Locomotora

Unha locomotora é un vehículo ferroviario que proporciona a enerxía necesaria para poñer un tren en movemento, sendo, por tanto, unha parte fundamental destes. Unha locomotora non ten capacidade de carga, e o seu único propósito é mover o tren ao longo das vías. Con todo, algúns trens, posúen unidades (carruaxes) mixtas auto-alimentadas que tamén serven principalmente, para o transporte de persoas; a estes vehículos, con todo, non selle dá normalmente o nome de locomotora, senón tren de unidade. Orixes
A palabra "locomotora" provén do latín "loco", ablativo de "locus", que significa lugar e do latín medieval "motivus", que significa provocar movemento, e é unha forma abreviada do termo motor de locomotora, que se usou por primeira vez a comezos do século xix para distinguir entre máquinas de vapor estacionarias e móbiles.
Desde os seus inicios a principios do século xix ata mediados do século século xx, as locomotoras foron de vapor. A primeira locomotora de vapor foi construída por Richard Trevithick en 1804, 25 anos antes da máquina de George Stephenson. Esta máquina non deu resultado porque circulaba por raíles de ferro fundido inapropiados para o seu peso. Ata 1825, a utilización de locomotoras de vapor foi exclusiva de liñas férreas en minas de carbón.
Algunhas locomotoras de vapor estaban deseñadas para rodar sen necesidade de raís, por camiños e estradas, denominábanse locomóviles, estaban dotadas de rodas de tractor e eran empregadas para encarrilar os vagóns que se saían das vías en accidentes, arrastre de maquinaria pesada, nos traballos de instalación dos raís, etc. En 1825, George Stephenson construíu a súa primeira locomotora, a Locomotion n. º 1. Ese ano inaugurouse o ferrocarril Stockton-Darlington, o cal foi o primeiro en prestar servizo público de transporte de cargas con locomotoras de vapor. Os trens de pasaxeiros con todo consistían en dilixencias tiradas por cabalos. A primeira liña con servizo regular de pasaxeiros con tracción a vapor foi a Canterbury-Wishtable no sur de Gran Bretaña. A primeira liña considerada "moderna" foi a Manchester-Liverpool inaugurada en 1830. As tres liñas utilizaban locomotoras construídas por George Stephenson.
As locomotoras eléctricas existen desde finais do século xix, pero o alto custo da instalación e a mocidade da tecnoloxía relegáronas a usos concretos como, por exemplo, os grandes portos de montaña de Suíza onde, aínda a pesar do sobrecusto, daban mellores resultados que as locomotoras de vapor.
As locomotoras diésel non se desenvolveron plenamente ata os anos 1950, cando as melloras na devandita tecnoloxía permitiron fabricar motores coa potencia necesaria para os trens. Clasificación das locomotoras
Fonte de propulsión
As locomotoras poden xerar a súa enerxía motriz a partir dun combustible (madeira, carbón, petróleo ou gas natural) ou poden tomar enerxía dunha fonte externa xeradora de electricidade. É común clasificar as locomotoras segundo os seus medios de propulsión; os máis comúns inclúen:
Vapor
No século xix as primeiras locomotoras ferroviarias foron alimentadas por vapor, xeralmente xerado pola queima de madeira, carbón ou aceite. Debido a que as locomotoras de vapor inclúen un ou máis motores a vapor, ás veces chamábanse "motores a vapor". A locomotora de vapor foi o tipo de locomotora máis común ata despois da segunda guerra mundial.
A primeira locomotora de vapor foi construída por Richard Trevithick, esta funcionou por primeira vez o 21 de febreiro de 1804, aínda que este deseño tardou uns anos en ser economicamente práctico. A primeira locomotora de vapor economicamente viable foi nunha locomotora de dobre cilindro, probablemente chamada Salamanca, fabricada por Matthew Murray en 1812 e que se puxo en funcionamento nunha vía estreita do Ferrocarril de Middleton que facía un traxecto entre Middleton e Leeds. Xa nos Estados Unidos, Mathias Baldwin comezou a construír motores de vapor estacionarios para uso comercial e, en 1830, abriu o seu propio taller de produción de locomotoras de vapor, a Baldwin Locomotive Works, que se converteu a comezos de 1900 no fabricante máis forte destes trebellos e construíu as locomotoras de vapor máis potentes da historia. A locomotora Fairy Queen, construída en 1855, circula entre Delhi e Alwar na India e é a locomotora de vapor máis antiga do mundo que opera nunha liña principal (aínda que só sexa para turistas).
O récord absoluto de velocidade para os trens de vapor alcanzouno unha locomotora LNER Class A44-6-2 Pacific (a locomotora número 4468 Mallard da LNER) no Reino Unido que mentres tiraba de seis vagóns (máis un dinamómetro), alcanzou os 203 km/h nunha lixeira pendente cara a abaixo en Stoke Bank o 3 de xullo de 1938. As locomotoras de pasaxeiros aerodinámicas en Alemaña alcanzaron velocidades moi próximas a isto e, debido ás dificultades para equilibrar e lubricar adecuadamente o tren de rodaxe, crese que isto está preto do límite practicable para unha locomotora de vapor de axuste directo.
Antes de mediados do século XX, as locomotoras eléctricas e diésel-eléctricas comezaron a substituír as locomotoras de vapor, xa que as locomotoras de vapor eran menos eficientes que as súas homólogas diésel e eléctricas, máis modernas, e requerian moita máis man de obra para operar e prestar servizos. As cifras de British Rail mostraron que o custo de tripulación e combustible dunha locomotora de vapor era dúas veces e media maior que o da enerxía diésel, e a quilometraxe diaria alcanzable era moito menor. A medida que aumentaron os custos laborais, particularmente despois da segunda guerra mundial, as tecnoloxías que non utilizan vapor volvéronse moito máis rendibles. [Cómpre referencia] Cara ao final dos anos 1960-1970, a maioría dos países occidentais substituíran completamente as locomotoras de vapor no servizo de pasaxeiros. As locomotoras de carga xeralmente foron substituídas máis tarde. Experimentáronse con outros deseños, como as locomotoras alimentadas por turbinas de gas, pero tiveron pouco uso, principalmente debido aos altos custos do combustible. Locomotoras diésel
As locomotoras diésel son aquelas que utilizan como fonte de enerxía a producida por un motor de combustión interna de ciclo diésel. A transmisión da potencia realízase con transmisión mecánica convencional en pequenas locomotoras de manobra, e máquinas auxiliares. En locomotoras de maior potencia, a transmisión mecánica non é adecuada e substitúese pola transmisión hidráulica ou eléctrica. Hai locomotoras diésel que arrastran trens de viaxeiros capaces de superar os 250 km / h, pero os seus principais problemas son as temperaturas baixo cero, as fortes pendentes e os trens de gran tonelaxe.
Locomotoras diésel-eléctricas
A locomotora diésel-eléctrica (tamén chamada híbrida eléctrica) consiste basicamente en dous compoñentes: un motor diésel que move un xerador eléctrico, e varios motores eléctricos (coñecidos como motores de tracción) que comunican ás rodas (pares) a forza tractora e que moven a locomotora. Xeralmente, hai un motor de tracción por cada eixo, sendo xeralmente 4 ou 6 nunha locomotora típica. Os motores de tracción aliméntanse con corrente eléctrica procedente do xerador principal e logo, por medio de piñóns, moven os eixos onde están axustadas as rodas.
Doutra banda, o tren pode levar baterías (que se poden recargar en paradas predeterminadas) ou supercondensadores (que se poden recargar en cuestión de poucos minutos en cada parada).
Locomotoras diésel-hidráulicas
As locomotoras diésel-hidráulicas utilizan un sistema de turbinas hidráulicas axustadas entre si. O mecanismo permite facer chegar a potencia de forma gradual desde o motor virando permanentemente cara ás rodas que parten de parado. O principal inconveniente deste sistema é a incapacidade de mover cargas moi grandes, polo que se usa principalmente en automotores. Locomotoras eléctricas
As locomotoras eléctricas son aquelas que utilizan como fonte de enerxía a enerxía eléctrica proveniente dunha fonte externa, para aplicala directamente a motores de tracción eléctricos.
As locomotoras eléctricas requiren a instalación de cables eléctricos de alimentación ao longo de todo o percorrido, que se sitúan a unha altura por encima dos trens a fin de evitar accidentes. Esta instalación coñécese como catenaria, debido á forma que adopta o cable do que colga o cable electrificado, que debe permanecer paralelo ás vías. As locomotoras toman a electricidade por un trole, que a maioría das veces ten forma de pantógrafo e como tal coñécese. Noutros casos, poden tomar a corrente da propia vía (requírese que haxa polo menos un carril electrificado), sen necesidade de catenaria nin de pantógrafo.
O custo da instalación de alimentación fai que a tracción eléctrica soamente sexa rendible en liñas de moito tráfico, ou ben en vías con gran parte do percorrido en túnel baixo montañas ou por baixo do mar, con dificultades para a toma de aire para a combustión dos outros tipos de motor.
Unha vez desenvolvida unha liña ferroviaria para a circulación de vehículos eléctricos, fai que a elección deste tipo de tracción sexa o máis económico, o menos contaminante e o máis rápido. Nos anos 1980 integráronse como propulsores de vehículos eléctricos ferroviarios os motores asíncronos, e apareceron os sistemas electrónicos de regulación de potencia que deron a lombeirada definitiva á elección deste tipo de tracción polas compañías ferroviarias.
As dificultades de aplicar a tracción eléctrica en zonas con climatoloxía extrema fai que as compañías e gobernos inclínense pola tracción diésel. A neve intensa e a súa filtración por ventiladores ás cámaras de alta tensión orixinan derivacións de circuítos eléctricos que desaparecen ao secarse adecuadamente o circuíto, pero que deixan inservibles estas locomotoras mentres dure o temporal. As baixas temperaturas fan que o fío de contacto da catenaria quede inservible durante minutos ou meses, xa que este tipo de locomotoras require actualmente unha conexión constante sen perdas de tensión. Configuracións especiais
Durante moitos anos, as locomotoras estaban situadas na cabeza do convoi e debían cambiar de posición cando se investía o sentido da marcha. En tempos máis recentes, moitos trens dispoñen nun extremo dunha locomotora e no outro dun coche de pasaxeiros cunha cabina, o que permite ao tren circular en calquera dos dous sentidos sen necesidade de modificar a posición da locomotora. No primeiro caso o tren é arrastrado pola locomotora, e no outro é empuxado, que en xerga técnica, coñécese como “push- pull”. Tamén existe a variante coñecida como automotor, onde non existe unha locomotora como tal, senón que todo o tren é á vez coche de pasaxeiros e locomotora, ou se intercalan remolques sen tracción propia entre coches automotores.
Cando se trata de desprazar un número elevado de vagóns ou de coches de pasaxeiros, é frecuente ver o uso de dúas ou máis locomotoras tirando dos vagóns ou de coches de pasaxeiros, tanto en trens de mercadorías como nalgúns de pasaxeiros. Cando se realiza coas locomotoras de vapor é necesario ter unha dotación completa en cada unha. Con todo, nas locomotoras diésel ou eléctricas, mediante o sistema de mando múltiple, existen interconexións que permiten manexar o tren completo desde unha soa delas e cunha soa dotación. Ademais, nas locomotoras antigas, as interconexións son eléctricas: nas máis modernas, son electrónicas. En calquera dos tres casos sempre hai unha interconexión pneumática para o sistema de freado.
Existe unha configuración particular de locomotoras denominada "mexicana", por desenvolverse en México, que consiste en conectar en mando múltiple dúas locomotoras diésel-eléctricas pero coa excepción de que só unha delas posúa ou utilice o motor xerador diésel. É dicir, os motores de tracción de ambas as locomotoras son alimentados co motor xerador dunha soa delas. Desta forma lógrase aumentar con baixo custo a forza de tracción, sacándolle o máximo proveito aos motores xeradores, normalmente sobredimensionados, xa sexa polo deseño mecánico da locomotora ou pola topografía particular do terreo onde se usará.