Endeavour  –  Los Angeles Times

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Hoy toca teoría.

Ya sabe usted que estoy investigando los problemas del ancho de vía en los ferrocarriles que hay por ahí.

A primera vista, parece que las ventajas de tener el mismo ancho en todas partes son tantas que deben compensar cualquier inconveniente. Es lo que se ha dado en llamar “efecto de red”: coma usted mierda, mil millones de moscas no pueden estar equivocadas. Esta forma de “razonar” produce maravillas como Telefónica, Windows y el “voto útil”.

http://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_de_red

El ferrocarril es un invento inglés. Es por eso que los anchos de vía usuales se miden en pies y pulgadas desde siempre. Messrs. George y Robert Stephenson fueron los grandes promotores del que conocemos como “estándar”, y que deberíamos llamar más correctamente “ancho Stephenson”. Pero tuvieron y tienen innumerables adversarios en el propio Reino Unido. Por ejemplo, Michael Bell escribió un interesante artículo titulado “What if?”, una especulación sobre qué hubiera pasado si el ancho normal de los ferrocarriles hubiera sido de dos pies ingleses… algo así como sesenta centímetros.

Michael Bell  –  ¿Qué hubiera pasado si el ancho normal de vía de los ferrocarriles hubiera sido de dos pies ingleses?

 

Y encontramos en el otro extremo los siete pies y un cuarto de pulgada -más de dos metros- que preconizaba Mr. Isambard Kingdom Brunel. Este eximio ingeniero declaró ante la comisión que preparaba una ley sobre anchos de vía:

“Looking to the speeds which I contemplated would be adopted on railways and the masses to be moved it seemed to me that the whole machine was too small for the work to be done, and that it required that the parts should be on a scale more commensurate with the mass and the velocity to be obtained.”

http://lionels.orpheusweb.co.uk/RailSteam/GWRBroadG/BGHist.html

“Pensando en las velocidades que contemplaba serían adoptadas en los ferrocarriles y las masas a mover me parecía que la máquina entera era demasiado pequeña para el trabajo que debía hacer, y ello requería que las partes fueran de una escala más acorde con la masa y la velocidad a obtener”.

Adivine usted qué hace esta locomotora posada como un pajarito encima de un vagón de ferrocarril

Esto me hizo recordar que el “Informe Subercase” dice algo sobre masas indivisibles. Sigue una cita:

“Las disposiciones que siguen a los artículos mencionados y fijan las unidades de peso y distancia que deben emplearse en los ferrocarriles, son evidentemente necesarias. La manera que se establece aquí de pagar los derechos de tarifa por las fracciones de peso y de distancia, es más favorable a las compañías que en otros países. Los límites del peso que se permitirá llevar a los carruajes que la compañía admita en el ferrocarril, así como del que podrán tener las masas indivisibles que se transporten por el mismo, son casi idénticos a los que ha sancionado ya la experiencia como tolerables en otros caminos de iguales o menores dimensiones”.

El “Informe Subercase”

 

Aquí tenemos una primera definición de “masa indivisible”, partiendo del DRAE.

Masa es la “magnitud física que expresa la cantidad de materia que contiene un cuerpo”.

“Indivisible” es lo “que no se puede dividir”, y “dicho de una cosa: que no admite división, ya por ser esta impracticable, ya porque impida o varíe sustancialmente su aptitud para el destino que tenía, ya porque desmerezca mucho con la división”.

Por ejemplo, esto…

Vagón schnabel cargado con un transformador eléctrico  –  http://en.wikipedia.org/wiki/File:CPOX820.jpg

http://es.wikipedia.org/wiki/Vagón_schnabel

Pero lo que tenía yo en la memoria era esta otra imagen…

El Loto Azul  –  http://www.editorialjuventud.es/0926-2.html

Hagamos un poco de historia antigua… con minúsculas. Según la Wikipedia, un talento era aproximadamente el peso del agua necesaria para llenar un ánfora, alrededor de un pie cúbico. El talento ático pesaba unos 26 kilogramos, el romano unos 32, el egipcio cosa de 27, y el de Babilonia 30,3 poco más o menos. En los tiempos de Jesús de Nazaret el talento al uso venía a pesar unos 58,9 kilogramos.

http://es.wikipedia.org/wiki/Talento_(moneda)

Tipos de ánfora  –  Dibujo de A. Hayler

http://es.wikipedia.org/wiki/Ánfora

Al excavar Pompeya, los arqueólogos encontraron unos almacenes de mercancías bastante amplios… con unas puertas que nos parecen sorprendentemente pequeñas. La razón es que nosotros estamos acostumbrados a mover los bultos en vehículos que entran y salen de los edificios por grandes puertas cocheras. Los romanos los metían y sacaban a base de seres humanos, que llevaban a cuestas unos objetos de las medidas de un ánfora. Las puertas son vulnerables… por eso, cuanto más pequeñas las hagamos, mejor. Para los romanos, los módulos que determinaban la masa indivisible máxima eran el peso y el volumen que pueden manejar un hombre o dos. El equivalente moderno no es el contenedor, es el “Wehrmacht-Einheitskanister”, más conocido por su nombre inglés:  “jerrycan”.

http://es.wikipedia.org/wiki/Bidón

Probablemente, usted conoce la famosa leyenda urbana sobre el culo del caballo que determina el ancho de los ferrocarriles modernos… y de rebote, las dimensiones de las lanzaderas espaciales, pasando por los carros de guerra romanos. La idea es que las rodadas de dichos carros fueron unificando la medida de los ejes de todos los que circularon después por Inglaterra. Cuando alguien tuvo la genial idea de reforzar los caminos ordinarios con barras de hierro, lo más lógico era adoptar la distancia entre las rodadas como “estándar” para los futuros ferrocarriles. El problema de la historieta es… que es falsa, a pesar de estar dando vueltas por ahí desde 1905, por lo menos. Así y todo, resulta muy visual -se non è vero, è ben trovato- y me parece útil para presentarle el concepto de gálibo de carga, que es mucho más importante que el ancho de vía para determinar el volumen de la mayor masa indivisible que podemos transportar por un ferrocarril determinado.

http://www.grijalvo.com/Zoologia_con_aplicabilidad/caballo_culo.htm

http://www.grijalvo.com/A_Trevor_Hodge/Roman_roads_gauge.htm

(( traducción pendiente ))

El transporte de masas indivisibles en la Antigüedad

Aquí viene a cuento que haga usted una pequeña digresión y vea este clip de video… 

Ponga el sonido y disfrute la música.

De nada.

Sarens

Según el DRAE, “gálibo”, del árabe hispánico “qálib”, es:

1. m. Plantilla o patrón para trazar o comprobar un perfil.
2. m. Figura ideal, cuyo perímetro marca las dimensiones máximas de la sección transversal autorizadas a los vehículos cargados, que hayan de pasar por túneles, arcos, etc.
3. m. Arco de hierro en forma de U invertida, que sirve en las estaciones de los ferrocarriles para comprobar si los vagones con su carga máxima pueden circular por los túneles y bajo los pasos elevados.
4. m. Elegancia.
5. m. Plantilla con arreglo a la cual se hacen las cuadernas y otras piezas de los barcos.
6. m. Arq. Buen aspecto de una columna por la acertada proporción de sus dimensiones.
7. m. Mar. Forma que se da al contorno de las ligazones de un buque.
8. m. Mar. Forma del barco.

El término tiene una connotación inesperada: la estética… Otro día, si usted quiere, podemos explorar un poco la belleza de lo funcional.

Gálibo  –  Langa de Duero,  27 de marzo de 2007  –

http://esperandoaltren.blogspot.com.es

http://es.wikipedia.org/wiki/Gálibo

Y el DRAE nos brinda otra asociación interesante: la náutica. Hay ejemplos muy útiles para este pequeño estudio en los canales navegables.

Sigue otra cita del “Informe Subercase”:

“En los países donde se han construido muchos ferrocarriles se ha visto que los caminos más distantes entre sí, los más aislados, los que nadie pudiera discurrir cuando se construyeron que habían de ponerse en comunicación, han llegado, sin embargo, a estarlo con el tiempo por el intermedio de muchas empresas de ferrocarriles que los han enlazado; y entonces se han lamentado con frecuencia los graves inconvenientes de esa falta de uniformidad que nada hubiera costado establecer con un poco de previsión, mucho más cuando ya en los canales de navegación se habían notado inconvenientes semejantes por la misma falta”.

El “USS Missouri” pasando la esclusa de Miraflores el 13 de octubre de 1945

Official U.S. Navy Photograph

Las dimensiones de los buques que pueden navegar por los canales están determinadas por las medidas de las esclusas. Los ingenieros navales norteamericanos han de tener siempre en cuenta las del canal de Panamá, que les han impuesto unas constricciones en el diseño de los cascos y, desde la construcción del Puente de las Américas en 1962, también les limitan la altura máxima.

http://es.wikipedia.org/wiki/Panamax

Aquí tiene usted un gráfico que vendría a ser el equivalente náutico del gálibo ferroviario, según los canales por los que deben pasar los buques:

Minimum bounding box  –  wikimedia.org/User:Cmglee

Ahora podemos introducir otro concepto útil:  el factor de forma.

Supongamos que usted y yo fabricamos ordenadores. Son máquinas muy versátiles, porque la variedad de componentes disponibles permite montarlas a la medida de cualquier cliente. Eso sí, todas las placas deben tener las mismas dimensiones, porque han de entrar en huecos delimitados muy exactamente cuando se definieron las bases de los equipos.

http://es.wikipedia.org/wiki/Factor_de_forma

Hay otro ejemplo útil en los formatos normalizados de la papelería, que se cortan siguiendo una pauta homogénea:  la famosa norma DIN 476. La relación entre las medidas de los lados es la raíz de dos, y se mantiene idéntica en todos los cortes, de manera que todos son semejantes en el sentido geométrico de la palabra:

DRAE  –  4. adj. Geom. Dicho de una figura: Que es distinta a otra solo por el tamaño y cuyas partes guardan todas respectivamente la misma proporción.

http://es.wikipedia.org/wiki/Formato_de_papel

Pero esa idea del factor de forma no se puede extender indefinidamente. Es relativamente sencillo alargar los trenes… hasta que se nos rompen los enganches. No es tan fácil ensancharlos, porque los vagones no pueden ser mucho más anchos que las vías sin perder estabilidad. Y todavía es más difícil hacerlos más altos, porque la resistencia de los elementos portantes crece según el cuadrado de su sección, pero el volumen -y por ende, el peso- aumenta al cubo. Por eso los caballos, siendo cuadrúpedos como los elefantes, pueden tener unas patas mucho más finas. Un caballo de las medidas de un elefante es imposible, porque su esqueleto sería incapaz de soportar su propio peso.

Volviendo a los ferrocarriles, aquí tenemos una cita sobre el insigne ingeniero Brunel:

“The broad gauge of the Great Western is associated with one man, namely Brunel. Fortunately, Brunel rapidly delegated locomotive affairs to Daniel Gooch. Initial progress was both literally and figuratively rapid and the broad gauge operated some remarkably fast train services, but then the standard gauge caught up, and eventually overtook the broad gauge and locomotive development shifted elsewhere including to Wolverhampton on the GWR (where the Armstrongs and Dean rekindled locomotive development) and then gradually returned to Swindon as action shifted towards conversion. One of the problems with the broad gauge was that the vertical loading gauge was only slightly greater than that on standard gauge lines. This probably indicates that Brunel was not fully aware of the mechanical potential for a broader gauge.”

Kevin P. Jones  –  http://www.steamindex.com/locotype/broadgg.htm

“La vía ancha del Great Western está asociada a un solo hombre: Brunel. Por buena fortuna, Brunel delegó muy pronto los asuntos de locomotoras en Daniel Gooch. El progreso inicial fue rápido, tanto en sentido literal como figurado, y la vía ancha operó algunos servicios muy veloces, pero los trenes de vía estándar redujeron diferencias bien pronto. En un momento dado, superaron a los de vía ancha, y el desarrollo de locomotoras pasó a otras partes, incluyendo los talleres del GWR en Wolverhampton (donde los Armstrongs y Dean reemprendieron sus investigaciones) y luego volvió gradualmente a Swindon cuando el foco de las actividades osciló hacia la conversión. Uno de los problemas de la vía ancha era que el gálibo de carga vertical era sólo un poco mayor que el de las líneas estándar. Esto probablemente indica que Brunel no era plenamente consciente del potencial mecánico de una vía más ancha”.

Procede tener en cuenta las limitaciones económicas. Una vía más ancha es más cara, unos vehículos más grandes cuestan más… Brunel se encontró entre la espada de las inversiones y la pared de los presupuestos. Otro de los puntos débiles del GWR era un carril hueco que limitaba las cargas por eje, impidiendo la circulación de vagones más pesados… pero debía ser más barato que los otros tipos.

http://en.wikipedia.org/wiki/Baulk_road

Y ésta es la madre del cordero. Brunel pensó en masas indivisibles algo mayores que los Stephenson, añadió espacio a los dos lados para mejorar la estabilidad de los vehículos y aumentar la velocidad de los trenes y… ahí se quedó. Sus vehículos eran más anchos y más largos… y un poco más altos. Un tren de vía ancha diseñado con los mismos factores de forma que uno de vía estrecha sería el doble de ancho, el doble de largo y el doble de alto… es decir, ocho veces más grande. Correlativamente, las masas indivibles que habrían podido mover los trenes crecerían al cubo. Y los carriles tendrían que ser auténticas vigas de acero. Los trenes de Brunel eran elefantes con patas de caballo, como los que pintó Salvador Dalí en “La tentación de San Antonio”.

http://es.wikipedia.org/wiki/La_tentación_de_San_Antonio_(Dalí)

Por otra parte, nosotros disponemos de una auténtica panoplia de máquinas para mover y elevar cargas. Las grúas fijas modernas son incomparablemente más potentes que las medievales. Y tenemos cada vez más grúas móviles, carretillas elevadoras de todos los tamaños, grúas puente… artefactos gigantescos. Si Brunel hubiera vivido más tiempo -murió con cincuenta y tres años- no me cabe duda de que habría hecho alguna cosa de ésas a su escala acostumbrada… a escala tremenda. Recuerde usted que su “SS Great Britain” fue en su día el barco más grande del mundo.

http://es.wikipedia.org/wiki/SS_Great_Britain

El “Ital Florida”, matriculado en Trieste, encontró un temporal en el Océano Índico…

http://gcaptain.com/ital-florida-container-casualties/

Otro elemento de gran influencia en el diseño de vehículos, vías y estaciones ha sido la invención de los contenedores modernos y la normalización de sus medidas. Igual que los anchos de vía ferroviarios, se dan -cómo no- en pies y pulgadas. El módulo de transporte se llama TEU, es decir, “Twenty foot Equivalent Unit”, veinte pies o unidad equivalente. Es un compromiso entre las masas indivisibles que podemos mover en barco, en tren y en camión.

http://es.wikipedia.org/wiki/TEU_(unidad_de_medida)

Contenedores normalizados para vía estrecha, cargados en vagones de vía ancha de gálibo bajo y de gálibo alto

He encontrado otra masa indivisible interesante en el transporte aéreo. La IATA normalizó las tres dimensiones y el peso (obviamente, en pulgadas y libras) del equipaje de mano que pueden llevar los pasajeros a bordo de los aviones. Como es una recomendación, no una obligación, las compañías “low cost” han decidido reducir esas medidas. Con eso consiguen que los maletines que uno puede llevar sin problemas en otras aerolíneas deban ir facturados. Naturalmente, eso incrementa el precio del billete… y es que “low cost” no es “low price”.

IATA – Checking in a bag

Y aquí le dejo unas conclusiones que son y serán siempre provisionales, porque la realidad es cambiante y compleja…

Los ferrocarriles rentables son los que mueven mercancías. Hacerlos más anchos los hace un poco más caros de construir y mucho más económicos de explotar. A largo plazo, los beneficios amortizan los costes, y los trenes más grandes ganan por goleada.

Según la Wikipedia, las veinte mayores redes de ferrocarriles son las de Estados Unidos, Rusia, China, India, Canadá, Alemania, Australia, Argentina, Francia, Brasil, México, Sudáfrica, Italia, Japón, Ucrania, Rumanía, Polonia, Reino Unido, España y Kazajistán. La mitad de ellas NO son de ancho estándar, cosa que debe parecer inexplicable a todos esos sabios que hablan del asunto sin haber estudiado la materia.

http://es.wikipedia.org/wiki/Anexo:Países_por_kilómetros_de_red_ferroviaria

Teóricamente, debemos estudiar los modelos de éxito y desechar los demás. Pues bien, los ferrocarriles están creciendo en China y en la India, que son dos de los cinco BRICS. El país más poblado del mundo, y uno de los más extensos, el que podría haber sacado más beneficios de un ancho superior, está limitado por el ancho Stephenson a mover caballos. En la India, el Proyecto Unigauge está convirtiendo las antiguas líneas de vía métrica a cinco pies y medio… Qué casualidad: es prácticamente el mismo que nos recomendaron los Subercase en 1844. Obviamente, en la India hay elefantes.

En el resto de los BRICS hay diferentes situaciones. En Brasil la mayoría de las líneas son métricas, pero hay cuatro mil kilómetros de vía ancha de cinco pies y tres pulgadas. En Rusia son de cinco pies, y eso no les ha impedido mover mercancías, ni hacer líneas de alta velocidad. Y tal vez el ejemplo más útil para los fines de este pequeño estudio sea el caso de Sudáfrica. Allí, tan lejos y tan cerca, el ancho normal de los ferrocarriles es de tres pies y seis pulgadas, poco más de un metro. Como las masas indivisibles que se pueden llevar materialmente en los trenes son pequeñas, todos los transportes especiales se han de hacer forzosamente por carretera. De ahí la “necesidad” de ampliar las carreteras y, “ya que están ahí”, de usarlas también para los tráficos “normales”…

http://www.transcor.co.za/gallery/gallery2/gal-images/photo-022.jpg

… hasta tal punto, que podemos ver locomotoras que se mueven por allí como simple “carga rodada”.

A primera vista, eso viene a ser cualquier cosa que va metida en la caja de un camión, en la de un semirremolque o en un contenedor que circula sobre una plataforma. Pero el concepto ha causado muchos cambios de nuestros medios de transporte. Otro día, si usted quiere, podemos enmarcarlo semánticamente.

Carga rodada  (pendiente)…

 

El ancho Brunel, aunque no hubiera tenido otras ventajas, que las tenía, hubiera evitado el crecimiento canceroso del camionaje, porque…

…  los trenes pueden ser más  GRANDES.

Otro día, si usted quiere, podemos seguir investigando las consecuencias de nuestras decisiones sobre las masas indivisibles.

Como de costumbre, este artículo ni siquiera estaba en mi lista pública de “pendientes” y me ha creado otros seis.

No me va a dar la vida para acabarlos.

Endeavour  –  Los Angeles Times
Efecto de red
Michael Bell – What If…
Lionel A. Smith  –  The Broad Gauge Story
El “Informe Subercase”
Wikipedia   –  Vagón schnabel
Wikipedia  –  Talento (moneda)
Wikipedia  –  Ánfora
Autor desconocido  –  El culo de los caballos
Dr. A. Trevor Hodge – “Roman gauge”
(( Traducción pendiente ))
El transporte de masas indivisibles en la Antigüedad
(( La belleza de lo funcional… ))
(( Carga rodada… ))

Dr. Ricardo Hidalgo Ottolenghi  –  Cesáreas a demanda

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