormente, la quema de carbón se generalizó y las estufas de leña se restringieron a los distritos rurales y madereros.
A mediados del siglo XIX, la mayoría de los ténderes de las locomotoras de vapor consistían en un depósito de combustible (que contenía carbón o madera) rodeado de una camisa de agua en forma de U (vista desde arriba). La forma general del ténder era generalmente rectangular. El depósito que contenía el carbón estaba inclinado hacia abajo, en dirección a la locomotora, lo que facilitaba el acceso al carbón. La relación entre la capacidad de agua y combustible de los ténderes se basaba normalmente en dos paradas de agua por cada parada de combustible, porque el agua estaba más disponible que el combustible. Una libra [0,45 kg] de carbón podía convertir seis libras de agua (0,7 galones) [2,7 kg] en vapor. Por lo tanto, las relaciones de capacidad de los ténderes normalmente estaban cerca de las 7 toneladas (14 000 lb) [6400 kg] de carbón por cada 10 000 galones [38 000 L] de agua. [1]
El suministro de agua de un ténder se reponía en las paradas de agua y en los depósitos de locomotoras desde una torre de agua dedicada conectada a grúas hidráulicas o pórticos. La tarea de rellenar el ténder es del fogonero , que es responsable de mantener el fuego de la locomotora, la presión de vapor y el suministro de combustible y agua.
El agua transportada en el ténder debe introducirse en la caldera para reemplazar la que se consume durante el funcionamiento. Los primeros motores utilizaban bombas impulsadas por el movimiento de los pistones. Más tarde, los inyectores de vapor reemplazaron a la bomba, mientras que algunos motores utilizaban turbobombas .
En el Reino Unido, Estados Unidos y Francia, se instalaron canales de agua (en Estados Unidos, bandejas de vía) en algunas líneas principales para permitir que las locomotoras reabastezcan su suministro de agua mientras se desplazaban. Se instaló una "pala de agua" debajo del ténder o del tanque de agua trasero en el caso de una locomotora de tanque grande; el fogonero bajó la pala de forma remota hasta el canal, la velocidad de la locomotora hizo subir el agua hasta el tanque y la pala se elevó una vez que estuvo llena.
Las capacidades de combustible y agua de un ténder suelen ser proporcionales a la velocidad a la que se consumen, aunque hubo excepciones. El ferrocarril de Pensilvania y el ferrocarril central de Nueva York utilizaron bandejas de vía en muchas de sus rutas, lo que permitía a las locomotoras recoger agua a gran velocidad. El resultado fue que los tanques de agua de estos ténderes eran proporcionalmente mucho más pequeños.
En el Reino Unido, tres de las cuatro grandes empresas ferroviarias utilizaban abrevaderos . La excepción fue la Southern Railway , principalmente porque la mayoría de sus operaciones se basaban en servicios de cercanías, suburbanos y rurales de corta distancia con paradas frecuentes en estaciones donde se podía tomar agua de columnas de agua . La decisión de la Southern de electrificar sus rutas hacia Londres con un sistema de tercer carril también hizo que la instalación de abrevaderos fuera poco práctica. Solo en las antiguas rutas de London and South Western Railway al oeste de Salisbury , donde operaban trenes expresos de larga distancia, la falta de abrevaderos fue un problema. En lugar de instalar abrevaderos, la L&SWR (y la Southern) equiparon sus locomotoras expresas con ténderes especiales de alta capacidad con una capacidad de agua de 4000 galones (18 200 L) que funcionaban sobre un par de bogies de doble eje . Estos eran conocidos por los ferroviarios como ténderes de "carro de agua".
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Las locomotoras de vapor de condensación fueron diseñadas para reciclar el vapor de escape condensándolo en agua de alimentación. El principal beneficio es la conservación del agua, pero también aumenta la eficiencia térmica del motor, ya que gran parte del calor que de otro modo se perdería en el escape se utiliza para precalentar el agua inyectada en la caldera. [2] En algunos casos, la condensación se empleó simplemente para mejorar la visibilidad eliminando las nubes de escape. [2]
Un enfoque primitivo para la condensación simplemente inyectaba el vapor gastado en el tanque del ténder, confiando en la masa de agua para enfriar. [2] Los ténderes más sofisticados, como los utilizados en las locomotoras Clase 25 de los Ferrocarriles Sudafricanos diseñadas para el servicio en el Karoo , reemplazaron la mayor parte del tanque de agua con un enorme radiador, en el que se enfriaba y condensaba el vapor. El vapor de escape, después de pasar por un separador de aceite y agua , se transportaba al ténder, donde impulsaba una turbina de baja presión utilizada para impulsar los ventiladores del radiador. Luego, el vapor pasaba al radiador. El condensado se inyectaba en la caldera con otra bomba impulsada por turbina. [3] Esta era una pieza de maquinaria bastante compleja, que también requería otra turbina en la caja de humos para proporcionar el tiro de escape que normalmente se obtenía al soplar el vapor de escape por la chimenea. [3] Finalmente, los ejemplos SAR se convirtieron en locomotoras convencionales reemplazando el radiador con un tanque de agua largo. [4]
Un factor que limita el rendimiento de las locomotoras es la velocidad a la que se introduce el combustible en el fuego. Gran parte del tiempo del fogonero se dedica a echar leña o a palear carbón en la caja de fuego de la locomotora para mantener una presión de vapor constante. A principios del siglo XX, algunas locomotoras se hicieron tan grandes que el fogonero no podía palear carbón con la suficiente rapidez. [5] En consecuencia, en los Estados Unidos, varios alimentadores mecánicos a vapor (que normalmente utilizaban un sinfín de alimentación entre el depósito de combustible y la caja de fuego) se convirtieron en equipos estándar y se adoptaron en otros lugares, incluidos Australia y Sudáfrica.
En los primeros tiempos del ferrocarril, los ténderes eran cajas rectangulares con un depósito para carbón o madera rodeado de una camisa de agua en forma de U. Esta forma se mantuvo hasta el final de la producción de vapor en muchas máquinas que quemaban carbón. Las máquinas que quemaban petróleo sustituyeron el depósito por un tanque de combustible. Se realizaron variaciones de este plan por razones operativas, en un intento de economizar en la estructura.
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A principios de 1901, Cornelius Vanderbilt III presentó una solicitud de patente para un nuevo tipo de ténder. [6] Vanderbilt era el bisnieto del fundador del Ferrocarril Central de Nueva York ; su ténder tenía una carrocería cilíndrica como un vagón cisterna con un depósito de combustible en la parte delantera. Este diseño fue adoptado rápidamente por varios ferrocarriles estadounidenses con locomotoras que quemaban petróleo y carbón. [1] [7]
En comparación con los ténderes rectangulares, los ténderes cilíndricos Vanderbilt eran más resistentes, más livianos y tenían una mayor capacidad de combustible en relación con la superficie. Entre los ferrocarriles que se destacaron por utilizar ténderes Vanderbilt se encuentran: [1]
Una forma peculiar de los motores que quemaban petróleo era el bote auxiliar "whaleback" (también llamado a veces "turtle-back" o "loaf"). Este era un bote auxiliar de forma aproximadamente semicilíndrica con el lado redondeado hacia arriba; la parte delantera del tanque contenía el petróleo, mientras que el resto contenía el agua. Esta forma se asoció particularmente con el Pacífico Sur . [1]
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En los Estados Unidos, los ténderes con parte trasera inclinada se usaban a menudo para locomotoras en servicio de maniobras en patios , porque mejoraban enormemente la capacidad del ingeniero de ver detrás de la locomotora al cambiar de vagón. La capacidad reducida de agua no era un problema, ya que el tanque de agua del ténder podía rellenarse con frecuencia en el patio ferroviario . [1] En la década de 1880, numerosos fabricantes de locomotoras ofrecían ténderes con este diseño en locomotoras de maniobras pequeñas . [9] [10]
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Para la introducción del servicio directo Flying Scotsman de London and North Eastern Railway el 1 de mayo de 1928, se construyeron diez ténderes especiales con medios para llegar a la locomotora desde el tren a través de un pasillo estrecho dentro del tanque del ténder más una conexión de fuelle flexible que lo unía con el vagón líder. El pasillo, que corría a lo largo del lado derecho del ténder, tenía 5 pies (1,52 m) de alto y 18 pulgadas (0,46 m) de ancho. Se construyeron más ténderes de corredor a intervalos hasta 1938, y finalmente hubo 22; en varias ocasiones, se acoplaron a locomotoras de las clases A1, A3 , A4 y W1 , pero a fines de 1948, todos funcionaban con locomotoras de la clase A4. [11] [12] El uso del ténder de corredor para cambiar tripulaciones en movimiento en una locomotora A4 se muestra en la película de transporte británica de 1953 Elizabethan Express , el nombre de otro tren sin escalas de Londres a Edimburgo.
El carro de agua era un tipo de ténder de gran capacidad utilizado por el ferrocarril de Londres y el sudoeste de Inglaterra. A diferencia del ténder británico habitual de seis ruedas, era un diseño de doble bogie con cojinetes internos. Esto le daba un aspecto distintivo porque las ruedas eran muy visibles. [13]
Un ténder adicional que solo contiene agua se llama "cantimplora" o "ténder auxiliar". Durante la era del vapor, estos no se usaban con frecuencia. Los tanques de agua se colocaban a intervalos regulares a lo largo de la vía, lo que hacía innecesaria la cantimplora en la mayoría de los casos. Sin embargo, hubo momentos en que las cantimploras resultaron económicas. El Norfolk and Western Railway usó cantimploras con sus locomotoras gigantes 2-8-8-2 Clase Y y 2-6-6-4 Clase A en trenes de carbón, cargas temporizadas, cargas rápidas y cargas de mercancías. El uso de la cantimplora permitió omitir una de las paradas de agua , lo que permitió que el tren evitara subir una colina desde una parada total. Actualmente, el Union Pacific Railroad usa dos cantimploras con sus locomotoras de vapor 844 y 4014 en trenes de excursión. Prácticamente todos los tanques a lo largo de la vía se quitaron cuando se retiraron las locomotoras de vapor. Hoy en día, se utilizan conexiones de hidrantes , que llenan los tanques mucho más lentamente. Las cantimploras permiten un mayor alcance entre paradas.
Las cantimploras también se utilizaron en el Ferrocarril Transaustraliano que cruza la llanura de Nullarbor , donde no hay agua . En Nueva Gales del Sur, estos vehículos se llamaban "desmotadores" y se utilizaban en la región occidental, predominantemente seca, y en algunos ramales. Ahora se utilizan de forma destacada en excursiones patrimoniales debido a la falta de lugares con puntos de agua accesibles. Durante la catastrófica temporada de incendios forestales de 2019-2020, cuando los incendios devastaron las ciudades cercanas al Museo del Transporte Ferroviario en Thirlmere, al sur de Sídney, una locomotora diésel del museo transportó dos desmotadoras para ayudar a reabastecer los camiones cisterna de extinción de incendios.
En el Reino Unido, el Flying Scotsman, que se conservaba, utilizó una cantimplora durante las excursiones de los aficionados a finales de los años 60 y principios de los 70. Los abrevaderos que habían abastecido de agua a los trenes expresos de larga distancia se habían eliminado durante la dieselización de la red ferroviaria. El 25 de julio de 2009, Bittern realizó un recorrido de 302 kilómetros sin escalas desde King's Cross hasta York utilizando un segundo ténder. Como los ferrocarriles británicos suelen ser mucho más cortos que los estadounidenses, la cantimplora no era una propuesta económica.
A veces se utiliza un ténder para una locomotora diésel . Normalmente se trata de un vagón cisterna con una línea de combustible que se conecta a la locomotora y a las conexiones MU para permitir que las locomotoras detrás del ténder se controlen de forma remota. El Burlington Northern Railroad utilizó ténderes de combustible en territorios remotos donde el combustible era caro. El combustible diésel se podía comprar a bajo precio y cargar en el ténder. Una composición común eran dos EMD SD40-2 con un ténder entre ellos. Algunos de los ténderes sobrevivieron a la fusión de Burlington Northern Santa Fe, pero conservan los colores negro y verde de BN. El Southern Pacific Railroad también experimentó brevemente con ténderes de combustible para diésel. Algunos slugs tienen tanques de combustible y sirven como ténderes de combustible para las locomotoras adjuntas, especialmente las que se convierten a partir de locomotoras que se retiran debido al desgaste de los diésel.
El ferrocarril Union Pacific Railroad utilizaba ténderes de combustible en sus turbinas . Estos ténderes se utilizaban originalmente con locomotoras de vapor, y luego se modificaron para contener combustible pesado tipo "Bunker C". La capacidad de combustible era de aproximadamente 23.000 galones (87.000 litros). Cuando se retiraron las turbinas, algunos de los ténderes se modificaron para contener agua y se utilizaron como cantimploras para locomotoras de vapor.
Los depósitos de combustible también han sido motivo de controversia para los ferrocarriles, en particular [ cita requerida ] la línea Soo. A fines de la década de 1970, la administración del ferrocarril descubrió que era más barato para ellos llenar sus depósitos de combustible en Chicago y luego transportar el combustible a Shoreham, Wisconsin. Hacer esto evitó que el ferrocarril tuviera que pagar impuestos adicionales sobre el combustible, y el sistema continuó hasta mediados de la década de 1980. Cuando los estados de Illinois y Wisconsin se dieron cuenta de las acciones del ferrocarril, se aprobó una legislación que cobraba lo mismo sobre el impuesto vial sobre el movimiento de combustible por ferrocarril que se cobraba a los conductores de camiones. Hacer esto anuló por completo el beneficio de mover el combustible por medio de los depósitos, y Soo silenciosamente retiró la práctica.
También se han desarrollado ténderes para transportar gas natural licuado para locomotoras diésel convertidas para funcionar con ese combustible. [14]
En los ferrocarriles británicos , los ténderes de freno eran vagones bajos y pesados que se utilizaban con las primeras locomotoras diésel de la línea principal . Se acoplaban uno o dos delante o detrás de la locomotora para proporcionar una potencia de frenado adicional al transportar trenes de mercancías no equipados o parcialmente equipados (trenes formados por vagones no equipados con frenos automáticos). [15] [16] Eran necesarios porque el peso más ligero de las nuevas locomotoras diésel, en comparación con las de vapor, significaba que tenían un esfuerzo de tracción comparable (y, por lo tanto, una capacidad de arrastre de trenes) pero una menor capacidad de frenado. [17] Originalmente estaban destinados a ser utilizados en el noreste de Inglaterra, donde normalmente eran propulsados (empujados) por la locomotora, y más tarde se utilizaron en otras regiones. En la región sur normalmente se arrastraban detrás de la locomotora. [15]
El ténder tenía la forma de una caja hueca, lo suficientemente baja para evitar obstruir la visión del conductor cuando se empujaba. La carrocería se transportaba sobre un par de bogies antiguos de carruajes, que proporcionaban los frenos automáticos. [18] La carrocería se llenaba con chatarra de acero para elevar el peso del vehículo a 35 libras .+1 ⁄ 2 – 37+1 ⁄ 2 toneladas; aumentando en consecuencia la fuerza de frenado disponible. [16] Se proporcionaron cuatro soportes de lámpara en cada extremo para mostrar los discos de código de cabecera de la locomotora que describían la clase de tren; cuando se impulsaba, el ténder ocultaba el frente de la locomotora y, por lo tanto, el código de cabecera.
Introducidos alrededor de 1964-65, se dejaron de utilizar en la década de 1980 cuando se abandonó la práctica de utilizar trenes no equipados. Ninguno sobrevivió en conservación, pero se ha construido una réplica operativa en el Great Central Railway a partir de los restos de un vagón de pasillo Mk1 y se le ha dado el siguiente número en la secuencia de ténderes de freno: B964122. [19]
Algunas locomotoras de vapor británicas tempranas estaban equipadas con ténderes motorizados. Además de contener carbón y agua, estos tenían ruedas impulsadas desde la locomotora para proporcionar un mayor esfuerzo de tracción. Estos fueron abandonados por razones económicas; los ferroviarios que trabajaban en locomotoras así equipadas exigían un salario extra ya que en realidad estaban haciendo funcionar dos locomotoras. Sin embargo, el concepto se intentó nuevamente en el River Mite de Ravenglass and Eskdale Railway , y la locomotora Garratt puede verse como una extensión de este principio. Los ténderes motorizados también se vieron en las locomotoras triplex en los Estados Unidos, pero estos experimentos no se consideraron exitosos debido a la masa variable del ténder. Los ténderes motorizados se usaron ampliamente en locomotoras de vapor con engranajes para troncos como los tipos Shay , Climax y Heisler , donde las pendientes pronunciadas y los trenes pesados requerían un esfuerzo de tracción adicional.
En la actualidad, las locomotoras diésel-eléctricas utilizan slugs . Los slugs tienen motores de tracción que extraen electricidad del motor principal de la locomotora para proporcionar tracción adicional .
En Alemania, se prestó atención a garantizar que las locomotoras con ténder fueran capaces de alcanzar velocidades moderadamente altas en reversa, empujando sus ténderes. Las numerosas locomotoras DRB Clase 50 ( 2-10-0 ), por ejemplo, podían alcanzar 80 kilómetros por hora (50 mph) en cualquier dirección y se usaban comúnmente en líneas secundarias sin instalaciones de giro.
Una posible fuente de confusión con respecto a las locomotoras alemanas es que, en alemán , Tenderlokomotive significa locomotora cisterna. Una locomotora con ténder separado y remolcado se llama Schlepptenderlokomotive .
En algunos casos, en particular en ramales que no tenían un punto de giro, como una plataforma giratoria o una bifurcación en Y en el punto terminal, las locomotoras circulaban en reversa con el ténder a la cabeza del tren. En tales casos, se colocaba un faro (US) o lámparas/discos de código de cabeza en el extremo delantero del ténder. Las tripulaciones de las locomotoras a menudo colocaban una lona (o la lona para tormentas de la locomotora, si estaba disponible) desde la parte trasera del techo de la cabina hasta la parte delantera del ténder para brindar protección contra el viento y evitar que el polvo de carbón entrara en la cabina. Los ténderes diseñados para trabajos más frecuentes con el ténder primero a menudo estaban equipados con un panel de cabina fijo y ventanas, lo que proporcionaba una cabina casi completamente cerrada.
