Funicular

Un funicular ( / f juː ˈ n ɪ k j ʊ l ər , f ( j ) ʊ -, f ( j ) ə -/ few- NIK -yoo-lər, f(y)uu-, f(j)ə- ), ^{[ 1 ]} o ferrocarril funicular , es un tipo de sistema de ferrocarril por cable que conecta puntos a lo largo de una vía férrea tendida en una pendiente pronunciada . El sistema se caracteriza por dos vagones contrapesados ​​(también llamados vagones o trenes ) unidos permanentemente a los extremos opuestos de un cable de tracción, que pasa por una polea en el extremo superior de la vía. ^{[ 2 ] [ 3 ]} El resultado de esta configuración es que los dos vagones se mueven sincrónicamente: mientras uno asciende, el otro desciende a la misma velocidad. Esta característica distingue a los funiculares de los ascensores inclinados , que tienen un solo vagón que se arrastra cuesta arriba. ^{[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]}

El término funicular deriva de la palabra latina funiculus , diminutivo de funis , que significa 'cuerda'. ^{[ 5 ]}

En un funicular, ambos vagones están conectados permanentemente a los extremos opuestos del mismo cable, conocido como cable de tracción ; este cable pasa por un sistema de poleas en el extremo superior de la línea. Si la vía férrea no es perfectamente recta, el cable se guía a lo largo de la vía mediante poleas , que son poleas sin motor que permiten que el cable cambie de dirección. Mientras un vagón es arrastrado hacia arriba por un extremo del cable de tracción, el otro vagón desciende por la pendiente en el otro extremo. Dado que el peso de los dos vagones se contrarresta (excepto por la diferencia en el peso de los pasajeros), el motor solo tiene que proporcionar energía para arrastrar el exceso de pasajeros en el vagón que sube y el propio cable, además de la energía perdida por la fricción de las ruedas de los vagones y las poleas. ^{[ 2 ] [ 6 ]}

Para mayor comodidad de los pasajeros, los vagones del funicular suelen construirse, aunque no siempre, de manera que el piso de la plataforma de pasajeros sea horizontal en lugar de paralelo a la vía inclinada.

En algunas instalaciones, los vagones también pueden estar sujetos a un segundo cable —el cable 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 los cables se aflojen. Una ventaja de esta instalación es que el peso del cable se equilibra entre los vagones; por lo tanto, el motor ya no necesita gastar energía para levantar el cable. Esta práctica se utiliza en funiculares con pendientes inferiores al 6%, funiculares que utilizan trineos en lugar de vagones, o cualquier otro caso en el que no se garantice que el vagón que desciende siempre pueda tirar del cable de la polea en la estación en la parte superior de la pendiente. ^{[ 7 ]} También se utiliza en sistemas donde la sala de máquinas está ubicada en el extremo inferior de la vía (como la mitad superior del tranvía de Great Orme ) —en tales sistemas, el cable que pasa por la parte superior de la pendiente sigue siendo necesario para evitar que los vagones se deslicen cuesta abajo. ^{[ 8 ]}

Tipos de sistemas de energía

Accionamiento por cable

En la mayoría de los funiculares modernos, ninguno de los dos vagones está equipado con un motor propio; la propulsión la proporciona un motor eléctrico en la sala de máquinas (normalmente en el extremo superior de la vía), conectado mediante una caja de engranajes reductora a una polea grande —una rueda motriz— que controla el movimiento del cable de tracción mediante fricción. Algunos funiculares antiguos funcionaban de la misma manera, pero con máquinas de vapor u otros tipos de motores. La rueda motriz tiene dos ranuras: tras la primera media vuelta, el cable regresa mediante una polea auxiliar. Esta disposición tiene la ventaja de duplicar la superficie de contacto entre el cable y la ranura, y de devolver el cable descendente al mismo plano que el ascendente. Las instalaciones modernas utilizan revestimientos de alta fricción para aumentar la fricción entre las ranuras de la rueda motriz y el cable. ^{[ 6 ] [ 9 ] [ 10 ]}

En la sala de máquinas hay dos juegos de frenos: un freno de emergencia que sujeta directamente la rueda motriz y un freno de servicio montado en el eje de alta velocidad del engranaje. Los vagones también están equipados con frenos de riel de accionamiento hidráulico y aplicación por resorte para uso de emergencia. ^{[ 10 ]}

Los primeros frenos de pinza para funiculares, que sujetan cada lado de la curvatura del riel, fueron inventados por los empresarios suizos Franz Josef Bucher y Josef Durrer y se implementaron en el funicular Stanserhorn , inaugurado en 1893. ^{[ 11 ] [ 12 ]} El sistema de cremallera y piñón Abt también se utilizó en algunos funiculares para el control de velocidad o el frenado de emergencia. ^{[ 2 ] [ 6 ]}

Contrapeso de agua

Muchos funiculares antiguos se construían con depósitos de agua bajo el piso de cada cabina, que se llenaban o vaciaban hasta alcanzar el desequilibrio suficiente para permitir el movimiento, y algunos funiculares aún funcionan de esa manera. La cabina en la cima de la colina se carga con agua hasta que pesa más que la cabina en la parte inferior, lo que provoca que descienda y arrastre a la otra cabina hacia arriba. El agua se drena en la parte inferior y el proceso se repite intercambiando las cabinas. El movimiento es controlado por un frenador mediante la manivela del freno del sistema de cremallera y piñón, acoplada a la cremallera montada entre los rieles. ^{[ 2 ] [ 6 ]}

El funicular de Bom Jesus, construido en 1882 cerca de Braga , Portugal, es un sistema de este tipo que aún existe. Otro ejemplo, el funicular de Friburgo , en Suiza, construido en 1899, ^{[ 13 ]} es de particular interés ya que utiliza aguas residuales, provenientes de una planta de tratamiento de aguas residuales en la parte alta de la ciudad. ^{[ 14 ]}

Algunos funiculares de este tipo fueron posteriormente reconvertidos a energía eléctrica. Por ejemplo, el Giessbachbahn en el cantón suizo de Berna , inaugurado en 1879, originalmente funcionaba con lastre de agua. En 1912, su suministro de energía fue reemplazado por un motor hidráulico alimentado por una turbina Pelton , que a su vez fue reemplazada en 1948 por un motor eléctrico. ^{[ 2 ]}

Diseño de la vía

East Hill Cliff Railway en Hastings , Reino Unido : un funicular de cuatro raíles.

Angels Flight en Los Ángeles, California : un funicular de tres rieles.

Funicular de Nazaré en Nazaré , Portugal: un funicular de dos carriles

En los funiculares se utilizan tres configuraciones principales de rieles; dependiendo del sistema, la vía puede constar de cuatro, tres o dos rieles.

• Los primeros funiculares se construían con un trazado de cuatro raíles, con dos vías paralelas separadas y andenes independientes en ambos extremos para cada vagón. Las dos vías se colocaban con suficiente espacio entre ellas para que los dos vagones pudieran cruzarse en el punto medio. Si bien este trazado requiere la mayor superficie de terreno, también es el único que permite que ambas vías sean perfectamente rectas, eliminando la necesidad de poleas para mantener el cable en su lugar. Ejemplos de funiculares de cuatro raíles son el funicular Duquesne en Pittsburgh, Pensilvania , y la mayoría de los funiculares de acantilado en el Reino Unido.
• En los sistemas de tres raíles, el raíl central es compartido por ambos vagones, mientras que cada vagón circula por un raíl exterior diferente. Para permitir que los dos vagones se crucen a mitad de camino, el raíl central debe dividirse brevemente en dos, formando un bucle de adelantamiento . Estos sistemas son más estrechos y requieren menos raíles para su construcción que los sistemas de cuatro raíles; sin embargo, aún requieren andenes de estación separados para cada vehículo. ^{[ 2 ]}
• En una configuración de dos rieles, ambos vagones comparten toda la vía excepto en el bucle de adelantamiento central. Esta configuración es la más estrecha de todas y solo requiere un andén en cada estación (aunque a veces se construyen dos: uno para subir y otro para bajar). Sin embargo, el bucle de adelantamiento requerido es más complejo y costoso de construir, ya que se deben instalar sistemas de desvío especiales para asegurar que cada vagón siempre entre en la vía correcta en el bucle. Además, si se utiliza un sistema de frenado, este se puede montar a mayor altura en configuraciones de tres y cuatro rieles, lo que lo hace menos susceptible a la obstrucción que la configuración de dos rieles en condiciones de nieve. ^{[ 7 ]}

Algunos sistemas funiculares utilizan una combinación de diferentes configuraciones de vía. Un ejemplo de esta disposición es la mitad inferior del tranvía de Great Orme , donde el tramo "por encima" del bucle de adelantamiento tiene una configuración de tres raíles (cada par de raíles adyacentes tiene su propio conducto por el que pasa el cable). En cambio, el tramo "por debajo" del bucle de adelantamiento tiene una configuración de dos raíles (con un único conducto compartido por ambos vagones). Otro ejemplo es el tranvía de Peak en Hong Kong , que es mayormente de dos raíles, excepto por un corto tramo de tres raíles justo antes del bucle de adelantamiento.

Algunos funiculares de cuatro raíles entrelazan sus vías por encima y por debajo del bucle de adelantamiento; esto permite que el sistema sea casi tan estrecho como uno de dos raíles, con un único andén en cada estación, eliminando además la necesidad de los costosos cruces a ambos lados del bucle. El Hill Train del Legoland Windsor Resort es un ejemplo de esta configuración.

Sistemas de desvío para funiculares de dos raíles

En el caso de los funiculares de dos raíles, existen diversas soluciones para garantizar que un vagón siempre entre en la misma vía en el bucle de adelantamiento.

Una de estas soluciones consiste en instalar interruptores en cada extremo del bucle de adelantamiento. Estos interruptores se mueven a la posición deseada mediante las ruedas del vagón durante los movimientos de reversa (es decir, al alejarse del bucle); este procedimiento también establece la ruta para el siguiente viaje en sentido contrario. El funicular de Great Orme utiliza este sistema.

Interruptor Abt

Otro sistema de desvío, conocido como desvío Abt , no tiene partes móviles en la vía. En cambio, los vagones están construidos con un diseño de ruedas poco convencional : las ruedas exteriores tienen pestañas en ambos lados, mientras que las interiores no las tienen (y suelen ser más anchas para rodar sobre los desvíos con mayor facilidad). Las ruedas con doble pestaña mantienen los vagones sujetos a un riel específico en todo momento. Un vagón tiene las ruedas con pestaña en el lado izquierdo, por lo que sigue el riel más a la izquierda, lo que lo obliga a circular por la rama izquierda del bucle de adelantamiento; de manera similar, el otro vagón las tiene en el lado derecho, lo que significa que sigue el riel más a la derecha y circula por 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; ^{[ 2 ]} desde entonces, el desvío Abt ha ganado popularidad y se ha convertido en un estándar para los funiculares modernos. ^{[ 9 ]} La falta de partes móviles en la vía hace que este sistema sea rentable y confiable en comparación con otros sistemas.

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  Los dos vagones de la parte superior del tranvía de Great Orme se cruzan en un bucle de adelantamiento controlado por un interruptor.
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  Juego de ruedas de un funicular de dos raíles con sistema de desvío Abt.

Estaciones

La mayoría de los funiculares tienen dos estaciones, una en la parte superior y otra en la inferior de la vía. Sin embargo, algunos sistemas se han construido con estaciones intermedias adicionales . Debido a la naturaleza de un sistema de funicular, las estaciones intermedias suelen construirse simétricamente con respecto al punto medio, lo que permite que ambos vagones paren en una estación simultáneamente. Ejemplos de funiculares con más de dos estaciones incluyen el teleférico de Wellington en Nueva Zelanda con cinco estaciones, incluida una en el bucle de adelantamiento , ^{[ 15 ]} y el Carmelit en Haifa , Israel, con seis estaciones, tres a cada lado del bucle de adelantamiento. ^{[ 16 ]}

Existen algunos funiculares con estaciones ubicadas de forma asimétrica. Por ejemplo, el funicular Petřín en Praga tiene tres estaciones: una en cada extremo y una tercera (Nebozízek) un poco más arriba del bucle de adelantamiento. ^{[ 17 ]} Debido a esta disposición, cuando un vagón en un lado se detiene en Nebozízek, el vagón en el otro lado se detiene sin acceso a la estación.

Desde la década de 1820 se han construido varios sistemas de ferrocarril por cable , que arrastran sus vagones por pendientes inclinadas. En la segunda mitad del siglo XIX, surgió el diseño del funicular como sistema de transporte. Resultaba especialmente atractivo en comparación con otros sistemas de la época, ya que el contrapeso de los vagones se consideraba una solución para reducir costes. ^{[ 2 ]}

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 entre 1868 y 1869, y la primera prueba se realizó el 23 de octubre de 1869. El funicular más antiguo en funcionamiento en Gran Bretaña data de 1875 y se encuentra en Scarborough , North Yorkshire. ^{[ 18 ]} 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 . Siguió funcionando con una máquina de vapor hasta que fue sometido a renovación en 1968. ^{[ 19 ]}

Hasta finales de la década de 1870, el funicular de cuatro raíles y vías paralelas era la configuración habitual. Carl Roman Abt desarrolló el desvío Abt, que permitió la configuración de dos raíles, la cual se utilizó por primera vez en 1879 cuando se inauguró el funicular de Giessbach en Suiza . ^{[ 7 ]}

En Estados Unidos, el primer funicular que utilizó un trazado de dos raíles fue el Telegraph Hill Railroad en San Francisco, que operó desde 1884 hasta 1886. ^{[ 20 ]} El Mount Lowe Railway en Altadena, California, fue el primer ferrocarril de montaña en Estados Unidos en utilizar un trazado de tres raíles. Los trazados de tres y dos raíles redujeron considerablemente el espacio necesario para construir un funicular, disminuyendo los costos de nivelación en las laderas de las montañas y los costos de propiedad para los funiculares urbanos. Estos trazados propiciaron un auge en la construcción de funiculares en la segunda mitad del siglo XIX.

Actualmente, el funicular más antiguo y empinado de Estados Unidos en funcionamiento continuo es el Monongahela Incline, ubicado en Pittsburgh, Pensilvania . Su construcción comenzó en 1869 y se inauguró oficialmente para el tráfico de pasajeros el 28 de mayo de 1870. El Monongahela Incline también tiene la particularidad de ser el primer funicular de Estados Unidos destinado exclusivamente al transporte de pasajeros y no de mercancías. ^{[ 21 ]}

En 1880, el funicular del Vesubio inspiró la canción popular italiana Funiculì, Funiculà . Este funicular fue destruido repetidamente por erupciones volcánicas y fue abandonado tras la erupción de 1944. ^{[ 22 ]}

Según el Libro Guinness de los Récords , el funicular público más pequeño del mundo es el Fisherman's Walk Cliff Railway en Bournemouth , Inglaterra, que mide 39 metros (128 pies) de largo. ^{[ 23 ] [ 24 ]} 

El funicular Stoosbahn en Suiza, con una pendiente máxima del 110% (47,7°), es el funicular más empinado del mundo. ^{[ 25 ]}

El funicular de Lynton y Lynmouth , construido en 1888, es el funicular hidráulico más empinado y largo del mundo. Asciende 152 metros (499 pies) verticalmente con una pendiente del 58%. ^{[ 26 ]} 

La ciudad de Valparaíso, en Chile , llegó a tener hasta 30 funiculares ( ascensores ). El más antiguo data de 1883. Actualmente quedan 15 , casi la mitad en funcionamiento, y otros en diferentes etapas de restauración.

El Carmelit en Haifa , Israel, con seis estaciones y un túnel de 1,8  km (1,1  millas), está reconocido por el Libro Guinness de los Récords como el " metro menos extenso " del mundo. ^{[ 16 ]} Técnicamente, es un funicular subterráneo.

El ferrocarril suspendido de Dresde ( Dresden Schwebebahn ), que cuelga de un riel elevado, es el único funicular suspendido del mundo. ^{[ 27 ]}

El funicular de Friburgo es el único funicular del mundo que funciona con aguas residuales. ^{[ 14 ]}

Se dice que el Standseilbahn Linth-Limmern , capaz de mover 215 t, tiene la mayor capacidad. ^{[ 28 ]}

Funicular de Odesa en Odesa , Ucrania

Funicular de Kakola en Turku , Finlandia

A pesar de sus nombres, ninguno de los dos sistemas es un verdadero funicular.

Algunos ascensores inclinados se denominan erróneamente funiculares. En un ascensor inclinado, las cabinas funcionan de forma independiente en lugar de en pares interconectados, y se elevan cuesta arriba. ^{[ 3 ]}

Un ejemplo notable es el funicular de Montmartre en París . Su nombre formal es un vestigio de su configuración original, cuando sus dos cabinas funcionaban como un par contrapesado e interconectado, moviéndose siempre en direcciones opuestas, cumpliendo así la definición de funicular. Sin embargo, el sistema ha sido rediseñado y ahora utiliza dos cabinas que operan de forma independiente, cada una de las cuales puede ascender o descender a demanda, lo que lo convierte en un ascensor inclinado doble; el término "funicular" en su nombre se conserva como referencia histórica. ^{[ 4 ] [ 29 ] [ 30 ]}

• Definición de funicular en el diccionario Wikcionario