Recreación Virtual en CATIA V5 de una Locomotora de Vapor 2-4-1 Montaña Carlos García de Zúñiga Canivell 1 Locomotoras de Vapor Españolas 1.1 Introducción La historia del ferrocarril español se puede contemplar desde muchos puntos de vista; quizás, uno de los más interesantes, puede ser la fabricación de locomotoras en el propio territorio nacional. Como bien narra el autor Fernando Fernández Sanz en [1] y [2], las primeras locomotoras que circularon por el territorio nacional estaban constituidas casi en su totalidad de material foráneo que se montaba en los talleres nacionales o venía ya montado del exterior. España dependía tecnológicamente de sus vecinos, y tenía muy complicado competir con la industria extranjera, especialmente la alemana, debido a la fuerte política de patentes de aquella época. Bajo este contexto, se hacia muy difícil el desarrollo de una industria nacional ferroviaria. Por ello, todo el desarrollo de los complementos como eyectores, equipos de freno, tuberías, bombas e inyectores de agua, engrasadores y Capítulo I.- Locomotoras de Vapor Españolas Página 6 Recreación Virtual en CATIA V5 de una Locomotora de Vapor 2-4-1 Montaña Carlos García de Zúñiga Canivell material de equipo de las locomotoras se siguieron importando hasta el fin del vapor español en el año 1976. A principios del siglo XX, y siempre bajo una fuerte dependencia exterior en materia de complementos, la construcción de locomotoras nacionales alcanza volúmenes considerables gracias a la producción en serie de varias locomotoras para los antiguos ferrocarriles de M.Z.A.; fueron llevadas a cabo por la empresa La Maquinista Terrestre y Marítima de Barcelona. La Maquinista no fue la única empresa nacional dedicada a la construcción de locomotoras de vapor, pero si la más importante y la que sacaba al mercado mayor número de productos nacionales. La mayoría de las empresas nacionales se dedicaban a montar el material importado del extranjero. Sin embargo, La Maquinista además de eso, creaba sus propios diseños, de fuerte influencia alemana, y los llevaba a cabo. Por estos motivos, el apartado siguiente se centra en la evolución cronológica de las locomotoras de vapor de La Maquinista, que pueden considerarse con justa razón como las verdaderas grandes locomotoras de vapor españolas. 1.2 La construcción de locomotoras de vapor en España por La Maquinista Terrestre y Marítima Las primeras locomotoras que circularon por la península ibérica fueron las de los ferrocarriles de Barcelona-Mataró y Madrid-Aranjuez. Para el primero de ellos se encargaron, al constructor de locomotoras inglés Warrington, cuatro locomotoras de un eje motor y casi todo el material adicional para la construcción del ferrocarril. Para el ferrocarril de Madrid-Aranjuez, se encargaron, casi al unísono que su homólogo catalán, ocho locomotoras de origen belga e inglés, además de todo el material de vía y vagones. En 1851, en los talleres del ferrocarril de Mataró, a la orden del Ingeniero Inglés White, se montó la locomotora conocida como La 1ª Española o La Mataró. Popularmente, esta locomotora se considera como la primera locomotora construida en España. Esto realmente no es del todo cierto, puesto que se trataba de locomotoras Capítulo I.- Locomotoras de Vapor Españolas Página 7 Recreación Virtual en CATIA V5 de una Locomotora de Vapor 2-4-1 Montaña Carlos García de Zúñiga Canivell elaboradas con material importado, por lo que los versados en la materia, no la consideran como un producto netamente nacional. En 1948 y con motivo del centenario del la línea Barcelona-Mataró, la empresa española, La Maquinista Terrestre y Marítima construyó una réplica de La Mataró, esta vez sí, un producto cien por cien nacional. La siguiente ilustración (Figura 1), muestra dicha locomotora en el paseo de Chapina junto a la dársena del Guadalquivir. La locomotora se trajo a Sevilla para una exposición ferroviaria, allá por el año 1989, que fue organizada por Renfe. Figura 1.- Réplica de La 1ª Española..Imagen obtenida de colección particular. Retomando el hilo argumental, las primeras locomotoras que circularon por España, se montaban en los talleres de las empresas ferroviarias a partir de material importado, principalmente de Inglaterra y Bélgica. Según datos recogidos por los autores Fernando Fernández Sanz y Gustavo Reder en [1], hacia 1875, por las distintas redes de ferrocarriles del territorio nacional, había en servicio un total de 1.245 locomotoras. La mayoría de este parque móvil había venido terminado del exterior, o bien se habían importado casi la totalidad de los componentes para su montaje en los talleres nacionales. Capítulo I.- Locomotoras de Vapor Españolas Página 8 Recreación Virtual en CATIA V5 de una Locomotora de Vapor 2-4-1 Montaña Carlos García de Zúñiga Canivell No es hasta la primera década de los 80 del siglo XIX, y gracias a La Maquinista Terrestre y Marítima, cuando se inició la verdadera construcción de locomotoras de vapor en España. Figura 2.- Logotipo corporativo de La Maquinista Terrestre y Marítima La Maquinista se fundó en Barcelona el 4 de septiembre del año 1855, por los empresarios Esparó, Tous y Ascacibar y cuyo objetivo social, según Fernando F. Sanz y Gustavo Reder en [1], era “la fundición de metales, construcción de buques, calderas, maquinas de vapor terrestre y marítima, locomotoras para ferrocarriles, motores hidráulicos, transmisiones, maquinas para hilado y cuantas máquinas se creyesen convenientes”. Figura 3.-Placa identificativa que el constructor colocaba a sus locomotoras [1]. En sus orígenes, la escasez de pedidos hacía peligrar la continuidad de la empresa. La Maquinista efectuó diferentes suministros para las líneas ferroviarias en construcción, como puentes, placas giratorias para depósitos de locomotoras, cambios de aguja y señales; pero no recibía encargos de locomotoras. Capítulo I.- Locomotoras de Vapor Españolas Página 9 Recreación Virtual en CATIA V5 de una Locomotora de Vapor 2-4-1 Montaña Carlos García de Zúñiga Canivell No es hasta el año 1882, cuando el Ferrocarril Económico de Villena-Alcoy encarga a La Maquinista la construcción de dos locomotoras. Por desgracia, y por causas desconocidas, dichos pedidos no pudieron realizarse. La creación de la primera locomotora de vapor de producción nacional no se dio hasta el año siguiente, el 13 de julio de 1883, cuando La Maquinista realiza el encargo de dos pequeñas locomotoras de vapor de vía estrecha para el Tranvía de Vapor de Barcelona al Clot y San Andrés del Palomar. El éxito alcanzado por el buen funcionamiento de estas locomotoras, de relativa sencillez en la operación y sin demasiados alardes tecnológicos, animó a La Maquinista a ampliar sus instalaciones y fabricar locomotoras de mayor potencia. En 1900, recibió el primer encargo de envergadura. Se trataba de construir 15 locomotoras tipo 0-4-0 para los Ferrocarriles de M.Z.A. (Figura 4). Figura 4.- Locomotora 0-4-0 construido por La Maquinista para la M.Z.A. Obtenido de [1] En 1920, La Maquinista Terrestre y Marítima y la compañía de M.Z.A firmaron un acuerdo para la construcción de 50 locomotoras tipo 2-4-0 que constituirían la serie 1400 de M.Z.A. ( Capítulo I.- Locomotoras de Vapor Españolas Página 10 Recreación Virtual en CATIA V5 de una Locomotora de Vapor 2-4-1 Montaña Carlos García de Zúñiga Canivell Figura 5). Fue la primera locomotora de vapor de fabricación en serie de producción nacional. Figura 5.- Locomotora tipo 2-4-0, fabricadas por La M.T.M. para la serie 1400 de M.Z.A.. Obtenido de [1]. Cinco años más tarde, en 1925, se comenzó la construcción de una de las locomotoras más logradas en los ferrocarriles españoles. Se trataba de una locomotora tipo 2-4-1 ó Montaña de la serie 1700 de la antigua M.Z.A. (Figura 6). Se fabricaron entre 1925 y 1931, un total de 95 unidades. Se caracterizó por ser una de las locomotoras más robustas que circularon por las líneas españolas, ya que era capaz de adaptarse fácilmente a los más difíciles perfiles del trazado ferroviario. Manuel Maristany, pionero fotógrafo, escritor y autor de innumerable documentación ferroviaria, comenta en [7] que esta locomotora era muy apreciada entre los maquinistas, ya no sólo por sus líneas esbeltas, sino por su sencillez de operación y su buen funcionamiento. Figura 6.- Locomotora tipo 2-4-1 ó Montaña de MTM para la famosa serie 1700 de M.Z.A.. Obtenido de [1]. Capítulo I.- Locomotoras de Vapor Españolas Página 11 Recreación Virtual en CATIA V5 de una Locomotora de Vapor 2-4-1 Montaña Carlos García de Zúñiga Canivell Dos años más tarde de la construcción de la serie 1700, la Compañía del Norte, encargó la construcción de otras 56 locomotoras tipo Montaña, que conformaron la famosa serie 4600 de la Compañía del Norte, a la empresa inglesa Babcock & Wilcox. De estas 56 locomotoras, 5 se montaron en los talleres de La Maquinista, 23 en Euskalduna y el resto en la propia Babcock en la casa Hanomag. Las diferencias entre ambas locomotoras tipo Montaña eran notables, y no solo estéticamente. Como ejemplo, las 4600 eran de 4 cilindros de doble expansión o compund, mientras que las 1700 eran de 2 cilindros de simple expansión. Al igual que la serie 1700 de M.Z.A., la serie 4600 fue concebida para adaptarse a un perfil irregular dando también unos excelentes resultados. En la posterior unificación de los ferrocarriles españoles, la serie 1700 formó parte de la Renfe con los números de serie 241-2001/95. En las figuras siguientes se muestran las características técnicas de dicha serie obtenidas de [3] (Figura 8 y Figura 9). Hoy en día se conserva la primera locomotora de la serie 1700, la 1701 (Figura 6), en el Museo del Ferrocarril de Madrid, y ha estado prestando servicios de recreo en el tren turístico de la fresa entre Madrid y Aranjuez, junto a otras locomotoras de vapor salvadas del soplete. Figura 7.- Locomotora tipo 2-4-1 Montaña construidas por la Babcock & Wilcox para la Compañía del Norte. Obtenido de [1] Capítulo I.- Locomotoras de Vapor Españolas Página 12 Recreación Virtual en CATIA V5 de una Locomotora de Vapor 2-4-1 Montaña Carlos García de Zúñiga Canivell Figura 8.-Características técnicas de la antigua serie 1700 de M.Z.A.. Obtenido de [3]. Capítulo I.- Locomotoras de Vapor Españolas Página 13 Recreación Virtual en CATIA V5 de una Locomotora de Vapor 2-4-1 Montaña Carlos García de Zúñiga Canivell Figura 9.- Curvas Características de la antigua serie 1700 de M.Z.A.. Obtenido de [3]. Así se constituyeron las series 1361-1380 y la 1801-1810 de M.Z.A. La primera de ellas, conocidas como las 1300 Nuevas (Figura 10), era una variante de la serie 1400 que incluía deflectores de humos y distribución por válvulas, entre otras mejoras. Capítulo I.- Locomotoras de Vapor Españolas Página 14 Recreación Virtual en CATIA V5 de una Locomotora de Vapor 2-4-1 Montaña Carlos García de Zúñiga Canivell Figura 10.- Locomotora 2-4-0 construida por La Maquinista para la serie 1300 de M.Z.A. Obtenido de [1]. La serie 1800 (Figura 12), fue una modificación de las 1700 con carenado y timbradas para trabajar a alta presión (18 kg/cm2) con cilindros de menor diámetro y distribuidor por válvulas. Una de las ventajas que tenía llevar el vapor recalentado a alta presión, era que, a igualdad de sección del émbolo, el trabajo producido por el vapor era superior al contener mayor cantidad de energía (Figura 11); pero también permitía disminuir la sección del émbolo para obtener la misma cantidad de trabajo, disminuyendo el volumen de los cilindros de la máquina. Además, como el grado de recalentamiento era mayor, se evitaban condensaciones en los circuitos de vapor, previniendo la corrosión y los posibles golpes de líquido en los cilindros. Capítulo I.- Locomotoras de Vapor Españolas Página 15 Recreación Virtual en CATIA V5 de una Locomotora de Vapor 2-4-1 Montaña Carlos García de Zúñiga Canivell Figura 11.- Diagrama de Mollier. Obenido de [4]. La 1800 se ideó para llevar trenes de gran velocidad en la compañía de los ferrocarriles de M.Z.A., pero por diversos factores, sólo se construyeron las 10 locomotoras encargadas a La M.T.M. en 1935. Fue la única locomotora española de vapor recalentado a alta presión, timbrada a 18 kg/cm2, y fue este el motivo, por el que, en la España de la posguerra, la locomotora no diera los resultados esperados. En aquella época, de gran escasez de materias primas, no se tenía acceso a lubricantes de alta calidad que soportaran altas temperaturas sin quemarse, lo que obligaba operar a menores temperaturas y por tanto menor presión, disminuyendo mucho las prestaciones de la locomotora. Como consecuencia, un pedido de 15 de locomotoras para la serie 1800, se sustituyó por otras tantas que conformarían la nueva serie 2400 de M.Z.A. (Figura 13); conocida popularmente como La Mastodonte por el tipo de rodadura 2-4-0. Decir que fue una máquina que dio unos resultados más que excelentes por su sencillez, su dureza y Capítulo I.- Locomotoras de Vapor Españolas Página 16 Recreación Virtual en CATIA V5 de una Locomotora de Vapor 2-4-1 Montaña Carlos García de Zúñiga Canivell su gran fuerza de tracción; lo que la llevo a ser la serie más numerosa que tuvo tanto M.Z.A., como posteriormente Renfe. Figura 12.- Locomotora tipo 2-4-1 construida por La M.T.M.para la malograda serie 1800 de M.Z.A. Obtenido de [1]. Figura 13.- Locomotora tipo 2-4-0 de MTM para la serie 2400 de M.Z.A.. Popularmente conocida como La Mastodonte. Obtenido de [1]. Por el Decreto Ferroviario del 24 de enero de 1941, se dispuso el agrupamiento de todas las líneas de ancho normal español de seis pies castellanos (1.674 mm posteriormente se redujo hasta los 1.668 mm) y la creación de la Red Nacional de Ferrocarriles Españoles, por lo que todo el material las distintas compañías pasó a manos de Renfe [2]. Capítulo I.- Locomotoras de Vapor Españolas Página 17 Recreación Virtual en CATIA V5 de una Locomotora de Vapor 2-4-1 Montaña Carlos García de Zúñiga Canivell Al poco después, Renfe encarga a los distintos constructores de la época, un pedido de 130 locomotoras, de las cuales 22 le correspondieron a La Maquinista, para elaborar un nuevo modelo a partir de la antigua serie 2700 de M.Z.A., tipo 2-4-1 tipo montaña, herederas de las 1700 de M.Z.A., y de mayor potencia. Como curiosidad, a esta locomotora se la conoció como las atómicas como recordatorio del triste lanzamiento de la bomba atómica en Hiroshima. Más tarde se las empezó a conocer como las bonitas. Figura 14.- Locomotora tipo 2-4-1 de MTM para la Renfe basada en la antigua serie 2700 de M.Z.A. Obtenido de [1]. En 1942, La Maquinista entregó a la compañía del Norte uno de sus últimos pedidos antes de incorporarse a la Renfe. Se trataba de la primera locomotora tipo 1-5-1 ó Santa Fe (Figura 15). La antigua Compañía del Norte buscaba soluciones a los problemas de tracción que tenían los trenes carboneros. Estudiaron la posibilidad de emplear locomotoras de 5 ejes motrices y tres cilindros, que hasta entonces no habían circulado por las líneas españolas. El proyecto quedo paralizado por la guerra, pero nada más concluir la contienda se entregaron dos prototipos que tuvieron un éxito rotundo en su servicio carbonero. Tal fue el éxito que se encargaron otras 22 unidades a lo largo de los años siguientes. Capítulo I.- Locomotoras de Vapor Españolas Página 18 Recreación Virtual en CATIA V5 de una Locomotora de Vapor 2-4-1 Montaña Carlos García de Zúñiga Canivell Figura 15.- Locomotora 1-5-1 Santa Fe de MTM para la serie 5000 de la compañía del Norte. Obtenido de [1]. Bajo el Plan General de Reconstrucción de 1949, La Maquinista Terrestre y Marítima, entre los encargos que recibió, tuvo el pedido de 10 locomotoras de gran velocidad para los grandes expresos que debían mantener velocidades superiores a los 90 km/h. Según se relata en [1], La Maquinista optó por una locomotora, tipo 2-4-2 Confederación, de clara influencia alemana. Para ello readaptaron la caldera, el bogie y el mecanismo motor de las locomotoras tipo 2-4-1 de la serie 2700 de la ya antigua M.Z.A., pero con ruedas de 1.900 mm de diámetro (frente a los 1.750 mm de la 2700). El aumento del diámetro de las ruedas, obligó a llevar la caldera hacia la parte posterior, lo que hacía imprescindible, para equilibrar el peso, el uso de un bisel de dos ejes en lugar de uno como el de la 2700. Estas locomotoras fueron diseñadas para utilizar fuel en lugar de carbón. Decir que esta locomotora alcanzó puntas de velocidad de 135 km/h arrastrando trenes de más de 430 toneladas. Capítulo I.- Locomotoras de Vapor Españolas Página 19 Recreación Virtual en CATIA V5 de una Locomotora de Vapor 2-4-1 Montaña Carlos García de Zúñiga Canivell Figura 16.- Locomotora 242, Confederación, construida por La Maquinista para Renfe. Obtenido de [1]. La última locomotora de vapor que construyó La Maquinista Terrestre y Marítima, fue la tipo 2-4-2 T, número de fábrica 721, en 1957 para la Empresa Nacional Calvo Sotelo, posteriormente ENDESA (Empresa Nacional de Energía, Sociedad Anónima), con el fin de prestar servicio en el Ferrocarril de Andorra a Escatrón del antiguo I.N.I. (Instituto Nacional de Industria). Dicha locomotora era una nueva versión de la antigua locomotora de la serie 1600 de M.Z.A., construidas por La M.T.M. a partir de 1924. Figura 17.- Locomotora tipo 2-4-2 Tender, última locomotora de vapor construida por La Maquinista. Obtenido de [1]. Capítulo I.- Locomotoras de Vapor Españolas Página 20 Recreación Virtual en CATIA V5 de una Locomotora de Vapor 2-4-1 Montaña Carlos García de Zúñiga Canivell 1.3 Conclusiones Según nos exponen los distintos autores de literatura ferroviaria, todas las locomotoras españolas que fueron construidas por La Maquinista Terrestre y Marítima, salvo raras excepciones como la malograda serie 1800 (Figura 12), se caracterizaron por su buen comportamiento y robustez. El motivo principal de estos magníficos resultados residía en la relativa sencillez del motor de las locomotoras fabricadas por La Maquinista: de dos, tres o cuatro cilindros de simple expansión. Los sistemas de doble expansión mediante el uso de cuerpos de alta y baja presión, hacía imprescindible el uso de distribuciones independientes para controlar los grados de expansión en cada cuerpo. Esto traía consigo, aparte de obtener mayor energía del vapor, grades labores de reglaje y operación que debían llevarse a cabo por personal altamente cualificado. Desarrollos posteriores consiguieron ligar las fases de los cilindros de alta y baja presión, con lo que únicamente se hacía necesario un árbol de distribución para cada par de cilindros, reduciéndose enormemente dichas labores de reglaje. Sin embargo para la simple expansión, independientemente del número de cilindros que tuviera la máquina, las distribuciones estaban acopladas entre sí, por lo que las labores de reglaje y operación eran mucho más sencillas. El mayor problema que tenían todas las locomotoras que circularon por España, independientemente del fabricante o constructor, era la mala calidad del combustible que se empleaba. Mientras que en Inglaterra se usaban carbones bituminosos de muy buena calidad, en España se usaban antracitas y lignitos con concentraciones elevadas de azufre, que literalmente, se comían las calderas al condensar los gases de la combustión. Otra desventaja respecto a otros países, y motivo principal por el cual la alta presión no se dio en España, fue la escasez de lubricantes de calidad que resistieran las altas temperaturas del vapor recalentado a alta presión. Capítulo I.- Locomotoras de Vapor Españolas Página 21 Recreación Virtual en CATIA V5 de una Locomotora de Vapor 2-4-1 Montaña Carlos García de Zúñiga Canivell En el capítulo siguiente se revisarán las soluciones tecnológicas que se empleaban para la fabricación de las locomotoras de vapor españolas. Para ilustrar tal cometido se empleará el modelo, recreado en CATIA V5, basado en la serie 1700 de M.Z.A. Como se ha comentado anteriormente, se trataba de una máquina de vapor recalentado con dos cilindros de simple expansión, muy característico de los motores de vapor de las locomotoras fabricadas por La Maquinista. Bajo estas especificaciones técnicas, obtenidas mayoritariamente de [3], [4] y [5], se ha construido una maqueta virtual que pretende dar una visión general de este tipo de vehículos. Capítulo I.- Locomotoras de Vapor Españolas Página 22