Locomotora de vapor: sus ruedas y qué muestra la maqueta

Una locomotora de vapor es una caldera sobre ruedas. El fuego del hogar, es decir, de un horno cerrado en el extremo trasero de la caldera, calienta el agua, que se convierte en vapor. El vapor a presión entra en los cilindros a los lados de la máquina y empuja el pistón alternativamente hacia delante y hacia atrás. A través de la biela motriz, una barra larga fijada fuera del centro de la rueda, el pistón hace girar la gran rueda motriz, de forma parecida a como el pie en el pedal hace girar la biela de una bicicleta.

En una locomotora de vapor este movimiento suele verse desde fuera: los cilindros, las bielas y las barras que unen las ruedas trabajan en el costado de la máquina. Por eso también es un modelo agradecido para maquetas, sobre todo cuando la máquina tiene una historia famosa. Entre ellas están, por ejemplo, la Rocket de Stephenson de 1829, cuyas soluciones adoptaron casi todas las locomotoras de vapor posteriores, y la británica Mallard, que en 1938 batió un récord de velocidad de las locomotoras de vapor que sigue vigente. Una maqueta te muestra la forma y el movimiento de la máquina real, pero sus ruedas las hace girar tu mano o un mecanismo con cuerda, no el vapor.

Cómo el vapor hace girar las ruedas de la locomotora

En la locomotora, el vapor recorre un único camino desde el fuego hasta la chimenea, y en cada tramo trabaja una parte distinta de la máquina. Cuando conoces el orden, encuentras estas piezas tanto en la foto de una locomotora real como en la maqueta:

1. Hogar y caldera. El fogonero echa carbón al hogar. Los gases calientes del fuego atraviesan la caldera por muchos tubos rodeados de agua. El agua rodea también el propio hogar, así que toma calor de una gran superficie y se convierte en vapor.
2. Domo de vapor y regulador. El vapor se acumula sobre el nivel del agua, a menudo en una pieza redonda encima de la caldera llamada domo de vapor. Dentro suele estar el regulador, una válvula con la que el maquinista deja pasar el vapor a los cilindros y así controla la fuerza de la máquina.
3. Cilindro y distribuidor. A cada lado de la locomotora hay un cilindro con un pistón. Una válvula deslizante, llamada distribuidor, deja entrar vapor fresco alternativamente delante y detrás del pistón y, al mismo tiempo, deja salir el vapor usado por el otro lado del pistón. Por eso el pistón empuja en ambos sentidos, hacia delante y hacia atrás.
4. Cruceta y biela motriz. Del pistón sale el vástago, una barra acabada en una cruceta que se desliza por una guía recta. A la cruceta va unida la biela motriz, y su otro extremo se apoya en un muñón fuera del centro de la rueda motriz. Justo aquí el movimiento rectilíneo del pistón se convierte en el giro de la rueda.
5. Bielas de acoplamiento. Las ruedas motrices de un lado están unidas por una barra horizontal, la biela de acoplamiento. Gracias a ella giran todas a la vez y la fuerza de la máquina se reparte entre más ruedas, que así se agarran mejor al carril.
6. Escape y chimenea. El vapor usado sale de los cilindros a la caja de humos, la parte delantera de la caldera bajo la chimenea, y sube con fuerza por la chimenea a través de una tobera estrecha. Arrastra consigo los gases de la caldera y así aspira aire fresco a través del fuego. Cuanto más trabaja la locomotora, más fuerte es el tiro y mejor arde el fuego.

Una locomotora de dos cilindros tiene las manivelas de los lados izquierdo y derecho desfasadas un cuarto de vuelta. Cuando la biela de un lado está en línea con el muñón de la rueda, en el llamado punto muerto, no puede hacer girar la rueda. El otro lado está entonces lejos del punto muerto y hace girar la rueda, por eso la locomotora arranca con las ruedas en cualquier posición. En una vuelta de la rueda, los dos pistones reciben juntos cuatro dosis de vapor y de la chimenea salen cuatro golpes de escape, que oyes como un resoplido rítmico.

Los distribuidores los mueve la distribución, un conjunto de barras y palancas en el costado de la máquina entre la rueda motriz y el cilindro. Con ella el maquinista cambia el sentido de la marcha y fija cuánto tiempo entra vapor fresco en el cilindro durante una carrera del pistón. Al arrancar lo deja entrar más tiempo para que la máquina tenga la mayor fuerza de tracción posible. En marcha lo deja entrar menos tiempo, y el resto del trabajo lo hace el vapor que se expande en el cilindro. Así la locomotora ahorra carbón y agua.

La locomotora lleva el carbón y el agua o bien en un ténder, un vagón aparte enganchado justo detrás de la cabina del maquinista, o bien, en las máquinas más pequeñas, en depósitos sobre la propia locomotora. El vapor de la caldera no mueve solo las ruedas, sino también el silbato, el compresor de los frenos y la bomba que repone el agua de la caldera.

Qué locomotoras sirvieron de modelo para maquetas y por qué

Rocket, Flying Scotsman, Mallard y Albatros han salido como modelos para trenes a escala. Cada una entró en la historia del ferrocarril por lo que cambió, por un récord o por su tamaño, y de cada una se conserva al menos un ejemplar, así que también puedes ver su original en persona. Además, reconoces cada una por su forma:

La disposición de las ruedas es para una locomotora algo así como una firma. En Gran Bretaña y en América se escribe por el número de ruedas: Flying Scotsman y Mallard son ambas 4-6-2, es decir, cuatro ruedas delante, seis motrices y dos detrás. En la Europa continental se cuentan los ejes, es decir, los pares de ruedas. Una cifra indica ejes sin tracción, una mayúscula ejes motores (A uno, B dos, C tres, D cuatro) y una pequeña prima (′) detrás de un signo indica que los ejes van en un bogie. Las dos máquinas británicas son, por tanto, 2′C1′ y Albatros 2′D1′. En la maqueta cuentas los ejes en unos segundos y sabes enseguida a qué tipo se parece.

Rocket, Flying Scotsman y Mallard salen como modelos desde hace décadas, y la historia de cada una cabe en una frase: la locomotora que marcó cómo se construirían las locomotoras de vapor, las primeras 100 millas por hora oficiales, la locomotora de vapor más rápida del mundo. Eslovaquia tiene su historia en la Albatros. De las quince máquinas se conservan tres, y una de ellas, la 498.104, está en Eslovaquia, donde la cuida el Albatros klub de Bratislava.

Qué muestra la maqueta de la máquina real y qué simplifica

Una maqueta de madera muestra la forma y el movimiento de una locomotora, no su fuerza. No tiene fuego ni vapor, así que el movimiento va en sentido contrario: las ruedas las hace girar tu mano o un mecanismo con cuerda, y si el pistón se mueve, lo empujan las ruedas a través de la biela. En una máquina real es el pistón el que empuja las ruedas. Qué muestra exactamente tu maqueta lo sabrás por sus instrucciones e imágenes. Al mirarla, fíjate en estos puntos:

• Disposición de las ruedas. Cuenta los ejes de delante, los ejes motores unidos por una biela de acoplamiento y los ejes de detrás, y compáralos con la tabla de arriba. Si coinciden con alguna de las máquinas, la maqueta tiene el mismo tipo de rodaje. Si no, imita una locomotora de vapor con más libertad.
• Biela motriz y biela de acoplamiento. Gira despacio la rueda motriz y observa las dos barras. La biela de acoplamiento se mantiene siempre horizontal y describe un pequeño círculo, mientras la biela motriz se balancea arriba y abajo. Si las barras se mueven así, la maqueta imita el movimiento real de la locomotora.
• Pistón y cruceta. Con ese mismo giro, observa el cilindro. Si de él sale y entra una barra con cruceta, la maqueta muestra la conversión del movimiento rectilíneo en giro. Si junto al cilindro no se mueve nada, la maqueta muestra solo su forma.
• Lado izquierdo y derecho. Detén la rueda cuando la biela de un lado esté en línea con el muñón y mira el otro lado. En una locomotora real de dos cilindros, allí el muñón está desfasado un cuarto de vuelta. La maqueta puede imitarlo o no, y ninguna de las dos cosas es un fallo.
• Distribución. Busca barras y palancas más finas entre la rueda motriz y la parte alta del cilindro. Si se mueven al girar la rueda, la maqueta sugiere la distribución, que en una máquina real mueve el distribuidor. Si no las encuentras, la maqueta ha simplificado u omitido la distribución.
• Caldera, domo, chimenea y ténder. En la maqueta son formas huecas. Fíjate dónde están: la chimenea delante, el domo de vapor encima de la caldera, la cabina del maquinista detrás y tras ella el ténder. La disposición corresponde a la máquina real, aunque dentro no hay agua, fuego ni carbón.

Una locomotora real tenía también piezas que en la maqueta de madera solo se insinúan o faltan del todo: válvulas de seguridad que dejan escapar el vapor cuando la presión es demasiado alta, un tubo transparente en el que el fogonero vigilaba el nivel de agua de la caldera o una bomba para reponer agua. Sin ellas una caldera real no podría trabajar con seguridad; la maqueta no las necesita.

Si las ruedas o las barras de la maqueta terminada giran con dificultad o se atascan, encontrarás cómo buscar la fricción en el artículo El mecanismo se atasca: cómo hallar la fricción y quitarla.

Si quieres ver estas piezas en tu propia maqueta, puedes elegir el modelo Rompecabezas 3D de madera - Modelo de locomotora de vapor ROKR MC501, que según la descripción de la tienda tiene un pistón móvil y, una vez dada cuerda al mecanismo, arranca por sí solo; según los datos de la tienda está pensado a partir de 14 años. Según los datos de la tienda, es menos exigente el modelo Puzzle 3D de madera - Locomotora Little Story E012, con dificultad 2 en lugar de 4 y también pensado a partir de 14 años.

Cómo exponer la maqueta como un trozo de historia

La maqueta de una locomotora de vapor parece un trozo de historia cuando la expones como los museos exponen las locomotoras reales: sobre una vía, con una breve descripción y con las bielas a la vista. Bastan cuatro pasos:

1. Identifica el original. Por la disposición de las ruedas y la forma de la caldera y la chimenea, averigua a qué tipo se parece la maqueta. Si no puedes concretar una máquina, bastan el tipo y la época, por ejemplo una locomotora de expresos con disposición 2′C1′ de los años treinta.
2. Ponla sobre una vía. Coloca la maqueta sobre un tramo corto de vía o sobre una tabla de madera estrecha algo más larga que la maqueta. La base la separa de las demás cosas de la estantería y, al quitar el polvo, la levantas junto con ella, sin agarrar las barras finas.
3. Escribe una tarjeta. En una tarjeta pequeña escribe el tipo o el nombre del original, el año y una frase sobre por qué se hizo famoso: un récord, una línea o el número de máquinas fabricadas. Así la maqueta cuenta su historia incluso a las visitas que no saben nada de trenes.
4. Coloca las ruedas. Antes de exponerla, gira las ruedas motrices de modo que la biela del lado que mira a la habitación quede inclinada y el vástago del pistón salga del cilindro. En esa posición se ve mejor que en el punto muerto cómo las barras unen el pistón con la rueda.

Si te interesa cómo circula por los raíles un vehículo que, en lugar de vapor, toma la corriente de un cable sobre la vía, sigue con el artículo El tranvía: de dónde saca la corriente y cómo circula.

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