Funicular - Funicular

Funicular en Bakú , Azerbaiyán

Un funicular ( / f Ju n ɪ k j ʊ l ər / , / f ( j ) ʊ - / , / f ə - / ) es un tipo de tren de cable sistema que conecta los puntos a lo largo de una vía de ferrocarril cargó en una empinada pendiente . El sistema se caracteriza por dos vagones con contrapeso (también llamados coches o trenes) unidos permanentemente a los extremos opuestos de un cable de transporte, que está enrollado sobre una polea en el extremo superior de la vía. El resultado de tal configuración es que los dos carros se mueven sincrónicamente: cuando uno asciende, el otro desciende a la misma velocidad. Esta característica distingue a los funiculares de los ascensores inclinados , que tienen un solo automóvil que se arrastra cuesta arriba.

El término funicular deriva de la palabra latina funiculus , el diminutivo de funis , que significa 'cuerda'.

Operación

En un funicular, ninguno de los dos vagones está equipado con un motor ni utiliza energía para moverse por la vía. En cambio, ambos vagones están conectados permanentemente a los extremos opuestos del mismo cable, conocido como cuerda de arrastre ; este cabo de arrastre pasa por un sistema de poleas , cuyo movimiento se controla en la sala de máquinas (generalmente en el extremo superior de la vía). Si la vía del tren no es perfectamente recta, el cable se guía a lo largo de la vía utilizando poleas , poleas sin motor que simplemente permiten que el cable cambie de dirección. Mientras que un automóvil es tirado hacia arriba por un extremo de la cuerda de arrastre, el otro automóvil desciende por la pendiente en el otro extremo. Dado que el peso de los dos vagones está compensado (excepto el peso de los pasajeros), no se requiere fuerza de elevación para moverlos; el motor solo tiene que levantar el cable y el exceso de pasajeros, y suministrar la energía perdida por fricción por el motor. ruedas de coches y poleas.

Para la comodidad de los pasajeros, los vagones funiculares se construyen generalmente (aunque no siempre) de manera que el piso de la plataforma de pasajeros sea horizontal y no necesariamente al mismo nivel que la vía inclinada.

Cuerda de remolque inferior

En algunas instalaciones, los vagones también están conectados a un segundo cable, una cuerda de remolque inferior , que pasa por una polea en la parte inferior de la pendiente. En estos diseños, una de las poleas debe diseñarse como una rueda tensora para evitar que las cuerdas se aflojen. Una ventaja de tal instalación es el hecho de que el peso de la cuerda se equilibra entre los carros; por lo tanto, el motor ya no necesita usar energía para levantar el cable. Esta práctica se utiliza en funiculares con pendientes inferiores al 6%, funiculares que utilizan trineos en lugar de carros, o cualquier otro caso en el que no se asegure que el carro descendente siempre pueda sacar el cable de la polea en la estación en la parte superior de la pendiente. También se utiliza en sistemas donde la sala de máquinas está ubicada en el extremo inferior de la vía (como la mitad superior del Great Orme Tramway ); en tales sistemas, el cable que pasa por la parte superior de la pendiente sigue siendo necesario para evitar que los carros desciendan por la pendiente.

Tipos de sistemas de potencia

Motor eléctrico

Tren motriz funicular
Juego de ruedas funicular con freno de piñón y cremallera Abt

En la mayoría de los funiculares modernos, la propulsión es proporcionada por un motor eléctrico que está conectado a través de una caja de cambios reductora de velocidad a una polea grande, una rueda de tracción . La rueda de toro a su vez transfiere su par al cable de arrastre por fricción. La rueda de toro tiene dos ranuras: después de la primera mitad de la vuelta, el cable vuelve a través de una polea auxiliar. Esta disposición tiene la ventaja de tener el doble de área de contacto entre el cable y la ranura, y devolver el cable que se mueve hacia abajo en el mismo plano que el que se mueve hacia arriba. Las instalaciones modernas también utilizan revestimientos de alta fricción para mejorar la fricción entre las ranuras de la rueda de toro y el cable.

Para fines de emergencia y servicio, se utilizan dos juegos de frenos en la sala de máquinas: el freno de emergencia agarra directamente la rueda de toro, el freno de servicio está montado en el eje de alta velocidad del engranaje. En caso de emergencia, los vagones también están equipados con frenos de riel de apertura hidráulica aplicados por resorte.

Los primeros frenos de pinza de funicular que sujetan cada lado de la corona del riel fueron inventados por los empresarios suizos Franz Josef Bucher y Josef Durrer y se implementaron en el funicular de Stanserhorn  [ de ] , inaugurado en 1893. El sistema de piñón y cremallera Abt también se utilizó en algunos funiculares para control de velocidad o frenado de emergencia.

Contrapeso de agua

Funicular de Friburgo con interruptor Abt que funciona con aguas residuales

Se han construido algunos funiculares utilizando tanques de agua debajo del piso de cada automóvil que se llenan o vacían hasta que se logra el desequilibrio suficiente para permitir el movimiento. El automóvil en la parte superior de la colina se carga con agua hasta que es más pesado que el automóvil en la parte inferior, lo que hace que descienda la colina y suba al otro automóvil. El agua se drena por la parte inferior y el proceso se repite con los autos intercambiando roles. El movimiento es controlado por un guardafrenos utilizando la manija del freno del sistema de piñón y cremallera acoplado con la cremallera montada entre los rieles.

El funicular Bom Jesus construido en 1882 cerca de Braga , Portugal , es uno de los sistemas existentes de este tipo. Otro ejemplo, el funicular Neuveville - St-Pierre  [ fr ] en Friburgo , Suiza , es de particular interés ya que utiliza aguas residuales, provenientes de una planta de alcantarillado en la parte alta de la ciudad.

Algunos funiculares de este tipo se convirtieron posteriormente en energía eléctrica. Por ejemplo, el Giessbachbahn en el cantón suizo de Berna , inaugurado en 1879, originalmente funcionaba con agua de lastre. En 1912, su suministro de energía fue reemplazado por un motor hidráulico impulsado por una turbina Pelton . En 1948, este a su vez fue reemplazado por un motor eléctrico.

Diseño de pista

Diseños de pista utilizados en funiculares
East Hill Cliff Railway en Hastings , Reino Unido : un funicular de cuatro vías
Angels Flight en Los Ángeles , EE . UU .: Un funicular de tres vías
Funicular de Nazaré en Nazaré , Portugal : un funicular de dos carriles

Hay tres diseños de rieles principales que se utilizan en los funiculares; Dependiendo del sistema, la plataforma de la vía puede constar de cuatro, tres o dos carriles.

  • Los primeros funiculares se construyeron con el diseño de cuatro rieles, con dos vías paralelas separadas y plataformas de estación separadas en ambos extremos para cada vehículo. Las dos vías se colocan con suficiente espacio entre ellas para que los dos vagones pasen por el punto medio. Si bien este diseño requiere la mayor parte del área de tierra, también es el único diseño que permite que ambos rieles estén perfectamente rectos, sin necesidad de poleas en los rieles para mantener el cable en su lugar. Ejemplos de funiculares de cuatro rieles son el Duquesne Incline en Pittsburgh, Pensilvania , y la mayoría de los ferrocarriles de acantilado en el Reino Unido .
  • En los diseños de tres rieles, el riel central es compartido por ambos vagones, mientras que cada vagón corre sobre un riel exterior diferente. Para permitir que los dos carros pasen en el punto medio, el riel del medio debe dividirse brevemente en dos, formando un bucle de paso . Dichos sistemas son más estrechos y requieren menos rieles para construir que los sistemas de cuatro rieles; sin embargo, todavía requieren plataformas de estación separadas para cada vehículo.
  • En un diseño de dos carriles, ambos coches comparten toda la pista excepto en el circuito de paso en el medio. Este diseño es el más estrecho de todos y solo necesita una plataforma única en cada estación (aunque a veces se construyen dos plataformas: una para abordar y otra para bajar). Sin embargo, el circuito de paso requerido es más complejo y costoso de construir, ya que deben existir sistemas especiales de desvío para garantizar que cada automóvil siempre entre en la pista correcta en el circuito. Además, si se utiliza un bastidor para frenar, ese bastidor se puede montar más alto en un diseño de tres y cuatro carriles, lo que lo hace menos sensible al atragantamiento en condiciones de nieve.

Algunos sistemas de funiculares utilizan una combinación de diferentes diseños de pistas. Un ejemplo de esta disposición es la mitad inferior del Great Orme Tramway , donde la sección "arriba" del circuito de paso tiene un diseño de tres rieles (cada par de rieles adyacentes tiene su propio conducto por el que pasa el cable), mientras que el La sección “debajo” del circuito de paso tiene un diseño de dos rieles (con un solo conducto compartido por ambos vagones).

Algunos funiculares de cuatro carriles tienen sus vías entrelazadas por encima y por debajo del circuito de paso; esto permite que el sistema sea casi tan estrecho como un sistema de dos rieles, con una sola plataforma en cada estación, al tiempo que elimina la necesidad de costosas uniones a ambos lados del circuito de paso. El Hill Train del Legoland Windsor Resort es un ejemplo de esta configuración.

Sistemas de desvío para funiculares de dos carriles

Interruptor abt
Interruptor abt
Juego de ruedas de un funicular de dos carriles.

En el caso de los funiculares de dos carriles, existen varias soluciones para garantizar que un carro siempre entre en la misma vía en el circuito de paso.

Una de estas soluciones implica la instalación de interruptores en cada extremo del circuito de paso. Estos interruptores se mueven a la posición deseada por las ruedas del carro durante los movimientos de seguimiento (es decir, lejos del bucle de paso); este procedimiento también establece la ruta para el próximo viaje en la dirección opuesta. El Great Orme Tramway es un ejemplo de funicular que utiliza este sistema.

Otro sistema de participación, conocido como interruptor Abt, no involucra partes móviles en la pista. En cambio, los carros están construidos con un diseño de juego de ruedas poco convencional : las ruedas externas tienen bridas en ambos lados, mientras que las ruedas internas no tienen bridas (y generalmente son más anchas para permitirles rodar sobre los desvíos más fácilmente). Las ruedas de doble pestaña mantienen los carros sujetos a un riel específico en todo momento. Un vagón tiene las ruedas con rebordes en el lado izquierdo, por lo que sigue el riel más a la izquierda, lo que lo obliga a pasar por la rama izquierda del circuito de paso; de manera similar, el otro automóvil los tiene en el lado derecho, lo que significa que sigue el carril más a la derecha y corre en la rama derecha del bucle. Este sistema fue inventado por Carl Roman Abt y se implementó por primera vez en el funicular Lugano Città – Stazione en Suiza en 1886; desde entonces, la participación de Abt ha ganado popularidad, convirtiéndose en un estándar para los funiculares modernos. La falta de partes móviles en la pista hace que este sistema sea rentable y confiable en comparación con otros sistemas.

Estaciones

Los dos coches del funicular de Petřín ; uno de ellos está a punto de hacer escala en la estación de Nebozízek (visto en primer plano), mientras que el otro se detendrá y esperará a que cambie de pasajeros.

La mayoría de los funiculares tienen dos estaciones, una en cada extremo de la vía. Sin embargo, algunos sistemas se han construido con estaciones intermedias adicionales. Debido a la naturaleza de un sistema funicular, las estaciones intermedias generalmente se construyen simétricamente con respecto al punto medio; esto permite que ambos coches llamen simultáneamente a una estación. Ejemplos de funiculares con más de dos estaciones incluyen el teleférico de Wellington en Nueva Zelanda (cinco estaciones, incluida una en el circuito de paso ) y el Carmelit en Haifa , Israel (seis estaciones, tres a cada lado del circuito de paso).

También existen algunos funiculares con estaciones colocadas asimétricamente. Por ejemplo, el funicular Petřín en Praga tiene tres estaciones: una en cada extremo y una tercera (Nebozízek) un poco más arriba del circuito de paso. Debido a esta disposición, los vagones también se ven obligados a hacer una parada técnica a poca distancia del circuito de paso, con el único propósito de permitir que el otro automóvil haga escala en Nebozízek.

Historia

Tünel en Estambul, inaugurado en 1875, estación Karaköy a partir de 2006

Desde la década de 1820 se construyeron varios sistemas de teleférico que arrastran sus vagones en pendientes inclinadas. En la segunda mitad del siglo XIX surgió el diseño de un funicular como sistema de tránsito. Fue especialmente atractivo en comparación con los otros sistemas de la época, ya que se consideró que el contrapeso de los coches era una solución de reducción de costes.

La primera línea de los Funiculares de Lyon ( Funiculaires de Lyon ) se inauguró en 1862, seguida de otras líneas en 1878, 1891 y 1900. El Funicular de la colina del castillo de Budapest se construyó en 1868-1869, con la primera prueba de funcionamiento el 23 de octubre de 1869. El funicular más antiguo que opera en Gran Bretaña data de 1875 y se encuentra en Scarborough , North Yorkshire. En Estambul , Turquía, el Tünel ha estado en funcionamiento continuo desde 1875 y es tanto el primer funicular subterráneo como el segundo ferrocarril subterráneo más antiguo. Permaneció propulsado por una máquina de vapor hasta que fue renovado en 1968.

Hasta finales de la década de 1870, el funicular de cuatro vías paralelas era la configuración normal. Carl Roman Abt desarrolló el Abt Switch permitiendo el diseño de dos carriles, que se utilizó por primera vez en 1879 cuando se inauguró el Funicular de Giessbach en Suiza .

En los Estados Unidos, el primer funicular en utilizar un diseño de dos carriles fue el Telegraph Hill Railroad en San Francisco, que estuvo en funcionamiento desde 1884 hasta 1886. El Mount Lowe Railway en Altadena, California, fue el primer ferrocarril de montaña en los Estados Unidos. Estados para utilizar el diseño de tres carriles. Los diseños de tres y dos carriles redujeron considerablemente el espacio requerido para construir un funicular, reduciendo los costos de nivelación en las laderas de las montañas y los costos de propiedad de los funiculares urbanos. Estos diseños permitieron un boom funicular en la segunda mitad del siglo XIX.

Actualmente, el funicular más antiguo y empinado de los Estados Unidos en uso continuo es el Monongahela Incline ubicado en Pittsburgh, Pensilvania. La construcción comenzó en 1869 y se inauguró oficialmente el 28 de mayo de 1870 para uso de pasajeros. La pendiente Monongahela también tiene la distinción de ser el primer funicular en los Estados Unidos para uso estrictamente de pasajeros y no de carga.

En 1880, el funicular del Vesubio inspiró la canción popular italiana Funiculì, Funiculà . Este funicular fue destruido repetidamente por erupciones volcánicas y abandonado después de la erupción de 1944.

Ejemplos excepcionales

Según los Guinness World Records , el funicular público más pequeño del mundo es el Fisherman's Walk Cliff Railway en Bournemouth , Inglaterra, que tiene 39 metros (128 pies) de largo.

Stoosbahn en Suiza, con una pendiente máxima del 110% (47,7 °), es el funicular más empinado del mundo.

El ferrocarril Lynton and Lynmouth Cliff Railway , construido en 1888, es el funicular de agua más largo y empinado del mundo. Sube 152 metros (499 pies) verticalmente en una pendiente del 58%.

La ciudad de Valparaíso en Chile solía tener hasta 30 ascensores funiculares ( español : ascensores ). El más antiguo de ellos data de 1883. 15 permanecen con casi la mitad en funcionamiento y otros en diversas etapas de restauración.

El Carmelit en Haifa , Israel, con seis estaciones y un túnel de 1,8 km (1,1 millas) de largo, es declarado por los Guinness World Records como el " metro menos extenso " del mundo. Técnicamente, es un funicular subterráneo.

El ferrocarril colgante de Dresde ( Dresden Schwebebahn ), que cuelga de un riel elevado, es el único funicular suspendido del mundo.

Comparación con ascensores inclinados

Funicular de Kakola en Turku , Finlandia
A pesar de sus nombres, ninguno de los dos sistemas es un verdadero funicular.

Algunos sistemas en todo el mundo se denominan funiculares, aunque en realidad son ascensores inclinados. A diferencia de un funicular, los ascensores inclinados funcionan de forma independiente en la pendiente en lugar de en pares interconectados, y se requiere un ascensor para llevar los coches cuesta arriba.

Un ejemplo notable de este fenómeno es el Funicular de Montmartre de París . Su título formal es una reliquia de su configuración original, cuando sus dos autos operaban como un par contrapeso interconectado, siempre moviéndose en direcciones opuestas, cumpliendo así la definición de un funicular. Sin embargo, el sistema ha sido rediseñado desde entonces y ahora usa dos carros que operan de forma independiente que pueden ascender o descender según demanda, calificando como un elevador de doble inclinación; el término "funicular" en su título se conserva como referencia histórica.

Ver también

Referencias

enlaces externos