Las GTEL de Union Pacific eran una serie de locomotoras eléctricas de turbina de gas construidas por Alco-GE y General Electric entre 1952 y 1961 y operadas por Union Pacific de 1952 a 1970.
Union Pacific operaba la flota más grande de locomotoras eléctricas de turbina de gas (GTEL) de todos los ferrocarriles del mundo. El prototipo, UP 50 , fue el primero de una serie construida por General Electric para los servicios de carga de larga distancia de Union Pacific y comercializada por la asociación Alco-GE hasta 1953. El prototipo se introdujo en 1948 y fue seguido por tres series de locomotoras de producción. En un momento, Union Pacific dijo que los GTEL transportaban más del 10% de la carga del ferrocarril. [ cita necesaria ]
La economía de combustible era escasa, ya que la turbina consumía aproximadamente el doble que un motor diésel igualmente potente. Inicialmente, esto no fue un problema, porque las turbinas de Union Pacific quemaban fueloil pesado Bunker C , que era menos costoso que el diésel . Pero este combustible altamente viscoso es difícil de manejar, con una consistencia a temperatura ambiente similar al alquitrán o la melaza . Para resolver este problema, se incorporó un calentador en los tanques de combustible (y más tarde en los tanques de combustible ) para calentar el combustible a 200 °F (93 °C) antes de alimentarlo a la turbina. Finalmente, UP cambió del Bunker C al fueloil pesado No. 6 modificado, que contenía menos contaminantes y solventes. [ cita necesaria ] La acumulación de hollín y la erosión de las palas causada por cenizas corrosivas plagaron todas las turbinas. Los cambios en los sistemas de admisión de aire en las locomotoras de turbina de producción mejoraron la calidad del aire que llegaba a las turbinas, lo que a su vez redujo el desgaste de las palas de la turbina y aumentó la vida útil de la turbina. Los GTEL estuvieron en funcionamiento hasta finales de 1969 y los dos últimos (los números 18 y 26) se almacenaron en la rotonda de Cheyenne en condiciones de funcionamiento hasta su retirada en febrero de 1970. [1] Ambos fueron enviados posteriormente a museos.
Union Pacific llevaba mucho tiempo buscando las mejores y más grandes locomotoras. En la década de 1930, se probaron un par de locomotoras de turbina de vapor , pero se rechazaron. Antes de la Segunda Guerra Mundial , Union Pacific había estado agregando motores diésel a su lista, pero ninguno tiraba trenes de carga por carretera. La idea de utilizar cuatro motores diésel para igualar la potencia de una locomotora de vapor no era atractiva, por lo que se inició la búsqueda de algo más grande. General Electric había estado construyendo turbinas de gas para aviones y propuso utilizar algo similar en una locomotora. Union Pacific pensaba que los costes de mantenimiento de una locomotora eran en gran medida independientes de su potencia, por lo que un número menor de locomotoras más potentes ahorraría dinero.
Union Pacific decidió que la mejor manera de que las locomotoras de turbina desarrollaran su potencial sería colocarlas en los principales trenes de carga. Los recorridos largos y las velocidades relativamente altas maximizarían la eficiencia de las turbinas.
Después de que Union Pacific expresara interés, GE construyó un prototipo, GE 101, completado en noviembre de 1948. Después de las pruebas en el noreste durante junio de 1949, pasó a ser UP 50. Pintado en Union Pacific Armor Yellow, el UP 50 comenzó una ronda de pruebas. Union Pacific nunca tomó propiedad de esta locomotora. Esta fue una de las pocas locomotoras de combustión interna en Norteamérica que tenía una cabina en cada extremo. Las cabinas se parecían a las unidades FA que construía Alco-GE en ese momento. Los laterales de la locomotora tenían numerosas rejillas de entrada de aire que podían abrirse y cerrarse en distintos patrones.
El UP 50 era una unidad de carrocería con disposición de ruedas B+B-B+B : cuatro camiones de dos ejes, con pares conectados por refuerzos de tramo . La turbina producía 4.800 CV (3,6 MW), de los cuales 4.500 CV (3,4 MW) estaban disponibles para tracción. Esta potencia era más del doble que la de las unidades diésel-eléctricas de esa época.
Para arrancar, el generador diésel auxiliar de la unidad alimentaría un conjunto de devanados en el generador principal de la turbina de gas, haciendo que el generador gire. La rotación del generador comenzaría a hacer girar la turbina, momento en el que se utilizaría combustible diésel para iniciar la combustión. Un generador de vapor calentaría y licuaría el suministro de combustible primario de la turbina (aceite pesado Bunker C). Cuando la turbina y el fueloil alcanzaran sus temperaturas mínimas de funcionamiento, el combustible de la turbina pasaría del diésel al combustible primario.
Esta máquina pesaba 230.000 kg (500.000 lb) y medía más de 24 m (80 pies) de largo.
Las turbinas se entregaron en tres grupos principales después de exhaustivas pruebas del prototipo. Union Pacific tenía la intención de utilizar las turbinas para reemplazar sus locomotoras de vapor Big Boy , que estaban programadas para ser retiradas de servicio.
Desde enero de 1952 hasta agosto de 1953, la UP recibió las unidades 51 a 60, como el prototipo pero con una cabina en un solo extremo para aumentar la capacidad de combustible. Cada uno costó 540.000 dólares estadounidenses . [2] El bastidor de la locomotora transportaba 7.200 galones estadounidenses (27.000 L) de combustible.
Los GTEL inicialmente transportaban carga entre Ogden, Utah y Green River, Wyoming , pasando por Weber Canyon y Echo Canyon, Utah. En 1954, comenzaron a dirigir Ogden-Laramie y, poco después, Ogden-Cheyenne. En 1955 y 1956, se agregaron contenedores de combustible de 24.000 galones estadounidenses (91.000 L) detrás de las turbinas, lo que les permitió llegar a Council Bluffs, Iowa .
Con la UP 53 se probó una entrada de aire mejorada montada en el techo, que resultó exitosa, y se construyeron las locomotoras 57-60 con esta entrada. [3]
En mayo de 1953, el UP 57 se convirtió para funcionar con propano utilizando un vagón cisterna presurizado como ténder. Este combustible se quemaba limpiamente y no dañaba las palas de la turbina como lo hacía el aceite Bunker C, pero era más difícil de transportar y existían preocupaciones de seguridad. El proyecto terminó en enero de 1954 y el UP 57 se convirtió nuevamente en Bunker C. No se realizaron otras conversiones. [4] [5]
Los UP 59 y 60 se utilizaron en un par experimental de doble turbina de 9.000 hp (6.700 kW), compartiendo un ténder de combustible entre ellos. La turbina trasera a veces se incendiaba en los túneles. A pesar de las modificaciones para minimizar estas dificultades, el experimento se suspendió a favor de hacer funcionar locomotoras diésel adicionales con turbinas. [6]
Las turbinas de primera generación se retiraron en junio de 1964. [7]
Las unidades 61 a 75 se entregaron a partir de 1954. Los pasillos exteriores a lo largo de los flancos le valieron el sobrenombre de "Veranda" y la convirtieron en un híbrido de locomotoras con carrocería y capó . La turbina y el equipo eléctrico eran más o menos los mismos, aunque las tomas de aire de rejilla laterales fueron reemplazadas por la gran toma montada en el techo que se probó por primera vez en el UP 53. [3]
El UP 61 se utilizó en pruebas de control de unidades múltiples con motores diésel a partir de 1958. Estas pruebas tuvieron éxito y, finalmente, todos menos seis de los GTEL de 4500 hp (3400 kW) estaban equipados para funcionar con motores diésel. A medida que aumentaron los requisitos de tonelaje, las locomotoras diésel arrastradas en operación de unidades múltiples se volvieron más comunes.
Los Verandas fueron retirados entre agosto de 1963 y junio de 1964. [7]
En 1955, Union Pacific encargó una nueva turbina eléctrica, la locomotora más potente del mundo. Cada uno constaría de dos unidades más una licitación de combustible, con una potencia de 8.500 caballos de fuerza (6.300 kW).
La unidad A contenía la cabina de control y un generador de motor diésel auxiliar. La unidad B llevaba la turbina y los generadores principales para proporcionar electricidad a los motores de tracción de las unidades A y B. La turbina era un nuevo diseño, una turbina de gas de ciclo simple GE Frame 5 con un compresor de dieciséis etapas, diez cámaras de combustión y una turbina de dos etapas. No se necesitó ningún generador de vapor para calentar y licuar el combustible pesado del Bunker C porque las embarcaciones estaban aisladas. El plan original era numerar estas unidades en la serie 7000 pero fueron numeradas del 1 al 30.
Fueron entregados a Union Pacific entre agosto de 1958 y junio de 1961. Estas unidades eran muy diferentes de las generaciones anteriores, ya que tenían una disposición de ruedas CC en cada una de sus unidades (sin incluir sus ténder). La locomotora pesaba unas 610 toneladas con el ténder lleno. El esfuerzo de tracción continua fue de 66.000 kg (146.000 lb) con el engranaje 74:18 de 105 km/h (65 millas por hora); en 1961, las clasificaciones de tonelaje eran 6740 en el ascenso del 0,82% al oeste desde Cheyenne y 5180 en el 1,14% al este de Ogden.
Las turbinas de estas unidades son los motores primarios más potentes jamás instalados en una locomotora norteamericana. Con 8.500 hp (6.300 kW) de un solo motor primario , estos motores establecieron un récord que aún se mantiene. Esa calificación fue reclamada [ ¿por quién? ] estar a 6.000 pies (1.800 m) de altitud y 90 °F (32 °C), y en aire más frío y denso, la turbina en sí podría superar los 10.000 hp (7.500 kW) si el sistema eléctrico pudiera soportarlo. En 1963, Trains escribió: "Los grandes trabajos de 8500 hp permanecen bajo constante escrutinio mientras UP: (1) eleva algunos de ellos hasta potencias de 10,000 hp; (2) considera motorizar sus camiones de combustible con motores de tracción..." [ 8] El libro de Lee explica que UP intentó restablecer la excitación del generador para absorber la clasificación más alta, pero solo durante la prueba. [ cita necesaria ] La licitación motorizada parece poco probable, [ ¿especulación? ] aunque Trains mencionó que la prueba de cuatro meses de las turbinas en Los Ángeles en 1962 terminó cuando "las ruedas tiernas fueron motorizadas, imponiendo una restricción de velocidad". [9] (Los horarios de 1961 y 1963 muestran un límite de 65 mph (105 km/h) para todas las turbinas).
Estas turbinas finalmente desplazaron a las unidades 51 a 75. Hubo problemas con los filtros de combustible obstruidos en las turbinas anteriores, por lo que se decidió filtrar el combustible antes de llenar los tanques de combustible de las locomotoras y el ténder.
A diferencia de las turbinas anteriores, las turbinas de 8.500 hp (6.300 kW) venían con 24.000 gal EE.UU. (91.000 L) de combustible, además de los 2.500 gal EE.UU. (9.500 L) de combustible diesel en el tanque de la locomotora. Tenían bocinas de aire Leslie S-5T-RF en el techo de la cabina (luego se trasladaron a la sección central del radiador de la unidad A, en respuesta a la acumulación de hielo en las campanas).
Todas las turbinas de tercera generación fueron retiradas en 1970.
La ventaja de costos del Bunker C disminuyó a medida que la industria del plástico comenzó a encontrarle usos y las técnicas mejoradas de craqueo permitieron que el petróleo, antes considerado desperdicio, se convirtiera en grados de combustible más livianos.
El 26 de diciembre de 1969 se puso en marcha por última vez una locomotora de turbina de gas. Su tren de rodaje se recicló para formar la serie de locomotoras GE U50 . En la construcción de la U50 se utilizaron vagones, motores de tracción y vigas de locomotoras de las series 51 a 75, y en la construcción de la U50C se utilizaron vagones y motores de tracción de locomotoras de las series 1 a 30 . Varias de las licitaciones se retuvieron y se convirtieron para retener agua con fines de mantenimiento de vías y luego para usarse para las locomotoras de vapor operativas de Union Pacific: UP 844 y UP 4014 .
El prototipo, las turbinas de primera y segunda generación fueron desechadas en 1964 y no quedó ninguna para su conservación. Se conservaron dos turbinas de tercera generación: la UP 18 en el Museo del Ferrocarril de Illinois [10] y la UP 26 en el Museo del Ferrocarril del Estado de Utah en Ogden, Utah. [11] Ambas son visualizaciones estáticas, y ninguna de las turbinas se encuentra en condiciones operativas, ni se prevé su restauración.
La licitación UP 907853 de UP 18, construida en 1937, tenía una larga historia; Construido por primera vez para su uso con las locomotoras de vapor de la serie FEF de UP antes de su conversión al uso de turbinas, sirvió como licitación de agua desde la década de 1970 hasta 1984 para trenes como la Expo '74 y el American Freedom Train antes de ser donado al Museo del Ferrocarril de Kansas, y luego adquirido por el IRM. [12]
En octubre de 1962, Union Pacific construyó su propio GTEL experimental, utilizando un ALCO PA -1 modificado como cabina, el chasis de una locomotora eléctrica clase GN W-1 (comprada como chatarra al Great Northern Railway ) como segunda unidad y un motor primario de turbina modificado extraído de una de las locomotoras de las series 50 a 75.
El conjunto tenía una disposición de ruedas A1A-A1A+2-D+D-2, 18 ejes de los cuales 12 eran motrices. Se mantuvo el motor diésel de 2.000 hp (1,5 MW) del PA-1 y la unidad B llevaba la planta de energía principal para los generadores principales, que contribuyó con 5.000 hp (3,7 MW) para una potencia total de 7.000 hp (5,2 MW). La licitación de carbón fue reconstruida a partir de la locomotora de vapor Challenger número 3990. La configuración tenía el número 80, pero se cambió a 8080 en 1965 para evitar conflictos con los nuevos EMD DD35 que se introdujeron en ese momento. [13]
Los problemas de erosión de las palas y acumulación de hollín que se encontraban en las locomotoras anteriores se magnificaron con la turbina de carbón. Moler carbón en partículas finas también fue problemático pero necesario porque cualquier partícula de carbón de gran tamaño podría dañar las palas de la turbina. Al final, el experimento fue declarado un fracaso y fue descartado después de pasar sólo 20 meses en servicio.
Cada una de las turbinas de gas convencionales acumuló más de 1.600.000 km (1.000.000 de millas) en servicio, pero el prototipo de turbina de carbón funcionó menos de 16.000 km (10.000 millas) antes de ser eliminado de la lista de la UP el 15 de marzo de 1968. El control PA-1 La unidad se vendió a EMD , mientras que la unidad de turbina y la licitación se desguazaron en los talleres de Omaha .
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