La electricidad ayudó a crear locomotoras increíblemente potentes y rápidas sin escape cáustico. En la primera mitad del siglo XX, fueron ellos quienes ayudaron a aumentar el transporte de carga y pasajeros, que las locomotoras de vapor arcaicas no podían hacer frente. Ahora las locomotoras eléctricas han ocupado su nicho, compartiendo orgánicamente las responsabilidades y las líneas ferroviarias con las locomotoras diesel. Para aquellos que saben un poco más sobre locomotoras que nada, preparamos esta publicación. En él hablaremos de las primeras locomotoras eléctricas del siglo XIX, el origen de las carreteras electrificadas en la URSS y Japón.
Primeros trenes electricos
En el siglo XIX, los inventores trataron de encontrar nuevas áreas de aplicación de electricidad. En 1837, el escocés Robert Davidson creó un modelo de vehículo ferroviario eléctrico, y en 1842 introdujo la primera locomotora eléctrica Galvani con celdas galvánicas. Galvani fue probado en Escocia en una sección de la ruta Glasgow-Edimburgo, donde viajó más de dos kilómetros con una carga de 6 toneladas a una velocidad de 6 km / h. Debido a su bajo consumo y alto costo (era cuatro veces más caro mantener baterías que quemar carbón), Davidson dejó de mejorar su invento.
En 1851, Charles Page, profesor de la Institución Smithsonian, lanzó su tren eléctrico a una velocidad de 30 km / h en la carretera entre Washington y Bladesburg.
Dibujo: eso es todo lo que llegó a nuestros días desde el auto eléctrico Charles Page. Fuente: Wikimedia
Durante varias décadas, los inventores han estado proponiendo ideas para mejorar los vehículos eléctricos. Michael Faraday ha desarrollado un generador eléctrico que le permite generar constantemente una gran corriente (a diferencia de las celdas galvánicas de baja potencia y costosas). Como resultado, en 1879, en la exposición de Berlín, Werner von Siemens construyó un ferrocarril de circunvalación de trescientos metros, a lo largo del cual un tren de pasajeros de una locomotora eléctrica y tres carros con bancos recibieron una corriente constante de 150 V desde el tercer riel. La electricidad fue generada por una dinamo de vapor instalada en un pabellón cercano. El motor de la locomotora eléctrica desarrolló 2,2 kW (3 hp) de potencia y alcanzó una velocidad de 13 km / h. Durante la exposición, durante cuatro meses, la composición transportó a 86 mil pasajeros, cada uno de los cuales pagó 20 pfennigs por un boleto para la caridad. La exposición de Berlín y el tren de Siemens pueden considerarse el primer ejemplo de transporte comercial por ferrocarril eléctrico.
La llegada de los trenes eléctricos de alta velocidad pavimentó las vías del ferrocarril hasta el lugar donde se ordenó la entrada a la máquina de vapor con su humo y vapor, bajo tierra. En 1890 se abrió una línea de ferrocarril subterráneo con una longitud de 5,6 km en Londres, y Mather & Platt y Siemens Bros. entregaron 16 locomotoras eléctricas con una capacidad de 36,7 kW. Era el metro de Londres.
En 1895, un tramo electrificado de 11 km apareció en la ruta del ferrocarril estadounidense Baltimore-Ohio, parte de la cual yacía bajo tierra en la ciudad. Sin embargo, la electrificación de los ferrocarriles en los Estados Unidos avanzó lentamente.
El primer ferrocarril eléctrico ruso comenzó a construirse entre San Petersburgo y Krasnaya Gorka en 1913, pero el estallido de la Primera Guerra Mundial detuvo el proyecto: la sección construida a San Petersburgo Strelna ahora se da para el tráfico de tranvías (ruta No. 36). Después de la revolución, de acuerdo con el plan de electrificación del país, comenzó la construcción activa de ferrocarriles para locomotoras eléctricas, la primera de las cuales se instaló en 1926 desde Bakú a Sabunchi. Luego comenzaron a aparecer trenes eléctricos en las carreteras que venían de Moscú.
La producción propia de locomotoras eléctricas en la URSS en ese momento aún no existía, por lo tanto, en 1932, 8 locomotoras para nuevas carreteras se compraron a General Electric, y solo dos de ellas recibieron motores eléctricos, y se suponía que las seis restantes usarían motores domésticos.
SI es una de las primeras locomotoras eléctricas importadas en la URSS. Fuente: Wikimedia
Dos modelos totalmente equipados se llamaron C10, y seis piezas de trabajo y más tarde locomotoras eléctricas fabricadas en locomotoras, para las cuales la planta Dynamo construyó motores de 340 kW, se llamaron inusualmente SS - Suramsky Soviet, llamado así por el paso Suramsky, para el cual se compraron originalmente. Las locomotoras eléctricas modificadas de la familia C finalmente se desmantelaron solo en 1979.
Formalmente, la SS no era una locomotora eléctrica soviética, porque el modelo importado se tomó como base. Entonces, la primera locomotora eléctrica doméstica debería considerarse VL19 de 1932, que realmente fue diseñada en la URSS.
VL19, la primera locomotora eléctrica de fabricación soviética. Fuente: Wikimedia
No hay lugar para locomotoras eléctricas.
Sorprendentemente, las locomotoras potentes y eficientes para ferrocarriles electrificados no echaron raíces en todas partes. Debido a la necesidad de una construcción costosa de infraestructura, la tracción eléctrica se ha vuelto popular en países pequeños, líneas troncales y en lugares con terreno difícil. Pero la historia de las locomotoras eléctricas en los Estados Unidos es algo dramática.
Estados Unidos fue el primer país en comenzar a electrificar ferrocarriles. A principios del siglo XX, la costa este del país cambió a la tracción eléctrica: electrificar todas las sucursales principales con un swoop fue increíblemente costoso, por lo que el transporte de pasajeros entre estados vecinos se dio a las locomotoras eléctricas. Pero con la popularización de los motores diesel y la invención de la locomotora diesel, las locomotoras eléctricas comenzaron a tomar gradualmente el control. Las locomotoras diésel operan en cualquier camino sin cables y subestaciones de tracción, y con viajes poco frecuentes, el diésel resultó más barato que la electricidad. Si la electrificación de la URSS generó un exceso de electricidad debido a la construcción de una central hidroeléctrica, en Estados Unidos, la electricidad se producía principalmente al quemar carbón.
El guapo A (GE-750) dejó American Railways a principios de la década de 1980. Por cierto, la locomotora eléctrica fue diseñada originalmente para la URSS, pero debido a la Guerra Fría, nunca nos llegó. Fuente: Wikimedia / Drew Jacksich
La Segunda Guerra Mundial influyó brevemente en las preferencias de los trabajadores ferroviarios: la gasolina y el diésel, que se convirtieron en combustible para el equipo militar, se enviaron a las necesidades del ejército, por lo que las locomotoras eléctricas volvieron a ser un tipo de locomotora más rentable. La electrificación de los ferrocarriles continuó hasta principios de la década de 1950, y más precisamente, hasta la recuperación económica de la posguerra. Los aviones, la construcción activa de pistas de asfalto y la motorización del país desaceleraron no solo la electrificación, sino también el desarrollo del transporte ferroviario en principio. En el siglo XXI, solo quedaban 220,000 de 409 mil kilómetros de pistas, y el 80% de ellos carece de comunicación con los pasajeros. La realidad es dura: los aviones y camiones van más rápido y más baratos.
Ahora en los Estados Unidos, los ferrocarriles electrificados se encuentran solo en líneas suburbanas y en varias ramas entre los estados del este, y las locomotoras diesel se mueven a lo largo de las vías restantes, aún no desmanteladas.
Manera japonesa especial
En Japón, los ferrocarriles se han convertido en la principal forma de transporte de pasajeros, literalmente absorbiendo el ADN nacional. En ningún otro país del mundo, los trenes transportan tantos pasajeros como lo hacen en Japón. Si en Rusia los ferrocarriles transportan alrededor de 1.15 billones de pasajeros al año (excluyendo el metro), entonces en Japón, con una red que es tres veces más corta, más de 9 billones. ¡Y esto con la población del país de 122 millones! Y en la gran China (1.386 millones de habitantes) y la India (1.399 millones de personas), los trenes transportan 3.000 y 8.26 millones de pasajeros al año, respectivamente.
Los ferrocarriles de Japón son únicos en el sentido de que el país usa cuatro tipos de medidores a la vez, el más popular de los cuales es el estrecho calibre del Cabo de 1067 mm de ancho (22300 km, 13200 km electrificados). El medidor europeo (1435 mm) tiene 3978 km de vía, el raro medidor escocés (1372 mm) - 96 km y finalmente 48 km de ancho (762 mm). A modo de comparación, el ancho de vía en Rusia es de 1520 mm.
La sección del camino a Sakhalin, donde el Cabo desemboca en el ruso. Fuente: Wikimedia
La primera línea ferroviaria se inauguró en Japón en 1872, a partir de este momento se construyeron las vías de Cape Gauge en el país. Ahora no hay una opinión inequívoca de por qué Japón tomó la vía estrecha como base de sus carreteras. Se cree que esta fue la voluntad de un funcionario escrupuloso que prefería la rutina del Cabo solo debido a lo barato de su construcción y la rentabilidad de los trenes correspondientes. Posteriormente, esta característica se convirtió en un problema para el desarrollo del transporte ferroviario de alta velocidad, que dio lugar a la aparición de una rutina europea alternativa.
La primera experiencia exitosa de Japón con el medidor europeo tuvo lugar en 1934, cuando se lanzó el tren Asia-Express entre las ciudades de Dalian y Changchun en el sur de Manchuria, que desarrolló en ese momento una velocidad de 130 km / h, que era enorme en ese momento. Gracias al ancho ancho, Asia Express tenía vagones espaciosos y cómodos con aire acondicionado y una plataforma de observación.
La locomotora del mismo Asia-Express ahora se puede ver en el Museo del Ferrocarril de Shenyang. Fuente: Wikimedia / Arnie97
Poco antes de la guerra, las autoridades japonesas, al ver las perspectivas económicas del indicador europeo, se estaban preparando para el proyecto de un túnel ferroviario hacia la Península Coreana, pero en 1943 tuvieron que abandonar la idea, así como el Asia Express.
Después de la guerra, Japón continuó expandiendo su red existente de vía estrecha, pero la medida europea no fue olvidada. El crecimiento económico requirió la construcción de líneas de alta velocidad, pero las líneas de vía del Cabo existentes no estaban adaptadas para viajar a velocidades superiores a 110 km / h. Así nació el proyecto Shinkansen, cuya esencia fue la construcción de nuevas líneas para trenes de pasajeros de alta velocidad que conectan las ciudades más grandes de todo el país. Se basó en la pista europea.
La apertura de Shinkansen dio lugar al tráfico de pasajeros de alta velocidad en Japón. La imagen es la composición de Shinkansen Series 0. Fuente: KYODO
En 1964, se lanzó oficialmente Shinkansen, la primera etapa que conecta Osaka y Tokio. El tren eléctrico Shinkansen Serie 0 funcionaba con corriente alterna de 25 kV, 60 Hz, tenía una potencia de 15877 kW y aceleraba a 210 km / h. Desde entonces, la red de rutas de Shinkansen se ha extendido desde el sur del país hasta la isla norteña de Hokkaido, los mismos 3989 km mencionados anteriormente. Los modernos trenes eléctricos Shinkansen viajan a velocidades de hasta 260 km / h por razones de seguridad.
Sorprendentemente, en la cima del número récord de tráfico de pasajeros, los ferrocarriles japoneses representan una parte cada vez más pequeña de la carga, aproximadamente el 1% del tráfico en todo el país. Lo que, sin embargo, no afectó el desarrollo de la industria locomotora. Varias grandes empresas japonesas, incluida Toshiba, producen locomotoras eléctricas muy interesantes y económicas, la mayoría de las cuales se exportan. Por ejemplo, los ferrocarriles industriales en Sudáfrica operan con locomotoras eléctricas Toshiba, y también se entregan a China, India, Turquía y Nueva Zelanda.
Contribución de Toshiba
En 1926, la primera locomotora eléctrica Shibaura vio la luz. Era un modelo de batería AB10, encargado por el Arsenal del ejército japonés. Shibaura se enfrentó a la tarea de desarrollar una locomotora que no produjera chispas. Un depósito de municiones o una fábrica de productos químicos no es el mejor lugar para chispear con pantógrafos o una cámara de combustión. En 1931, el AB10 se rehizo para un uso generalizado, reemplazando las baterías con pantógrafos para obtener energía de la red de contactos, y le dio el índice EB10.
Por cierto, los ferrocarriles japoneses volvieron a la idea de una locomotora de batería en el siglo XXI. Toshiba ha creado el primer híbrido japonés de una locomotora diesel y una locomotora eléctrica alimentada por baterías de iones de litio Tipo HD300. El híbrido cumple con los requisitos de economía y respeto al medio ambiente: durante la operación, el Tipo HD300 funciona con un motor diesel que también recarga las baterías. Pero en la ciudad o durante las maniobras, el híbrido cambia a energía eléctrica autónoma, que excluye por completo el escape de diesel. Es cierto que la potencia del Tipo HD300 es muy modesta: solo 500 kW.
Tipo HD300: la primera locomotora híbrida eléctrica / diesel japonesa. No es un par muy alto, pero es versátil y ecológico. Fuente: Toshiba
Pero la Clase EH800, la locomotora eléctrica japonesa más poderosa, tiene 4000 kW.
El Tipo EH800 de Toshiba es la locomotora eléctrica japonesa más poderosa hasta la fecha: 4.000 kW de potencia neta. Fuente: Toshiba
Toshiba no solo recolecta locomotoras eléctricas, sino que también trabaja constantemente en innovaciones. Ahora las locomotoras de la compañía usan motores sincrónicos herméticos con imanes permanentes, que son silenciosos y tienen un alto recurso debido a la protección contra el polvo y la suciedad, que inevitablemente se asientan dentro de motores refrigerados por aire sin presión. Según los resultados de la investigación rusa, estos motores son económicos y eficientes.
El motor síncrono de imán permanente de Toshiba hace que los trenes eléctricos sean silenciosos, duraderos y económicos. Fuente: Toshiba
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