Asociación de Amigos del Ferrocarril de Collado Villalba
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La calefacción en los trenes

24-Abril-2020

El confort dentro de los trenes ha sido desde siempre un aspecto cuidado, ya que ello dependía la imagen dada a los viajeros. En los primeros tiempos del ferrocarril, los viajeros no disponían de ningún tipo de calefacción, lo que motivaba que estos reclamasen una mejora en las condiciones de viaje.

La construcción de los primeros vehículos de viajeros para el ferrocarril no permitía que puertas y ventanillas ajustasen perfectamente, y los aislamientos aplicados a los coches eran deficientes por lo que el frio en los días de invierno accedía al interior. Incluso se dio la circunstancia de que los primeros vehículos destinados a la clase mas económica, la tercera clase, no dispusieran siquiera de cristal en las ventanillas, siendo estas tan solo protegidas con una simple cortina. Los primeros viajeros del ferrocarril tenían que confiar por tanto en sus ropas de abrigo para protegerse del frío.

Caloríferos en el catalogo de Luis Casajuana

La primera mejora aplicada al ferrocarril fue la adopción del calorífero como elemento calefactor en los trenes. En la Real Orden de 9 de enero de 1868, se establece que entre el 1 de noviembre y el 3 de marzo se instalen caloríferos en los coches de primera clase, siempre que el viaje supere la hora y media de duración.

Estos elementos consistían en unos depósitos de chapa de hierro, cobre o cinc, de entre 80 y 100 cm. Estos iban rellenos con agua o arena caliente a unos 90 grados, y con una capacidad de unos 10 a 15 litros. Eran situados bajo los asientos, permitiendo calefactar mínimamente el ambiente. Su función real no llegaba a superar el ser un simple calientapiés, ya que su eficacia no superaba mejorar la temperatura exterior en de 5 a 10 grados.

Calorífero. Colección del Museo del Ferrocarril.

Estos elementos eran introducidos en los coches de viajeros al inicio del viaje, siendo repuestos en determinadas estaciones durante el recorrido puesto que su efectividad no superaba las dos-tres horas. Su instalación y reposición estaba a cargo de los lampareros.

La reparación de estos recipientes también estaba encomendada a este colectivo.

Autorización dada al Ffcc Central de Aragón para la adquisición en el mercado internacional de caloríferos.

En la Gaceta de Madrid de agosto de 1888, se publica un artículo en el que se presenta la autorización al ferrocarril de Teruel a Sagunto a la importación, entre otros elementos, de estos utensilios.

El precio estimado es de 45 pesetas unidad, lo que nos dá una referencia de su coste en la época.

Prueba del acetato de sosa como calefactor.

Como curiosidad, encontramos una noticia en la Revista de Obras Publicas referente al uso de una sustancia (acetato de sosa), que calentada a 100 grados mantiene el calor hasta 15 horas.

Y es que a principios del siglo XX se descubrió que el acetato de sosa calentado desprendía su calor latente cristalizándose, pudiendo conservar durante muchas horas una temperatura próxima a los 50º.

El proceso se iniciaba calentando al baño maría el depósito metálico que contenía el acetato de sosa. Este pasa a fundirse a más de 59º. Al enfriarse, el acetato de sosa emite aproximadamente cuatro veces más calor que el agua, pasando a solidificarse. De la misma forma presentaba el inconveniente de requerir una hora y media conseguir elevar su temperatura por encima de 80º, por lo que era necesario un elevado tiempo de preparación antes del servicio.

Condonación de multa a Andaluces por denuncia

El uso de caloríferos (o más bien su falta de uso) aparece en la condonación de una multa impuesta a la Compañía de Andaluces por no disponer en un tren de estos elementos. El argumento esgrimido por la compañía citada indica la negligencia del agente encargado de la caldera de Sevilla, señalando que ya ha sido “severamente castigado”.

R.Orden disponiendo de la colocación de caloríferos en 2ª y 3ª clase

Pero es en octubre y noviembre de 1906 cuando el senador Agustin Sardá solicita al Ministro de Fomento (Rafael Gasset en aquel momento, ya que 1906 hubo tres ministros por los sucesivos gobiernos establecidos, Manuel Garcia Prieto -dos veces Ministro-, Rafael Gasset y Francisco de Federico Martinez) en sendas cartas la instalación de caloríferos en los coches de 2ª y 3ª clase.

Es el 27 de Noviembre cuando se promulga una Real Orden por el que se establece la obligacición de las Compañías ferroviarias a dotar a los departamentos de segunda y tercera clase de caloríferos, elementos de los que en la Real Orden de 9 de febrero de 1868 no se habia previsto su utilización para estas clases, al igual que en aquella se dictaminó para los departamentos de primera clase, y siéndolo desde el 1 de Noviembre al 31 de Marzo. 

El 1 de diciembre, con la publicación de la Real Orden es cuando se dispone esta dotación definitiva de aparatos de calefacción en todos los vehículos de viajeros de los trenes. Pero no debió quedar muy convencido el senador, ya que el día 10 de diciembre volverá a interpelar al Ministro de Fomento (Ahora Francisco de Federico Martínez, ya que su predecesor tan solo estuvo en el cargo hasta el 4 de diciembre).

La poca eficacia de este elemento, el engorro de sustituirlos cada poco tiempo, con las molestias ocasionadas a los viajeros al cambiarlos, y el inconveniente de las pérdidas de agua a ser frecuente que sus tapones no cerrasen bien, hizo buscar otras alternativas para asegurar un confort mínimo a los viajeros.

Un sistema que sustituiria a los caloriferos serían las estufas. Estas solo eran apropiadas para los coches salón, siendo situadas en el centro del mismo, proporcionando calor a los mas proximos.

La posibilidad de incendio (hay que recordar que en esta epoca -finales del siglo XIX- la construccion de los coches de viajeros era de madera), y la poca eficacia eran sus grandes inconvenientes. Por ello y por las pocas ventajas aportadas hicieron que no fuera un sistema muy utilizado y rapidamente abandonado.

Esquema de calefacción por termosifón

A finales del siglo XIX ya se empieza a hablar de calefacción continua mediante calderas en cada coche, que proporcionan calefacción con agua caliente por termo-sifón (La cual permitía superar en 15 grados la temperatura externa).

Una caldera de carbón, generalmente instalada en el exterior del coche, calienta el agua que por convección va recorriendo los radiadores del vehículo, calentándolos. El agua enfriada retorna a la caldera para repetir el ciclo. Un depósito mantiene agua de reserva y absorbe las contracciónes y dilataciones que el agua sufre por los cambios de temperatura.

Tenia el inconveniente de ser necesario disponer de un agente que atendiera las diferentes calderas del tren. Otro de los inconvenientes aparecía cuando la caldera quedaba apagada y el coche apartado varios días con clima extremo, ya que la congelación del agua interior producia la rotura de los elementos del sistema.

El sistema de termosifón equipaba generalmente los pequeños coches de ejes, ya que este material es el mas antiguo dentro del ferroviario. Ello fué debido a ser el primer sistema con el que los vehículos eran autónomos en el sistema de calefacción, hasta la aparición de sistemas mas complejos para dotar a los trenes de este servicio.

Algunos coches de bogies mas modernos (pocos), y sobre todo los coches Z y ZZ (salones de ejes y bogies, respectivamente) tambien fueron dotados de sistemas de termosifon, ya que estos ultimos podían ser acoplados a cualquier tipo de tren (incluso mercancías). Por otro lado les daba autonomía aun cuando el tren dispusiera de calefacción continua, disponiendo de calefacción independiente del resto del tren.

En países nórdicos se experimentó e instaló un sistema de calefacción por aire caliente (Revista Obras Públicas Tomo 2, 1905), en el que el calor entregado por un hogar situado bajo el coche calentaba un cofre envolvente donde se introducía aire mediante una turbina. Este aire caliente era canalizado a la sala de viajeros, siendo posible aumentar la temperatura hasta 20 grados sobre la exterior.

El sistema permitía cierta regulación mediante válvulas de regulación en las toberas de salida del aire. Entre los inconvenientes presentados estaba el riesgo de incendio, y de que el calor entregado no era uniforme en el coche, siendo mayor en los de la parte posterior (caldera centrada) la marcha.

 

En la Revista de Obras Públicas leemos otro artículo donde se apunta al uso de clorato de calcio como elemento transmisor del calor y cuyo punto de congelación es muy bajo evitando el inconveniente comentado.

Dentro de los sistemas de calefacción continua, se comienza el uso del vapor como fuente de calor. Hacia 1858, se experimenta con un sistema de calefacción central por vapor. El sistema, ideado por el ingeniero jefe de los ferrocarriles prusianos, se basaba en el uso del vapor generado en la locomotora canalizado hacia elementos caloríferos en los coches. Este sistema fue refinado, comenzándose a usar en los ferrocarriles europeos a partir de 1865, pero con un avance lento dado que requería grandes modificaciones tanto en las locomotoras, como en el material remolcado.

Ya se dispone de las locomotoras como generadoras de vapor para convertirlo en esfuerzo de tracción, por lo también este puede ser usado para calentar los coches de viajeros. Para ello, desde una toma en la locomotora, y a través de una llave de paso, este es llevado a una manga en el testero de la locomotora o tender. El vapor se hace circular de cabeza a cola del tren por un circuito constituido por una tubería de acero protegida para evitar pérdidas de calor. Este tubo va situado bajo el bastidor de los coches, disponiendo de una sección de 60 mm de diámetro. Esta canalización iba con inclinación para permitir la salida del agua condensada por los extremos. El acoplamiento de esta tubería entre coche y coche, o entre coche y locomotora se efectúa mediante un acoplamiento flexible terminado en semi-acoplamientos o enlaces. 

Manga de calefacción de vapor en coche de vía métrica

Junto a estos semi-acoplamientos se encontraba, asegurada con una cadenilla para evitar su pérdida, una tapa que permitía cerrar la salida del vapor por la tubería de cola del tren.

La locomotora disponía de una toma de vapor de la caldera, que permitía el paso a través de una llave, un manómetro de medida de la presión administrada, y de una válvula de seguridad que protegía la instalación en caso de existir una presión elevada. Esta válvula estaba tarada a 3,5 kg/cm2. El paso desde la locomotora a la composición se realizaba con un acoplamiento idéntico al de los coches.

A la tubería general se conectan ramificaciones que llevan este vapor a cada uno de los elementos radiadores, encargados de esparcir el calor por el interior del coche. Estos estarán situados en los departamentos y pasillos de los vehículos.

Manga de conexión de calefacción de vapor.

Además de los elementos mencionados, se requieren otros dispositivos o accesorios tales como reguladores de temperatura, llaves de apertura y cierre, aparatos de purga, etc…

Los aparatos de purga o purgadores permiten la salida al exterior del agua condensada en el interior del circuito de calefacción, a la vez que impiden que escape el vapor al exterior. Cada coche disponía de, al menos, uno de estos dispositivos.

Entre los sistemas de calefacción de vapor mas representativos existentes en nuestro ámbito , se pueden reseñar :

  • Sistema Koerting
  • Sistema Laycock
  • Sistema Heintz
  • Sistema Westinghouse
Esquema de funcionamiento del sistema Koerting.

Sistema Koerting

El sistema se basa en hacer circular agua caliente por los caloríferos de los vehículos. Esta agua es calentada mediante el vapor que llega por una tubería desde el generador de vapor.

Su funcionamiento se basa en el mismo sistema de calefacción por termosifón, con la salvedad que en este caso el agua es calentada mediante el vapor que se introduce en el circuito cerrado de la calefacción mediante un inyector.

El inyector además de permitir la entrada del vapor calentando el agua, hace las funciones de bomba, aspirando el agua de retorno de los caloríferos (que ya llega fría) e impulsándola de nuevo caliente a los radiadores.

Este sistema permitía el funcionamiento del vapor sobre un sistema de termosifón, siendo este último el usado en caso de no disponer de locomotora que proporcionase vapor, o en aquellos momentos en los que el coche no estuviera dentro de un tren con este tipo de prestación (apartado, etc…)

El sistema fue presentado ante la Oficina de Patentes en abril de 1905 por el alemán Berthold Koerting. El sistema poseía muchas desventajas:

  • Al funcionar con vapor de alta presión, en caso de explosión o rotura se producían graves accidentes
  • ante una avería en el sistema, todo el coche se quedaba sin calefacción,
  • su regulación era manual y para todo el coche, abriendo/cerrando el robinete que permitía la entrada de vapor al circuito.
Corte transversal de un inyector Koerting.

El inyector Koerting

El elemento principal era el inyector Koerting. Este consta de un cuerpo de bronce que recibe vapor de la tubería general del tren cuando el robinete g está abierto, y regula la cantidad mediante el de admisión de vapor f. La válvula de retención c impide que el agua del circuito se salga cuando no existe presión de vapor, evitando que se vacíe el sistema. A partir de aquí, el vapor entra en el eyector propiamente dicho, saliendo por la tobera a situada dentro de la cámara b.

A esta cámara b llega el agua procedente de los radiadores, que por efecto Venturi es aspirada por el chorro de vapor, y a la vez impulsada hacia la salida j del inyector. Por esta salida es enviada al depósito de expansión, ya caliente al mezclarse con el vapor de quien toma el calor.

El agua caliente del depósito entra en los radiadores para rellenar el vacío dejado por el agua fría aspirada por el inyector.

Sistema Laycock original

Sistema Laycock

El sistema desarrollado por la Laycock Engineering Company Limited (Yorkshire , Inglaterra), se basaba en el uso del vapor el generado por la locomotora, y propulsado por un inyector o bomba a través de una tubería que recorre todo el coche.

William Samuel Laycock presenta en 1893 su primera patente, denominada "Combinación mejorada de válvula reductora de vapor, purga e indicador", cuya invención se basa en la distribución de vapor a traves de una tubería desde la locomotora a los coches.

En cada coche sitúa una valvula reductora de presión del vapor y lo distribuye por los calefactores o radiadores. En cada radiador coloca en la salida una salida de vapor, que hace las funciones de purgador a la vez.

En este sistema la presión es la misma en todos los circuitos, alimentándose los radiadores directamente de la tubería troncal, por lo que su funcionamiento no era muy eficiente. Los coches de cabeza tenían un exceso de temperatura, mientras que los de cola eran difíciles de calentar.

También tenía el inconveniente de que, ante una rotura de un radiador, todo el tren se quedaba sin calefacción.

Para solucionar este problema, presenta una nueva patente en 1894, buscando la posibilidad de regular el calor desprendido por los caloríferos. La solución pasaba por una rejilla que abría o cerraba a voluntad del viajero, permitiendo que se saliese mas o menos calor del radiador. El inconveniente del sistema era que todo el conjunto erá metálico, transmitiendo calor finalmente todo el conjunto.

Ademas, en los radiadores con mayor temperatura, el polvo y la materia orgánica que quedase depositada sobre los radiadores, se carbonizaba, produciendo malos olores.

En 1906 la Laycock Engineering Company mejora su producto, añadiendo una válvula a la entrada de cada radiador. Con ello evitaba/permitía la entrada de vapor al calorífero, mejorando el control de la temperatura en cada departamento, la cual era regulada al gusto del los viajeros. 

Norte por su lado, utilizó el sistema Laycock desde finales del siglo XIX, cambiando al sistema Heintz un par de décadas después. Los primeros coches en los que se encuentra este sistema instalado datan de 1899, siendo usado en coches de ejes.

Esquema sistema Heintz

Sistema Heintz

El reparto del vapor desde la locomotora se realiza por una tubería que recorre el tren. En cada coche se sitúa una válvula (válvula Heintz), que reduce la presión de vapor que entra en el coche. Además, el vapor se mezcla con aire, evitando los malos olores.

Como desventaja tiene que la temperatura sólo se puede regular a coche entero. También producía ruidos molestos en la circulación del vapor a su paso por la válvula mencionada. La rotura de una tubería secundaria, o de un radiador, sólo dejaba sin calefacción al coche averiado.

Ya avanzado su uso, el sistema se mejoró reduciendo el tamaño del saturador, lo que permitia aplicar este a cada calorífero, por lo que la regulación de la temperatura era mas eficiente.

El sistema Heintz fue utilizado mayoritariamente por MZA a partir de 1902.

El saturador Heintz

El elemento distintivo de este tipo de calefacción sirve para reducir la presión de entrada del vapor, mezclándolo con aire. Permite regular la cantidad de vapor, purgar este y admitir vapor de retorno.

Su funcionamiento partiría de la entrada de vapor por la entrada A. Este es regulado por la válvula P que actúa como termostato. El tubo X sufre dilataciones y contracciones en función de la temperatura del vapor, permitiendo que abra o cierre la válvula P. Esta válvula P es regulable mediante el tornillo colocado al efecto. Una vez abierta la válvula P, el vapor llega al eyector B, el cual tiene la función de generar la aspiración de aire del exterior por la tubería D por el efecto Venturi. La mezcla de aire y vapor pasa a través del tubo E a los caloríferos del coche, realizando todo el recorrido por su instalación. El vapor regresa al saturador entrando de nuevo por el tubo R por efecto de la aspiración generada en el tubo D. Este vapor retornado contiene agua condensada que cae al exterior por su propio peso.

Parte de este vapor retornado por el tubo D entra a través del conducto 

Sistema Westinghouse

Este sistema, que funcionaba a presión atmosférica, disponía de regulación independiente por cada departamento. El sistema se basa en la válvula termostática instalada sobre cada radiador, ya que es la que regula la entrada de vapor, el escape de este, y la salida de agua de condensación al exterior.

El sistema, al disponer de menor presión, generaba menos averías que los modelos anteriores, siendo posible aislar un solo departamento.

Su funcionamiento se basa en que el vapor a alta presión circula por la tubería de calefacción de tren. Una toma desde esta y protegida por una llave de condena del coche permite el paso del vapor al purgador general. Este elemento facilita la salida del agua condensada en la instalación del coche. El vapor a alta presión entra en el radiador a través de una llave de accionamiento (que puede ser manipulada por el viajero) y de la válvula termostática, que reduce su presión a la atmosférica. El mismo orificio de escape del vapor es la purga de la condensación de agua en su interior.

Este sistema es que se adoptó en los coches de viajeros desde los años 20-30, hasta el fin de la calefacción de vapor. La instalación de este sistema se prolongó en el tiempo, siendo dotados con el mismo los coches de serie 5000 (Los primeros coches que adquirió Renfe a finales de los años 40 del siglo pasado) y de la serie 8000 (años 60) desde su origen, perviviendo hasta el final de los días de la calefacción de vapor

Válvula termostática Westinghouse

Es el elemento que regula el funcionamiento de este modelo de sistema de calefacción. Se basa en la respuesta de dilatación o contracción de un tubo termostático al calor transportado por el vapor.

En la figura adjunta se observa el orificio A que es la entrada del vapor procedente de la tubería general (una vez ha pasado por el purgador que habrá liberado al sistema del agua condensada). Alojado dentro del cuerpo del radiador (M) tenemos un tubo con propiedades termostáticas T, que abre/cierra la válvula V con las contracciones/dilataciones producidas en el ismo por el calor aportado por el vapor con el que entra en contacto. Cuando la válvula V abre, se produce el escape del vapor por el orificio E hacia la atmósfera, arrastrando en su salida la posible agua que se hubiera condensado.

El tornillo N permite el ajuste del tubo T, adecuando el funcionamiento del sistema a las posibles tolerancias de este elemento.

Sobre la entrada de vapor A se encuentra la llave de accionamiento D, que permite conectar/desconectar el radiador de la tubería de vapor a demanda del viajero.

Andaluces no dispuso de calefacción de vapor hasta bien entrado el siglo XX, adoptando el sistema Westinghouse al ir adquiriendo locomotoras con producción de vapor para calefacción y coches metálicos (1925-1930). Es mas, muchos de sus coches llegaron al parque de Renfe (1941) sin este equipamiento (documento Estado General del Material Móvil, editado por Renfe en 1947), por lo que se ha de suponer que no circularían en invierno, o serían dotados de caloríferos como marcaba la Real Orden de 27 de Noviembre de 1906.

Las ventajas proporcionadas por el sistema Westinghouse, hicieron decantarse a todas las compañías por este. Aun así, muchos de los coches que pasaron desde esta Compañía a Renfe en 1941, lo hicieron sin este equipamiento.

Los calderines de vapor

No todas las locomotoras disponían de toma de calefacción de vapor, quedando este sistema reservado para las mas potentes y dedicadas al remolque de trenes de viajeros. Los trenes ómnibus, los trenes postales, etc .. remolcados generalmente con locomotoras de mercancías, no disponían de esta posibilidad.

Por otro lado, se disponía de locomotoras eléctricas que tampoco proporcionaban esta energía al tren. Para ello, las administraciones ferroviarias solicitaron a diversos constructores la transformación de vagones de mercancías o de furgones de paquetería, o bien directamente fabricación de nuevos furgones que pudieran suplir esta carencia. Se diseñaron unos furgones dotados de un calderín que fuera capaz de general el vapor necesario para proveer de este servicio al tren. Para ello se debía situar en el mismo dicho calderín, con carbonera y depósito de agua para ir alimentando la caldera, y todos los elementos para que este funcionase correctamente. Este furgón se destinó, generalmente, también a las funciones realizadas por el jefe de tren, y debería ir servido por un fogonero que atendiese a su funcionamiento. Solo eran usados para esta función en invierno.

Calderín de fuelóleo del furgón DDT-8043 en restauración por AREMAF.

Es con el avance de la tecnología como se fueron sustituyendo las calderas de vapor-carbón por otras más eficientes de vapor-fuelóleo, sustituyendo al fogonero por el mozo de tren.

El funcionamiento de estas calderas se basa en un quemador de circulación forzada, que provee del calor de la combustión del fuelóleo a un serpentín por el que circula el agua.

El funcionamiento permite que en poco tiempo tras su encendido se obtiene el vapor deseado. A la salida del vapor iba colocado un separador de agua, que conseguía un vapor más seco, evitando condensaciones en las tuberías del tren.

Estos sistemas iban provistos de diferentes sistemas de seguridad, tales como sobre-temperatura, exceso de presión en el vapor, falta de agua, etc…

Con la desaparición de las locomotoras de vapor y su sustitución por locomotoras diésel, estas debieron tomar el relevo en el suministro del vapor, o bien dotar al tren de uno de estos furgones generadores de vapor.

Esquema de furgon DDT-8000. En el centro del vehículo se encuentra situado el quemador de gasóleo.

Con la llegada en 1955 de las locomotoras de la American Locomotive Company (ALCo) serie 1600, se introdujeron en nuestro país las primeras locomotoras diésel capaz de proporcionar este servicio de calefacción vapor al tren.

Esto se conseguía gracias a un generador de vapor Clarkson, que conseguía mediante un quemador de fuelóleo llevar el agua de un depósito situada en la sala de máquinas a su estado gaseoso. Las sucesivas locomotoras diésel de línea recibidas también vinieron dotadas de dicho generador:

Serie Año construcción Generador instalado
316 1955 Generador Clarkson OK-4616 (Vapor Heating Corp.) 750 kg/h
318 1958

Generador Clarkson OK-4616 (Vapor Heating Corp.) 750 kg/h

314 1963

Generador Clarkson OK-2610 (Vapor Heating Corp.) 500 kg/h

313 1965 Generador Clarkson OK-2610 (Vapor Heating Corp.) 500 kg/h
319 1965 Generador Clarkson OK-4616 (Vapor Heating Corp.) 750 kg/h
308 1966

Generador Clayton RO-1000-RR (Clayton Manufacturing Company) 500 kg/h

321 1966

Generador Clarkson OK-4616 (Vapor Heating Corp.) 750 kg/h

 

Manual de mantenimiento y uso del generador de vapor Clarkson OK-4616 (entre otros)
Vapor-Clarkson Steam Generators.pdf
Documento Adobe Acrobat [3.1 MB]

Clarkson versus Clayton

Vapor Stone o Clarkson

Uno de los diseños más conocidos es el generador Stone o Clarkson. La carcasa interior de la caldera esta configurada con forma de campana vertical, y todo el va protegido mediante un carenado cilíndrico hermético. 

El quemador de fuelóleo o gasóleo está montado en la parte superior, y enfocado hacia abajo. El elemento calefactor es un tubo único, dispuesto en varias bobinas helicoidales. Las primeras espiras (en la dirección del flujo) son tubos de pequeño diámetro, envueltos en vueltas de gran diámetro. Las vueltas sucesivas se enrollan dentro de esto y el diámetro del tubo va aumentando progresivamente, para permitir un caudal constante a medida que el agua se convierte en vapor y forma burbujas. La salida de vapor se realiza desde la vuelta final, en la parte inferior de la hélice interna. 

La salida es aproximadamente 90% de vapor (en masa) y el agua residual se separa haciéndola pasar por un separador de vapor-agua. Los gases de escape giran hacia arriba y fluyen sobre el exterior de la campana, generalmente pasando hélices adicionales que se utilizan como pre-calentador de agua de alimentación.

Clayton

El generador de vapor Clayton es similar al Stone, pero las direcciones de flujo y quemador están invertidas. La bobina de calentamiento está montada dentro de una carcasa cilíndrica simple. En lugar de capas cilíndricas helicoidales, las espiras del calentador Clayton están dispuestas como capas de espirales planas. El agua se introduce por las capas superiores y se fuerza hacia abajo. En este caso el diámetro del tubo tambien va aumentando en pasos, a medida que se produce la evaporación. Las vueltas finales forman un único cilindro helicoidal muy cerca del quemador y se calienta con calor radiante. La salida de vapor se pasa a través de un separador centrífugo, obteniéndose una calidad de vapor seco del 99,5%.

Locomotora eléctrica 6103 remolcando tren de viajeros en Pajares. Foto Jean-Pierre Vergez-Larrouy.

La calefacción electrica

Con la electrificación de las rampa de Pajares entre Ujo y Busdongo, se comienza a prestar servicio de viajeros con locomotoras electricas. En 1924, la calefacción eléctrica aun no ha sido muy desarrollada (mas bien la forma segura de hacer llegar el suministro desde la locomotora a los coches), por lo que los sistemas usados son los definidos con anterioridad: termosifón, o sistemas de vapor continuo. En la fotografía adjunta se puede observar el uso de un vagón reconvertido a furgón generador de vapor.

Fue con la llegada de los automotores 300 (Serie 433 en Renfe) de la Compañía del Norte cuando se propició la aparición de la calefacción electrica en el ferrocarril español. Estos vehículos llegaron a nuestras líneas en 1929 con motivo de la electrificación de las líneas catalanas y vascas de la Compañía del Norte (ver artículo sobre la electrificación del MAS).

La calefacción de estos vehículos se diseñó para ser alimentada con la corriente suministrada a traves de la catenaria, es decir a 1500 voltios. Lo elevado de este potencial llevó a la búsqueda de sistemas de aislamiento eficientes que evitasen accidentes a las personas y al material.

El circuito de calefacción estaba compuesto por 28 caloríferos o radiadores por vehículo (cada unidad disponía de dos coches, motor y remolque) situados bajo los asientos. La configuración era de 4 ramas en paralelo de 7 calefactores conectados a su vez en serie entre sí; este conexionado permitía alimentar cada elemento con unos 220 voltios, disponiendo cada uno de ellos de 450 watios de potencia.

La conexión se realizaba mediante un interruptor en la cabina de conducción que controlaba con baja tensión un contactor electromagnético. Este actuaba en la línea de alta tensión alimentando o dejando sin servicio los calefactores de cada coche. 

Locomotora de serie 280. Originalmente no disponia de manga de calefacción, siendo instalada a finales de los años 60

La llegada de nuevo material remolcado en los años 60 (Coches de viajeros de Serie 8000) que si bien llegó con calefacción de vapor, al poco tiempo fueron los coches fueron dotados de una mas moderna calefacción eléctrica, hizo que este tipo de calefacción, la eléctrica, se aplicase tambien al material remolcado. En otras administraciones europeas hacía tiempo que era lo habitual.

Para que este tipo de equipamiento funcionase hubo de dotar a las locomotoras de tracción electrica de este tipo de conexión.

La llegada a finales de los 60 de las series de locomotoras 279-289 dotadas de manga de alimentacion electrica a la composición, aceleró esta transformación, si bien ya habia sido instalada en las locomotoras destinadas al remolque de trenes de viajeros, tales como la series 275, 276 y 277.

Locomotora de la serie 279. Se puede observar la manga de alimentación a la composición con 1.5/3 Kv.

Los coches que disponían de calefacción eléctrica estaban preparados para ser alimentados a 1500 voltios procedentes de la catenaría, pero la adquisición de las locomotoras eléctricas bitensión de las series 279 y 289 fueron adquiridas para traccionar trenes en lineas alimentadas a 1500 o a 3000 voltios, realizando el paso de una zona alimentada con una tensión a otra de tension distinta en marcha. El sistema aplicado a los coches debía ser por tanto automático en su cambio de tensión, para que pudiera ser alimentado con cualquiera de ellas, y funcionar correctamente.

Aun así, la calefacción de vapor siguió usándose hasta principios de los años 80 del siglo pasado, ya que no había había muchas mas posibilidades de prestar este servicio en las líneas secundarias no electrificadas.

Con la llegada de las locomotoras de tracción diesel de la serie 333, a mediados de los años 70, comenzó a cambiar esto. Estas locomotoras disponían de un generador eléctrico que permitía suministrar energía eléctrica de 3000 voltios al tren remolcado.

El generador en cuestión permitía proporcionar hasta 335 kva (unos 100 amperios) para alimentar la línea de calefacción eléctrica del tren remolcado. 

A principios de los años 80, Renfe comenzó a renovar las locomotoras de la serie 319, "hermanas pequeñas" de las de la serie 333, pero que en la epoca de su compra las necesidades del momento hicieron que fueran dotadas de calderín de vapor en vez de generador eléctrico para dar calefacción al tren. La renovación recibida permitió que 40 de ellas fiueran dotadas del equipamiento necesario para alimentar la línea de 3000 voltios.

La modernización del parque de viajeros propició la llegada de equipos de climatización (calefacción en epoca fría, y aire acondicionado en la calurosa), siendo estos equipos alimentados por esta misma línea que en su momento se dedicó solo a calefacción.

Furgón de la serie 9450. Fotografía archivo Renfe.

La potencia del generador en las locomotoras diésel era a veces insuficiente para la alimentación eléctrica de todos los equipos de la composición, restando en cualquier caso potencia de tracción. Este inconveniente hizo que aparecieran furgones generadores dotados de grupos electrógenos, al igual que ocurrió con los generadores de vapor en decadas anteriores. Estos fueron adquiridos en 1983 a Babcock & Wilcox, de los que se recibieron 20, prestando servicio en los trenes mas importantes que circulaban por líneas no electrificadas.

Distribución de un furgón DG9-9450.

En su interior albergaban dos grupos electrogenos identicos. Cada uno dispone de un motor diésel de 370 Cv, que mueven un generador Marelli de 225 kva. Los dos grupos pueden ser sincronizados, proporcionando en conjunto 450 kva (Unos 150 Amp a 3000 voltios aprox.)

Pequeño automotor saliendo de Sevilla San Bernardo en 1956. (Foto de Juan B.Cabrera)

Los automotores diésel

En los años 30 del siglo pasado, algunas de las compañías adquirieron pequeños automotores para prestar servicios en líneas con débil tráfico.

En este tipo de vehículos no se podía disponer ni de calefacción de vapor, ni de calefacción electrica, por lo que ¿ como se obtenía esa calefacción ?

Los primeros automotores no pasaban de ser vehículos de carretera adaptados a la via ferroviaria, usando el mismo sistema del que disponian los autobuses. El sistema aprovechaba el propio circuito de refrigeración del motor térmico para con el calor transportado por el liquido refrigerante, calentar el habitáculo.

Automotor ABJ. Disponía de calefacción eléctrica, alimentada desde una dinamo.

Con la llegada de vehículos mas grandes, este sistema no era eficiente, usandose pequeños quemadores de gasoil que calentaban bien el agua de un circuito cerrado, haciendo circular esta por los radiadores instalados en el automotor, o bien el aire, siendo este canalizado hasta unas rejillas bajo los asientos para calefactar la sala de viajeros.

Con la llegada de vehículos mas modernos en los años 60, estos ya fueron dotados de sistemas de climatización, disponiendo de un grupo electrógeno para la alimentación de estos equipos.

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