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Ferrocarriles: En el siglo XVIII, los trabajadores de diversas zonas
mineras de Europa descubrieron que las vagonetas cargadas se desplazaban con
más facilidad si las ruedas giraban guiadas por un carril hecho con planchas de
metal, ya que de esa forma se reducía el rozamiento. Los carriles para las
vagonetas sólo servían para trasladar los productos hasta la vía fluvial más
cercana, que por entonces era la principal forma de transporte de grandes
volúmenes. La Revolución Industrial, en la Europa de principios del siglo XIX,
exigió formas más eficaces de llevar las materias primas hasta las nuevas
fábricas y trasladar desde éstas los productos terminados.Los dos principios
mecánicos, guiado de ruedas y uso de fuerza motriz, fueron combinados por
primera vez por el ingeniero de minas inglés Richard Trevithick, quien el 24 de
febrero de 1804 logró adaptar la máquina de vapor, que se utilizaba desde
principios del siglo XVIII para bombear agua, para que tirara de una locomotora
que hizo circular a una velocidad de 8 km/h arrastrando cinco vagones,
cargados con 10 toneladas de acero y 70 hombres, sobre una vía de 15 km de
la fundición de Pen-y-Darren, en el sur de Gales. Transcurrieron dos décadas
durante las cuales se desarrollaron los raíles de hierro fundido que soportaban
el peso de una locomotora de vapor. La potencia necesaria para arrastrar trenes,
en lugar de uno o dos vagones, se aseguró colocando una locomotora de vapor
sobre dos o más ejes con las ruedas unidas mediante bielas.La primera vía
férrea pública del mundo, la línea Stockton–Darlington, en el noreste de
Inglaterra, dirigida por George Stephenson, se inauguró en 1825. Durante
algunos años esta vía sólo transportó carga; en ocasiones también utilizaba
caballos como fuerza motora. La primera vía férrea pública para el transporte
de pasajeros y de carga que funcionaba exclusivamente con locomotoras de vapor
fue la de Liverpool–Manchester, inaugurada en 1830. También fue dirigida por
George Stephenson, en esta ocasión con ayuda de su hijo Robert Stephenson. El
éxito comercial, económico y técnico de la línea Liverpool– Manchester
transformó el concepto de vías férreas, y no sólo en Gran Bretaña. Algo que
antes se veía como medio para cubrir recorridos cortos, beneficioso sobre todo
para la minería, se consideraba ahora capaz de revolucionar el transporte de
largo recorrido, tanto de pasajeros como de mercancías. Se había pensado que
cualquiera podría, previo pago de un peaje, poner un tren sobre las vías
férreas, igual que se hacía con los barcos en los canales; pero el volumen de
tráfico entre Liverpool y Manchester pronto demostró que el uso de una vía
fija debía controlarse desde una central y que era preciso mantener una
distancia segura entre los trenes mediante algún sistema de señalización. Las
primeras señales mecánicas instaladas a lo largo de la vía aparecieron en
1830. Desde mediados de la década de 1830 se desarrolló con rapidez en Gran
Bretaña y en la Europa continental la construcción de vías férreas entre
ciudades. Los ferrocarriles ingleses fueron construidos por empresas privadas,
con una mínima intervención del gobierno, pero en Europa continental casi
siempre la construcción estuvo controlada, y en ocasiones fue realizada, por
los gobiernos nacionales o estatales. Así se estableció en Europa (menos en
Gran Bretaña) la tradición del ferrocarril como empresa pública y la
obligación del gobierno de financiar cuando menos en parte el mantenimiento y
la ampliación de la infraestructura nacional de vías férreas. La
participación del gobierno estaba orientada a impedir la duplicación
innecesaria de la competencia en las rutas más lucrativas —como ocurrió en
Gran Bretaña— y a garantizar que los ferrocarriles se expandieran de la mejor
forma para el desarrollo social y económico del estado o del país del que se
tratara. También eran importantes las consideraciones técnicas, económicas e
incluso militares.La intervención estatal se consideró primordial a la hora de
elegir y unificar el ancho de vía, que es el parámetro que mejor define una
vía ferroviaria, la mínima distancia entre las caras interiores de los
carriles, ya que limita los tipos de material móvil que lo pueden utilizar y
condiciona las conexiones posibles con otros ferrocarriles. Los constructores de
Europa y de Norteamérica adoptaron en general el ancho de 1.435 mm (56
pulgadas y media) del proyecto de George Stephenson, que se basó en los
tendidos de vía para vagonetas de mina desde su lugar de origen; empíricamente
se había demostrado que era la dimensión más adecuada para el arrastre por
medios humanos o con caballerías. La normalización internacional de este ancho
no se produjo hasta la Conferencia de Berna de 1887. Pero España optó
deliberadamente por el ancho de 1.668 mm (el equivalente a seis pies
castellanos de la época). Se ha especulado que esta adopción de ancho
obedecía a una forma de protección contra la invasión francesa pese a estar
ya en la segunda mitad del siglo XIX. Argumentos más técnicos apuntan a que,
siendo España un país de orografía accidentada, las fuertes pendientes de los
trazados exigirían que las locomotoras, para aumentar su potencia, tuviesen un
cajón de fuego más amplio que el resto de las europeas, lo que obligaría a
ensanchar el conjunto mecánico y por ende la vía. Portugal adoptó el ancho
español. Otros países tampoco siguieron estos modelos; la normalización rusa
a 1.520 mm se debió a que el zar eligió a un estadounidense defensor de
la vía ancha para que dirigiera el primer ferrocarril del país, y Finlandia
adoptó el mismo ancho. En la actualidad, el tráfico ferroviario internacional
entre países con diferentes anchos de vía se resuelve con vagones provistos de
ejes de ancho variable que en las estaciones fronterizas, al cruzar un tramo de
transición, automáticamente adoptan el nuevo ancho; no obstante también se
mantienen los clásicos transbordos de tren en estas estaciones. En Estados
Unidos, la vía ancha se adoptó en muchas líneas, sobre todo en el sur, y la
normalización a 1.435 mm no se aplicó en el ámbito nacional hasta
después de la Guerra Civil estadounidense (1861-1865). El control gubernamental
más estricto en la construcción de los primeros ferrocarriles europeos se dio
en Francia, con el resultado de que en el siglo XIX contaba con la red de
líneas troncales mejor planificada del continente y también la mejor preparada
para la velocidad. La construcción de vías férreas se expandió a tal ritmo
en la década de 1840 que al terminar la misma se habían construido
10.715 km de vía en Gran Bretaña, 6.080 km en los estados alemanes y
3.174 km en Francia. En el resto de Europa Central y del Este, excepto en
Escandinavia y los Balcanes, se había puesto en marcha la construcción del
ferrocarril. Los viajes en tren pronto se hicieron populares, pero hasta la
segunda mitad del siglo XIX la rápida expansión de los ferrocarriles europeos
estuvo guiada sobre todo por la necesidad de la naciente industria de
transportar productos y la capacidad del ferrocarril para hacerlo a un precio
que garantizaba buenos beneficios a los inversores. En 1914 ya existía casi,
excepto en Escandinavia, la red de vías férreas que hoy tiene Europa, una vez
terminados los túneles de la gran vía transalpina: el Mont Cenis (o Fréjus)
entre Francia e Italia en 1871, el San Gotardo en Suiza en 1882, el Arlberg en
Austria en 1883 y en Suiza también el Simplon en 1906 y el Lotschberg en 1913.
En Estados Unidos el desarrollo del ferrocarril se vio espoleado por el deseo de
llegar al interior del país desde las ciudades de la costa este, fundadas por
los primeros colonos británicos. Tras la inauguración en 1830, en Charleston
(Carolina del Sur) del primer ferrocarril de vapor para pasajeros, la
construcción de vías férreas pronto avanzó hacia el oeste desde todos los
rincones de la costa este. Al cabo de pocos años, los ferrocarriles habían
convencido a los comerciantes de su superioridad sobre los canales, no sólo por
velocidad y por ser más directos, sino porque funcionaban con cualquier clima,
mientras que las vías de agua podían congelarse en invierno y descender a
niveles no aptos para la navegación durante el verano. En 1850 el continente
tenía ya 14.500 km de vías férreas. En la década siguiente un número
cada vez mayor de empresas privadas construyó más vías férreas que en el
resto del mundo, con lo que el total de Estados Unidos pasó a más de
48.300 km; Chicago, en el Medio Oeste, convertido de pequeña población en
gran ciudad, fue la plataforma de una rápida expansión hacia el sur y el
oeste. La idea de enlazar el este de Estados Unidos con la costa del Pacífico,
se vio fomentada por los pioneros establecidos en la costa oeste, que decidieron
a su vez iniciar la construcción del ferrocarril hacia el este, convirtiéndose
la empresa de ambos tendidos en una carrera por conseguir el mayor número de
kilómetros hasta el punto de encuentro; esto convirtió la construcción del
ferrocarril en una gesta más que en una obra de ingeniería. Diez mil obreros
de la Union Pacific salieron en diciembre de 1865 de Omaha al encuentro de los
doce mil de la Central Pacific que partieron en enero de 1863 de Sacramento. El
encuentro tuvo lugar el 10 de mayo de 1869 en Promontory Point con el último
remache de oro que el presidente Grant clavó con esta oración: "Ojalá
siga Dios manteniendo unido a nuestro país como este ferrocarril une los dos
grandes océanos del globo". Con ello quedó establecido el primer
ferrocarril transcontinental, que dio paso a otras líneas, como la primera
canadiense, Transcontinental Canadiense, Montreal–Vancouver de 1886, y
posteriormente el transeuropeo Orient Express (3.186 km) y el Transiberiano
(actualmente 9.297 km).
Frenos: Una zapata de freno es un bloque de madera o
metal que presiona contra la llanta de una rueda mediante un sistema de
palancas. Un freno de banda es una banda flexible enrollada alrededor del
perímetro de la rueda y que puede tensarse para apretarse contra ella. Se usa
en las máquinas de vapor, en los vehículos a motor y en algunos tipos de
bicicletas. La zapata de freno de expansión interna se emplea en muchos
automóviles. Este sistema, también denominado freno de tambor, usa un par de
zapatas abatibles que presionan contra el interior de un tambor mediante una
palanca mecánica o un cilindro hidráulico.Un freno de tambor requiere mucha fuerza para presionar
las zapatas, sobre todo en un vehículo pesado que se mueve a gran velocidad.
Esta fuerza se puede generar con el freno de mano de un automóvil, pero lo
más frecuente es que la fuerza humana se potencie con un cilindro y un
pistón accionado por aire (freno de aire) o por un pistón accionado por el
vacío (freno de vacío). En el freno de aire, inventado por George
Westinghouse en 1869, la presión del aire mantiene apartados la zapata y el
tambor mientras el vehículo está en movimiento. Los frenos actúan cuando
disminuye la presión. Este método elimina el peligro de un fallo de los
frenos a causa de una pérdida de aire. Si el sistema de aire comprimido tiene
una fuga los frenos entran en funcionamiento de forma automática. Todos los
trenes y algunos vehículos pesados, en especial los camiones articulados,
usan frenos de aire.Los primeros automóviles estaban equipados con frenos
no hidráulicos, situados sólo en las ruedas traseras. Los frenos en las
cuatro ruedas se adoptaron de forma general en la década de 1920 para
conseguir una mayor seguridad. Los sistemas de frenos mecánicos tenían la
desventaja de que el uso poco firme de una de las palancas de freno podía
causar un viraje brusco del vehículo, a causa de la presión de frenado
desigual. Los frenos hidráulicos en las cuatro ruedas utilizados hoy en la
mayoría de los automóviles y camiones se alinean de forma automática.
Cuando el conductor pisa el pedal del freno, el fluido hidráulico se envía
con la misma presión desde el cilindro principal a todas las zapatas de
freno, aplicándose la misma fuerza de frenado en todas las ruedas.Los frenos de disco han ido reemplazando a los frenos
de tambor en los automóviles modernos. Estos frenos, que consisten en un par
de pastillas montadas en un dispositivo que acciona hidráulicamente, aprietan
las caras del disco de freno sujeto a la rueda. Los frenos de disco aplican la
potencia de frenado de forma constante y más controlada que los frenos de
tambor y son también más resistentes a la reducción de frenado, pérdida de
potencia de parada tras una frenada fuerte.
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