Ferrocarril por cable

Esquema de un ferrocarril por cable

Los restos de la casa del cabrestante en la cabecera del Tranvía Rhiwbach No. 2, en el año 2007

Las vías de acceso a una rampa de gran pendiente son prácticamente horizontales, para permitir que los vagones se muevan con facilidad hacia y desde la pendiente, ya sea individualmente o en enganches cortos de dos o más unidades.

En la pendiente misma, las vías pueden estar entrelazadas (superpuestas en algunos tramos) para reducir el ancho del terreno necesario para su instalación. Esto requiere el uso de una vía de guantelete: ya sea una vía única de dos raíles, o una vía de tres raíles donde los trenes comparten un raíl común. En el centro de la pendiente se localiza una vía de paso para permitir que los trenes ascendentes y descendentes se crucen entre sí.

Los trabajadores ferroviarios conectan el cable al vagón superior y lo desconectan cuando llega al otro extremo de la pendiente. En general, se utilizan acoplamientos de seguridad para fines especiales en lugar de los acoplamientos de vagón ordinarios. Los cables pueden guiarse entre los raíles en la pendiente por una serie de rodillos para que no pasen a través de los carriles, donde las ruedas de los vagones los dañarían.

Ocasionalmente, las rampas se usaban para mover locomotoras entre distintos niveles, pero este tipo de operaciones eran relativamente raras, ya que normalmente era más barato disponer de una flota separada de locomotoras a cada lado de la pendiente, o accionar los trenes hacia las rampas con caballos.

En los primeros ferrocarriles, las rampas dotadas de sistemas de cables también se usaron en algunas líneas de pasajeros.

La velocidad de los vagones generalmente se controlaba mediante un freno que actuaba sobre el tambor del cabrestante en la parte superior de la pendiente. El cable pasaba alrededor del tambor varias veces para asegurar que hubiera suficiente fricción, de forma que el freno desacelerase la rotación del tambor, y por lo tanto los vagones, sin que el cable se deslizase.[7]

En la parte superior de la pendiente se empleaban varios dispositivos para garantizar que los vagones no comenzaran a descender antes de que se conectaran al cable. Estos iban desde simples trozos de roca encajados detrás de las ruedas de los vagones, hasta calzos instalados permanentemente que se sincronizaban mecánicamente con el sistema de frenado de tambor. En la cantera Maenofferen se instaló un sistema que elevaba una sección corta del carril en la cabecera de la pendiente para evitar fugas.[7]

El funcionamiento de una pendiente generalmente era controlado por el operario del freno, ubicado junto al cabrestante. Se utilizó una variedad de sistemas para comunicarse con los trabajadores en la parte inferior de la pendiente, cuyo trabajo consistía en conectar y desconectar los vagones del cable de tracción. Uno de los métodos de comunicación más comunes era un simple sistema de timbres eléctricos.[7]

Los ferrocarriles de cable a menudo se usaban dentro de las canteras para conectar niveles de trabajo. A veces, un solo sistema de cable abarcaba múltiples niveles, lo que permitiría mover los vagones entre los niveles más lejanos en un solo traslado. Para acomodar niveles intermedios, se utilizaron desvíos para permitir que los vagones salieran y se unieran al sistema de cableado a lo largo de su longitud. Se utilizaron varios métodos para lograrlo.[1][8]

Una disposición utilizada en la cantera Dinorwic se conocía como el método de "lastre". Esto implicaba una rampa con dos vías, una reservada para vagones con carga completa y la segunda utilizada por vagones con carga parcial. La línea utilizada por los vagones parcialmente cargados se conocía como la pista de "lastre" y tenía un tope colocado en la parte inferior. La distancia desde la parte superior de la pendiente hasta la parada era la misma que la distancia que los vagones completamente cargados necesitaban recorrer. Los vagones vacíos eran arrastrados pendiente arriba, contrarrestados por los vagones de lastre descendentes. Estos vagones vacíos eran reemplazados por vagones completamente cargados, listos para descender. Los vagones cargados descendentes a su vez hacían regresar los vagones de lastre a la parte superior de la pendiente. Una de las principales pendientes en Dinorwic tenía cuatro vías paralelas, dos operadas por el método de lastre y dos mediante el método de gravedad convencional.[1]

Motor de un sistema de cable, en el desfiladero de Adyr-Su (Cáucaso, Rusia)

Cantera de pizarra Aberllefenni. Plano inclinado dotado de cables, contrapesado por agua (al fondo)

Las rampas se clasifican según la fuente de energía utilizada para enrollar el cable.

Un motor estacionario impulsa el tambor de bobinado de un cabrestante que arrastra los vagones hasta la parte superior del plano inclinado, y que además puede proporcionar frenado para las cargas descendentes. Se requiere una sola pista y una línea de cable para este tipo de tracción. El motor estacionario puede ser un motor de vapor o de combustión interna, o bien una rueda hidráulica.

En un sistema de equilibrio por gravedad, se emplean dos vías paralelas, con trenes ascendentes en una y trenes descendentes en la vía adyacente. Se conecta un solo cable a ambos trenes, enrollado alrededor de un tambor en la parte superior de la pendiente para proporcionar el frenado. El peso de los vagones descendentes cargados se utiliza para levantar los vagones vacíos ascendentes.[1]

Esta forma de ferrocarril por cable solo se puede usar para mover cargas cuesta abajo.[1] Requiere un espacio más amplio que una rampa impulsada por un sistema de cables motorizado, pero tiene la ventaja de no requerir energía externa y, por lo tanto, su coste de operación es más barato.

Una variación de las rampas por gravedad fue el plano inclinado trwnc,[9] utilizado en las canteras de pizarra del norte de Gales, especialmente en la cantera Dinorwic y varias en Blaenau Ffestiniog. En estas rampas, también operadas por gravedad, en lugar de que los vagones recorrieran el plano inclinado sobre sus propias ruedas, se usaron plataformas angulares sobre ruedas (unidas permanentemente al sistema de cables) que tenían una plataforma horizontal sobre la cual viajaban los vagones de la mina de pizarra.[1]

Esta es una variante de las rampas por gravedad, que se puede usar para mover cargas cuesta arriba. Un depósito de agua unido al tren descendente se llena con agua hasta que el peso combinado del depósito lleno y el tren es mayor que el peso del tren cargado que se transportará cuesta arriba. El agua se transporta en un vagón de agua adicional unido al tren descendente, o se transporta debajo de la plataforma en la que se sitúa el tren vacío. Este tipo de rampas está especialmente asociada con las canteras de pizarra de Aberllefenni, suministradoras del Ferrocarril de Corris.[10]

Esta forma de plano inclinado tiene las ventajas de un sistema de contrapesado por gravedad, con la capacidad adicional de transportar cargas cuesta arriba. Solo es práctico cuando hay un gran suministro de agua disponible en la parte superior de la pendiente. Un ejemplo de este tipo es el tren de paajeros remolcado por cable del Ferrocarril de Lynton y Lynmouth Cliff.

Una forma poco común de ferrocarril por cable utiliza locomotoras equipadas con un cabrestante para accionar el cable. Con el cable o la cadena unidos a los vagones de los que se va a tirar, la locomotora estacionada recoge el cable y sube la pendiente por su propia fuerza. Cuando el cable está casi en toda su extensión, o cuando se alcanza la cima, la locomotora se sujeta a los rieles y el cable se enrolla.[11]

En una forma más simple, el cable está conectado a una locomotora, generalmente en el extremo superior de la pendiente. La locomotora se aleja de la cabeza de la pendiente, arrastrando los vagones por el plano inclinado. La locomotora en sí no viaja por la sección del plano inclinado. Un ejemplo de este tipo se conserva en el Museo Amberley Chalk Pits. Este sistema se usaba generalmente para superar una rampa provisional, donde resultaba demasiado caro instalar un cabrestante con un motor estacionario. Se emplea de manera similar para operaciones de recuperación, cuando el material rodante descarrilado debe transportarse de regreso a la vía.