Wagonways (también escrito Waggonways ), también conocidos como ferrocarriles tirados por caballos y ferrocarriles tirados por caballos, consistían en caballos, equipos y vías utilizados para transportar vagones, que precedieron a los ferrocarriles propulsados por vapor . Se utilizaron los términos meseta , tranvía , calzada . La ventaja de las calzadas era que se podían transportar cargas mucho mayores con la misma potencia.
La evidencia más antigua [ cita necesaria ] es la vía pavimentada de Diolkos de 6 a 8,5 km (3,7 a 5,3 millas) de largo , que transportaba barcos a través del istmo de Corinto en Grecia desde alrededor del 600 a.C. [1] [2] [3] [4] [5] Los vehículos de ruedas tirados por hombres y animales circulaban por ranuras en la piedra caliza , que proporcionaban el elemento de vía, impidiendo a los vagones salirse del recorrido previsto. El Diolkos estuvo en uso durante más de 650 años, al menos hasta el siglo I d.C. [5] Posteriormente se construyeron vías pavimentadas en el Egipto romano . [6]
Una operación de este tipo fue ilustrada en Alemania en 1556 por Georgius Agricola (imagen a la derecha) en su obra De re Metallica . [7] Esta línea utilizaba carros "Hund" con ruedas sin bridas que se desplazaban sobre tablas de madera y un pasador vertical en el camión que encajaba en el espacio entre las tablas para mantenerlo en el camino correcto. Los mineros llamaban a los vagones Hunde ("perros") por el ruido que hacían en las vías. [8]
Alrededor de 1568, los mineros alemanes que trabajaban en Mines Royal cerca de Keswick utilizaron este sistema. Los trabajos arqueológicos en el sitio Mines Royal en Caldbeck, en el distrito inglés de los lagos, confirmaron el uso de " hunds ". [9] [10]
En 1604, Huntingdon Beaumont completó Wollaton Wagonway , construido para transportar carbón desde las minas de Strelley hasta Wollaton Lane End, justo al oeste de Nottingham , Inglaterra . Se han descubierto vías de transporte entre Broseley y Jackfield en Shropshire desde 1605, utilizadas por James Clifford para transportar carbón desde sus minas en Broseley hasta el río Severn. Se ha sugerido que son algo más antiguos que los de Wollaton. [10] [11]
El ferrocarril Middleton en Leeds , que se construyó en 1758 como vía para vagones, se convirtió más tarde en el primer ferrocarril operativo del mundo (aparte de los funiculares), aunque en una forma mejorada. En 1764, se construyó el primer ferrocarril de América en Lewiston, Nueva York , como vía para vagones. [12]
Las vías de transporte mejoraron el transporte de carbón al permitir que un caballo entregara entre 10 y 13 toneladas largas (10,2 y 13,2 t ; 11,2 y 14,6 toneladas cortas ) de carbón por recorrido, un aumento aproximado de cuatro veces. Los vagones generalmente se diseñaban para transportar los vagones completamente cargados cuesta abajo hasta un canal o muelle y luego devolver los vagones vacíos a la mina.
Hasta el comienzo de la Revolución Industrial , los rieles eran de madera, tenían unos pocos centímetros de ancho y estaban sujetos de extremo a extremo, sobre troncos de madera o "traviesas", colocados en forma transversal a intervalos de dos o tres pies. Con el tiempo, se volvió común cubrirlos con un revestimiento delgado y plano o "chapado" de hierro, para aumentar su vida [13] y reducir la fricción. Esto provocó un mayor desgaste de las ruedas de madera de los vagones y, hacia mediados del siglo XVIII, llevó a la introducción de ruedas de hierro. Sin embargo, el revestimiento de hierro no era lo suficientemente fuerte como para resistir el pandeo bajo el paso de los vagones cargados, por lo que se inventaron los rieles hechos enteramente de hierro. [13]
En 1760, Coalbrookdale Iron Works comenzó a reforzar su tranvía con barandillas de madera con barras de hierro, [14] que facilitaron el paso y disminuyeron los gastos. Como resultado, en 1767 comenzaron a fabricar rieles de hierro fundido . Probablemente medían 1,829 m (6 pies) de largo, con cuatro orejas o orejetas salientes de 75 mm (3 pulgadas) por 3+3 ⁄ 4 pulg. (95 mm) para permitir su fijación a las traviesas . Los rieles eran 3+3 ⁄ 4 pulgadas (95 mm) de ancho y 1+1 ⁄ 4 pulgadas (30 mm) de espesor. Posteriormente, las descripciones también se refieren a rieles de 914 mm (3 pies) de largo y solo 50 mm (2 pulgadas) de ancho. [15]
Un sistema posterior incluía rieles o placas de hierro en forma de L , cada uno de 3 pies (914 mm) de largo y 4 pulgadas (102 mm) de ancho, que tenían en el lado interior una repisa o brida vertical, 3 pulgadas (76 mm) de alto en el centro. y ahusándose a 2 pulgadas (51 mm) en los extremos, con el fin de mantener las ruedas planas en la vía. Posteriormente, para aumentar la resistencia, se podría agregar una brida similar debajo del riel. [13] Se siguieron utilizando traviesas de madera (los rieles estaban asegurados mediante púas que pasaban por las extremidades) pero, alrededor de 1793, comenzaron a utilizarse bloques de piedra , una innovación asociada con Benjamin Outram , aunque él no fue su creador. Este tipo de carril era conocido como placa-carril, tranvía-placa o vía-placa, nombres que se conservan en el término moderno " platelayer " aplicado a los trabajadores que tendían y mantenían la vía permanente . [13] Las ruedas de los vagones con bridas eran planas, pero no podían circular en carreteras normales ya que las llantas estrechas se clavaban en la superficie.
Otra forma de carril, el carril de borde , fue utilizado por primera vez por William Jessop en una línea que se abrió como parte del Canal del Bosque Charnwood entre Loughborough y Nanpantan en Leicestershire en 1789. [13] Esta línea fue diseñada originalmente como una meseta en el Sistema Outram, pero surgieron objeciones a la instalación de rieles con repisas o bridas verticales en la autopista de peaje . Esta dificultad se superó pavimentando o "calzada" el camino hasta el nivel de la parte superior de las alas. [13] En 1790, Jessop y su socio Outram comenzaron a fabricar carriles de borde. Otro ejemplo de la aplicación del ferrocarril de borde fue la carretera ferroviaria de Lake Lock en West Riding de Yorkshire (ahora West Yorkshire ), utilizada principalmente para el transporte de carbón. El ferrocarril cobró peaje y se abrió al tráfico en 1798, lo que lo convirtió en el ferrocarril público más antiguo del mundo. La ruta comenzaba en Lake Lock, Stanley , en Aire & Calder Navigation , y iba desde Wakefield hasta Outwood , una distancia de aproximadamente 3 millas (4,8 km). En el cercano tren cremallera Middleton-Leeds se utilizaron rieles de borde (con una rejilla lateral) (un tramo de este riel se exhibe en el Museo de la ciudad de Leeds ). Las ruedas de un canto tienen pestañas, como los ferrocarriles y tranvías modernos. También se realizan calzadas elevadas en pasos a nivel y tranvías modernos.
Estos dos sistemas de construcción de ferrocarriles de hierro continuaron existiendo hasta principios del siglo XIX. [13] En la mayor parte de Inglaterra se prefirió el carril de placa. [13] Se utilizaron rieles de placa en el Surrey Iron Railway (SIR), desde Wandsworth hasta West Croydon . [13] El SIR fue sancionado por el Parlamento en 1801 y terminado en 1803. [13] Al igual que Lake Lock Rail Road , el SIR estaba disponible para el público mediante el pago de peajes; Todas las líneas anteriores habían sido privadas y reservadas exclusivamente para el uso de sus propietarios. [13] Dado que era utilizado por operadores individuales, los vehículos variarían mucho en el espacio entre ruedas ( diámetro ) y el riel de placa se adaptaba mejor. Nuevamente en Gales del Sur , donde en 1811 los ferrocarriles estaban conectados con canales, minas de carbón, acerías y fábricas de cobre, y tenían una longitud total de casi 150 millas (241 km), [14] la meseta era casi universal. [13] Pero en el norte de Inglaterra y en Escocia el carril de borde gozaba de mayor popularidad, y pronto su superioridad se estableció de forma generalizada. [13] Las ruedas tendían a atascarse contra la brida del riel de la placa y se acumulaba barro y piedras.
La fabricación de los propios rieles se fue mejorando gradualmente. [13] Al hacerlos en longitudes más largas, se redujo el número de juntas por milla. [13] Las uniones siempre fueron la parte más débil de la línea. [13] Otro avance fue la sustitución del hierro fundido por hierro forjado, aunque ese material no obtuvo una amplia adopción hasta después de que en 1820 se concediera la patente para un método mejorado de rodadura de rieles a John Birkinshaw , de Bedlington Ironworks . [13] Sus rieles tenían una sección en forma de cuña, mucho más ancha en la parte superior que en la inferior, con la porción intermedia o red aún más delgada. Recomendó que se hicieran de 5,49 m (18 pies) de largo, sugiriendo que se podrían soldar varios de extremo a extremo para formar longitudes considerables. Estaban sostenidos sobre traviesas por sillas a intervalos de 3 pies (914 mm) y tenían barriga de pez entre los puntos de apoyo. Tal como los utilizó George Stephenson en las líneas Stockton & Darlington y Canterbury & Whitstable , pesaban 28 lb/yd (13,9 kg/m). [13] En el ferrocarril de Liverpool y Manchester, generalmente tenían 12 o 15 pies (3,66 o 4,57 m) de largo y pesaban 35 lb/yd (17,4 kg/m) y estaban sujetos con cuñas de hierro a sillas que pesaban 15 o 17 lb (6,8 o 7,7 kg) cada uno. Las sillas, a su vez, estaban fijadas a las traviesas mediante dos púas de hierro, traviesas cruzadas de madera de media caña empleadas en terraplenes y bloques de piedra de 20 pulgadas (508 mm) cuadrados por 10 pulgadas (254 mm) de profundidad en cortes. Se descubrió que los rieles con vientre de pez se rompían cerca de las sillas y, a partir de 1834, fueron reemplazados gradualmente por rieles paralelos que pesaban 50 lb/yd (24,8 kg/m). [13]
En 1804, Richard Trevithick , en el primer uso registrado de la energía de vapor en un ferrocarril, hizo funcionar una locomotora de vapor de alta presión con ruedas lisas en una meseta de sección en 'L' cerca de Merthyr Tydfil , pero era más cara que los caballos. [13] Hizo tres viajes desde las minas de hierro de Penydarren hasta el canal Merthyr-Cardiff y cada vez rompió los rieles que estaban diseñados para cargas de carros de caballos. En ese momento había dudas generales de que las ruedas lisas pudieran obtener tracción sobre rieles lisos. Esto dio lugar a propuestas que utilizan cremalleras u otros mecanismos de accionamiento.
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El Sr. Blenkinsop de Middleton Colliery patentó el uso de ruedas dentadas en 1811 y en 1812, el Middleton Railway (edgeway, rack rail) utilizó con éxito locomotoras de vapor de dos cilindros fabricadas por Matthew Murray de Holbeck , Leeds . George Stephenson fabricó su primera locomotora de vapor en 1813 (patentada en 1815) para la mina de carbón Killingworth , [14] y descubrió que ruedas lisas sobre rieles lisos proporcionaban un agarre adecuado. Aunque luego relató que a esta locomotora la llamaron 'My Lord' al estar financiada por Lord Ravensworth , parece que en aquel momento era conocida como Blücher . En 1814, Parkend Coal Co contrató a William Stewart en el bosque de Dean para la construcción de una locomotora de vapor, que, cuando se probó, resultó exitosa. [14] Stewart no recibió la recompensa esperada y las dos partes se separaron en malos términos. Stewart se vio "obligado a abandonar el motor a esa empresa". [16] En 1821, se propuso una vía para vagones para conectar las minas en West Durham , Darlington y el río Tees en Stockton . George Stephenson argumentó con éxito que las vías para vagones tiradas por caballos estaban obsoletas y que un ferrocarril a vapor podría transportar 50 veces más carbón. . [ cita necesaria ] En 1825 construyó la locomotora Locomotion para Stockton and Darlington Railway en el noreste de Inglaterra, que se convirtió en el primer ferrocarril de vapor público del mundo en 1825, utilizando caballos y vapor en diferentes recorridos.
Las máquinas de vapor estacionarias para la minería estaban disponibles generalmente a mediados del siglo XVIII. [ cita necesaria ] Las vías de transporte y los ferrocarriles a vapor tenían secciones cuesta arriba empinadas y emplearían un cable impulsado por una máquina de vapor estacionaria para trabajar las secciones inclinadas. Las tropas británicas en Lewiston, Nueva York, utilizaron un teleférico para trasladar suministros a las bases antes de la Guerra de Independencia de los Estados Unidos . Stockton y Darlington tenían dos tramos inclinados accionados por cable. La transición de una vía para vagones a un ferrocarril totalmente propulsado por vapor fue gradual. Hasta la década de 1830, los ferrocarriles que funcionaban con vapor a menudo realizaban recorridos con caballos cuando las locomotoras de vapor no estaban disponibles. Incluso en la era del vapor, era conveniente utilizar caballos en los patios de las estaciones para mover los vagones de un lugar a otro. Los caballos no necesitan mucho tiempo para generar vapor en la caldera y pueden tomar atajos de un apartadero a otro. En Hamley Bridge se convocó a licitación para el suministro de caballos, en parte porque el personal ferroviario normal carecía de habilidades para manejar caballos.
Los rieles de madera continuaron utilizándose para ferrocarriles temporales hasta el siglo XX. Algunas empresas madereras del sudeste de Estados Unidos crearon caminos con postes utilizando troncos no comercializables, que en la práctica eran gratuitos, para crear vías a un costo de entre 100 y 500 dólares por milla. La permanencia no fue un problema, ya que los leñadores se trasladaron a otros rodales de madera a medida que se despejaba cada área. [17] Al menos uno de esos sistemas de carreteras con postes se extendía unas 20 millas (32 km). [18]
Por lo general, los rieles de los postes eran troncos de 8 a 12 pulgadas (20 a 30 cm) de diámetro, colocados paralelos directamente sobre el suelo sin traviesas y unidos de extremo a extremo con juntas superpuestas y clavijas de madera . El material rodante normalmente tenía ruedas con bordes cóncavos que abrazaban la parte superior de los rieles del poste o ruedas sin bridas con ruedas guía separadas que corrían contra el costado de cada riel. Para transportar trenes de troncos se utilizaron con éxito máquinas de tracción a vapor y algunas locomotoras especialmente construidas. Por ejemplo, Perdido fue construido por Adams & Price Locomotive and Machinery Works de Nashville, Tennessee en 1885 para el aserradero Wallace, Sanford and Company en Williams Station, Alabama , donde transportaba hasta siete vagones de 3 o 4 troncos cada uno. Se trataba de un motor con engranajes ( relación de engranajes de 4,5 a 1 ), que impulsaba cuatro ruedas de llanta cóncava que giraban individualmente sobre ejes estacionarios mediante transmisiones por cadena; potente pero funcionando a menos de 5 millas por hora (8,0 km/h). [17] Más tarde se utilizaron tractores semirremolque modificados. [19]
A medida que la energía de vapor reemplazó gradualmente a la potencia de los caballos a lo largo del siglo XIX, el término "carretera" quedó obsoleto y fue reemplazado por el término "ferrocarril". A partir de 2024 [actualizar], muy pocos ferrocarriles de carga a caballo o por cable están en funcionamiento, ejemplos notables son el St Michael's Mount Tramway arrastrado por cable y el Reisszug , que ha estado en funcionamiento continuo desde alrededor de 1500. Algunas líneas de pasajeros continúan funcionando, incluida la de caballos. Douglas Bay Horse Tramway remolcado y los teleféricos de San Francisco remolcados por cable .
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