Ferrocarril por cable

Un funicular es un ferrocarril que utiliza un cable , una cuerda o una cadena para arrastrar trenes. Es un tipo específico de transporte por cable .

El uso más común de un funicular es mover vehículos en una línea con pendiente pronunciada que es demasiado empinada para que operen las locomotoras convencionales; esta forma de funicular a menudo se llama plano inclinado o , en Nueva Zelanda, jigline , ^[2] o jig line . ^[3] Una forma común de pendiente es el funicular , un ferrocarril de pasajeros aislado donde los vagones están unidos permanentemente al cable. ^[4] En otras formas, los vagones se unen y se separan del cable en los extremos del funicular. Algunos funiculares no tienen una pendiente pronunciada; a menudo se utilizan en canteras para mover grandes cantidades de vagones entre la cantera y la planta de procesamiento.

El funicular más antiguo que se conserva es probablemente el Reisszug , una línea privada que proporcionaba acceso de mercancías a la fortaleza de Hohensalzburg en Salzburgo , Austria. Fue documentado por primera vez en 1515 por el cardenal Matthäus Lang , que se convirtió en arzobispo de Salzburgo . La línea utilizaba originalmente raíles de madera y una cuerda de cáñamo y funcionaba con fuerza humana o animal. Hoy en día, los raíles de acero, los cables de acero y un motor eléctrico han tomado el relevo, pero la línea sigue siguiendo la misma ruta a través de las fortificaciones del castillo. Esta línea se describe generalmente como el funicular más antiguo. ^{[5] [6]}

En los primeros días de la Revolución Industrial , varios ferrocarriles utilizaban cables de tracción en lugar de locomotoras, especialmente en pendientes pronunciadas. El ferrocarril Bowes, en las afueras de Gateshead, se inauguró en 1826. Hoy es el único ferrocarril de 4 pies  y 8 pulgadas que se conserva en funcionamiento en el mundo.+Sistema ferroviario por cable de ancho de vía estándar de 1 ⁄ 2  in(1435 mm)ferrocarril de Cromford y High Peakse inauguró en 1831 conpendientesde hasta 1 en 8. Había nueve planos inclinados: ocho eran impulsados ​​por motor, uno era operado por unadesmotadora de caballos. Lade máquinas de bobinadode Middleton Topen la cima de Middleton Incline se ha conservado y la antiguamáquina de vaporen el interior, que alguna vez se usó para subir vagones, a menudo se muestra. Elferrocarril de Liverpool y Manchesterse inauguró en 1830 con transporte por cable por una pendiente de 1 en 48 hasta el muelle deLiverpool. Originalmente se diseñó para el transporte por cable hacia arriba y hacia abajo de 1 en 100 pendientes enRainhill,creyendo quepor locomotoraera impracticable. Laspruebas de Rainhilldemostraron que las locomotoras podían soportarpendientes.

En 1832, se inauguró la rampa Bagworth de 1 en 17 en la línea Leicester a Burton upon Trent ; la rampa se desvió en 1848. ^[7] El 20 de julio de 1837, se inauguró la rampa Camden , entre Euston y Primrose Hill en el ferrocarril de Londres y Birmingham . ^[8]

Entre 1831 y 1846 funcionó un ferrocarril gravitacional de tipo foso de pez para dar servicio a la mina de carbón de la Australian Agricultural Company . El foso B se inauguró en 1837 y el foso C a mediados de 1842. Todas eran operaciones privadas de la misma empresa.

La mayoría de las pendientes se utilizaban en entornos industriales, predominantemente en canteras y minas, o para enviar mercancías a granel sobre una cresta de barrera como el Ferrocarril Allegheny Portage y el ferrocarril alimentador Ashley Planes enviaban carbón desde el Canal de Pensilvania / cuenca Susquehanna a través de Mountain Top hasta el Canal Lehigh en la cuenca del río Delaware . La industria de la pizarra galesa hizo un uso extensivo de pendientes de equilibrio de gravedad y equilibrio de agua para conectar galerías de canteras y cámaras subterráneas con los molinos donde se procesaba la pizarra. ^[9] Se encontraron ejemplos de pendientes sustanciales en las canteras que alimentaban el Ferrocarril Ffestiniog , ^[10] el Ferrocarril Talyllyn y el Ferrocarril Corris, entre otros.

Los aviones Ashley se utilizaron para transbordar carga pesada a través de la divisoria de aguas Lehigh-Susquehanna durante más de cien años y se volvieron antieconómicos solo cuando los motores de tracción de locomotoras promedio se volvieron lo suficientemente pesados ​​y potentes como para poder transportar trenes largos a gran velocidad pasando tales obstrucciones de patio a patio más rápido, incluso si la ruta más indirecta agregaba kilometraje.

Se disponen vías niveladas por encima y por debajo de la pendiente para permitir que los vagones se desplacen sobre la pendiente de forma individual o en grupos cortos de dos o más.

En la propia pendiente, las vías pueden estar entrelazadas para reducir el ancho de terreno necesario. Esto requiere el uso de vías de paso : una vía simple de dos carriles o una vía de tres carriles donde los trenes comparten un carril común; en el centro de la pendiente habrá una vía de paso para permitir que los trenes ascendentes y descendentes se crucen entre sí.

Los trabajadores del ferrocarril fijan el cable al vagón superior y lo desenganchan cuando llega al otro extremo de la pendiente. Generalmente, se utilizan enganches de seguridad especiales en lugar de los enganches de vagón comunes. Los cables pueden guiarse entre los raíles de la pendiente mediante una serie de rodillos para que no caigan sobre el raíl, donde podrían resultar dañados por las ruedas de los vagones.

Ocasionalmente se usaban pendientes para mover locomotoras entre niveles, pero estos eran comparativamente raros ya que normalmente era más barato proporcionar una flota separada de locomotoras a cada lado de la pendiente, o bien trabajar las secciones de nivel con caballos.

En los primeros ferrocarriles también se utilizaban rampas accionadas por cables en algunas líneas de pasajeros.

La velocidad de los vagones se controlaba habitualmente mediante un freno que actuaba sobre el tambor de enrollamiento situado en la parte superior de la pendiente. El cable de la pendiente pasaba varias veces por el tambor para garantizar que hubiera suficiente fricción para que el freno frenara la rotación del tambor (y, por tanto, de los vagones) sin que el cable se deslizara. ^[9]

En la parte superior de la pendiente se emplearon varios dispositivos para garantizar que los vagones no comenzaran a descender antes de que estuvieran sujetos al cable. Estos iban desde simples trozos de roca encajados detrás de las ruedas del vagón hasta calzos instalados permanentemente que estaban sincronizados mecánicamente con el sistema de freno de tambor. En la cantera de Maenofferen se instaló un sistema que elevaba una sección corta del raíl en la parte superior de la pendiente para evitar que se desbocara. ^[9]

El funcionamiento de una rampa era controlado normalmente por el guardafrenos situado en la caseta de bobinado. Se utilizaban diversos sistemas para comunicarse con los trabajadores que se encontraban al pie de la rampa, cuyo trabajo era enganchar y desenganchar los vagones del cable de la rampa. Uno de los métodos de comunicación más comunes era un sencillo sistema de timbre eléctrico. ^[9]

Los funiculares se utilizaban a menudo en las canteras para conectar los niveles de trabajo. A veces, un único funicular abarcaba varios niveles, lo que permitía mover vagones entre los niveles más alejados en un solo movimiento. Para dar cabida a los niveles intermedios, se utilizaban desvíos para permitir que los vagones salieran y se unieran al funicular en parte de su recorrido. Para lograrlo, se utilizaron varios métodos. ^{[1] [11]}

Una disposición utilizada en la cantera de Dinorwic se conocía como el método de "lastre". Esto implicaba una pendiente de dos vías con una vía reservada para vagones completamente cargados y la segunda utilizada para vagones parcialmente cargados. La línea utilizada por los vagones parcialmente cargados se conocía como la vía de "lastre" y tenía un tope colocado en la mitad del camino hacia abajo. La distancia desde la parte superior de la pendiente hasta el tope era la misma que la distancia que debían recorrer los vagones completamente cargados. Los vagones vacíos se arrastraban por la pendiente, contrarrestados por los vagones de lastre que descendían. Estos vagones vacíos se reemplazaban por vagones completamente cargados listos para descender. Los vagones cargados que descendían luego devolvían los vagones de lastre a la parte superior de la pendiente. Una de las principales pendientes de Dinorwic tenía cuatro vías paralelas, dos trabajadas con el método de lastre y dos como equilibrio de gravedad convencional. ^[1]

Las pendientes se clasifican según la fuente de energía utilizada para enrollar el cable.

Un motor estacionario impulsa el tambor de enrollamiento que arrastra los vagones hasta la parte superior del plano inclinado y puede proporcionar frenado para las cargas que descienden. Para este tipo de locomotoras solo se necesita una vía y un cable. El motor estacionario puede ser un motor de vapor o de combustión interna , o puede ser una rueda hidráulica .

En un sistema de equilibrio gravitacional se emplean dos vías paralelas, con trenes ascendentes en una y trenes descendentes en la vía adyacente. Un solo cable está conectado a ambos trenes, enrollado alrededor de un tambor en la parte superior de la pendiente para proporcionar frenado. El peso de los vagones cargados que descienden se utiliza para levantar los vagones vacíos que ascienden. ^[1]

Este tipo de teleférico sólo se puede utilizar para mover cargas cuesta abajo ^[1] y requiere un espacio más amplio que una pendiente estacionaria impulsada por un motor, pero tiene la ventaja de no requerir energía externa y, por lo tanto, cuesta menos operarlo.

Una variante de la pendiente de equilibrio gravitacional fue la pendiente de Trwnc ^[12] que se encontró en las canteras de pizarra del norte de Gales , en particular la cantera de Dinorwic y varias en Blaenau Ffestiniog . Estas se movían por gravedad, pero en lugar de que los carros funcionaran sobre sus propias ruedas, se utilizaban carros en ángulo unidos permanentemente que tenían una plataforma horizontal sobre la que se desplazaban los carros de pizarra. ^[1]

Esta es una variante de la pendiente de equilibrio de gravedad que se puede utilizar para mover cargas cuesta arriba. Un tanque de agua está unido al tren que desciende. El tanque se llena de agua hasta que el peso combinado del tanque lleno y el tren es mayor que el peso del tren cargado que será transportado cuesta arriba. El agua se transporta en un vagón de agua adicional unido al tren que desciende, o se transporta debajo de un vagón de tren sobre el que se asienta el tren vacío. Este tipo de pendiente está especialmente asociado con la cantera de pizarra de Aberllefenni que abastecía al ferrocarril Corris. ^[13]

Este tipo de pendiente tiene las ventajas de un sistema de equilibrio de gravedad con la capacidad adicional de transportar cargas cuesta arriba. Solo es práctico cuando hay un gran suministro de agua disponible en la parte superior de la pendiente. Un ejemplo de este tipo de funicular es el ferrocarril de pasajeros Lynton and Lynmouth Cliff Railway .

Una forma poco común de ferrocarril por cable utiliza locomotoras, equipadas con un tambor de enrollado, para accionar el cable. Con el cable o la cadena unidos a los vagones que se van a tirar, pero sin la transmisión al tambor, la locomotora sube la pendiente por su propia fuerza. Cuando el cable está casi en su máxima extensión, o cuando se alcanza la cima, la locomotora se fija a los rieles y se enrolla el cable. ^[14]

En una forma más simple, el cable se conecta a una locomotora, generalmente en el extremo superior de la pendiente. La locomotora se aleja del comienzo de la pendiente, arrastrando vagones por el plano inclinado. La locomotora en sí no viaja en la sección con pendiente pronunciada. Un ejemplo se encuentra en el Museo Amberley Chalk Pits . Esto se usa más comúnmente para una pendiente temporal donde no es apropiado instalar la infraestructura de un tambor de bobinado y un motor estacionario. Se emplea de manera similar para operaciones de recuperación donde el material rodante descarrilado debe ser transportado de regreso a la vía permanente. ^{[ enlace muerto ‍ ] [15]}

Si bien la mayoría de los funiculares trasladaban trenes por pendientes pronunciadas, existen ejemplos de transporte por cable en vías que no tenían pendientes pronunciadas. El metro de Glasgow fue transportado por cable desde su inauguración en 1896 hasta que se convirtió en un sistema eléctrico en 1935.

Existen algunos ejemplos de uso de cables en los ferrocarriles convencionales para ayudar a las locomotoras en pendientes pronunciadas. La pendiente de Cowlairs fue un ejemplo de esto, con una cuerda continua utilizada en esta sección desde 1842 hasta 1908. La sección media del ferrocarril Erkrath-Hochdahl en Alemania (1841-1926) tenía un plano inclinado donde los trenes eran asistidos por una cuerda desde una locomotora estacionaria y más tarde una locomotora de banco que funcionaba en una segunda vía. La diferencia de altura era de 82 metros en una longitud de 2,5 kilómetros ^[16] (1845-1926).

• La pendiente Denniston (1879-1967), al norte de Brunner, Nueva Zelanda , funcionaba por gravedad. Descendía 518 m (1699 pies) en una distancia de vía de 1670 m (5479 pies), se dividía en dos pendientes y durante su vida transportó 13 000 000  t (12 794 685 toneladas largas ; 14 330 047 toneladas cortas ) de carbón. ^[17]
• El ferrocarril del valle de Yosemite operaba un teleférico en Incline, California .
• La pendiente Duquesne en Pittsburgh , Pensilvania, se completó en 1877 y tiene 800 pies (244 m) de largo y 400 pies (122 m) de alto.
• 1891 – El plano inclinado de Johnstown , en Johnstown , Pensilvania, se completó después de la gran inundación de Johnstown de 1889. Conocido como el "plano inclinado vehicular más empinado del mundo", tiene 896,5 pies (273,3 m) de largo y asciende 502,2 pies (153,1 m) desde el valle de la ciudad hasta la cima de la colina de Westmont con una pendiente del 70,9 por ciento.
• El ferrocarril de São Paulo en Brasil empleó una serie de cinco rampas para conectar la ciudad portuaria de Santos con Rio Grande da Serra , elevándose 2625 pies (800 m) en siete millas (11 km). ^[18]

• 
  Juego de ruedas de un funicular de dos carriles con sistema de desvíos Abt
• 
  Interruptor Abt
• 
  Diseños de vías utilizadas en funiculares: en el archivo SVG, haga clic para mover los vagones
• 
  Originalmente, el ferrocarril escénico de Katoomba
  transportaba carbón.
• 
  La pista de ángulo agudo de 52°
• 
  El ferrocarril panorámico de Katoomba desciende hasta el fondo del valle
• 
  El «Corkicle Brake» de Whitehaven , 1881-1986: la última pista de cuerdas comercial en funcionamiento en el Reino Unido