Franco & Crosti, una pareja de altas prestaciones

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Para Juanjo Olaizola y todo el personal del Museo Vasco del Ferrocarril por su buen hacer tanto personal como ferroviario

 

Desde el inicio de la locomotora de vapor, las innovaciones técnicas no dejaron de sucederse de forma continua. Así tenemos  la adopción de una serie de rodajes destinados, unos a aumentar la potencia de arrastre, otros la velocidad, y otros intermedios como una especie de chica para todo. Igualmente la adopción de diferentes tipos de hogar, el aumento del paso del vapor, y la disminución de su recorrido, la incorporación de nuevas distribuciones como la cilíndrica, la de válvulas e incluso la tan peculiar de Caprotti, en lugar de la plana inicial, no fueron sino una serie de pasos lógicos en el desarrollo de esta maravillosa máquina.

Igualmente y desde el inicio se mejoró el tiro, así el escape Kylala, Kilchap, Kilpor* o Giesel se montaron en un sin número de locomotoras también.

Pero donde los ingenieros también mostraron sus preocupaciones fue en el tema del aprovechamiento del vapor del escape e incluso de los gases de la combustión. De esta forma aparecieron innumerables sistemas los cuales se desarrollaron con mejor o peor fortuna entre los constructores.

Uno de los más efectivos sería el recalentador (1) Schmit que llegaría a nuestro país montado en las locomotoras mallet del Zafra – Huelva de ancho normal, y en las locomotoras 130T de vía métrica del ferrocarril Alicante-Denia (ESA)

Igualmente aparecieron toda una serie de dispositivos encargados de precalentar (2) el agua antes de su inyección en la caldera para evitar la caída de presión al inyectar agua fría en un medio caliente. De entre estos sistemas tenemos el ACFI, el Wortington –horizontal y vertical-, el Dabeg, el Knorr entre otros los cuales solían ir montados en la propia bancada e incluso encima de la propia locomotora.

Para su funcionamiento se aprovechaba parte del vapor del escape que habiendo cumplido su función en los cilindros tenía la suficiente temperatura y presión para su aprovechamiento.

Pues bien, dentro de todos estos sistemas tenemos uno que fue montado con carácter experimental en una locomotora 1-4-0 de la antigua Cía. del Norte, ya por la propia Renfe. Me estoy refiriendo a la caldera sistema Franco – Crosti que en su día circuló por nuestra Red.

Magnífica estampa de una Franco-Crosti italiana

La disposición del sistema podía adoptar diversas formas, incluso en su país de origen

Esta es una muestra del sistema aplicado en un locomotora alemana

Aquí vemos nuestra aportación a tan peculiar sistema. Doc Museo Vasco del Ferrocarril

 

* Kylalá, es el nombre del inventor de este escape. Chapelón lo modificó dando lugar al Kylchap, y finalmente Porta, haría también una modificación obteniéndose el Kylpor.

(1) Aparato destinado a recalentar el vapor con la finalidad de aumentar su potencia y poder expansivo al proceder a su secado en unas tuberías colocadas en el interior del cuerpo tubular de la caldera

(2) Precalentadores, aparatos destinados a calentar el agua previa su introducción en el cuerpo tubular de la caldera. Según el sistema se procede a la separación del aceite del vapor previo a su entrada, son los llamados de mezcla-Dabeg, ACFI, etc.- 

UN POCO DE HISTORIA

Las locomotoras en cuestión fueron obra de dos ingenieros de los FS (Ferrocarriles dello Stato), llamados Atilio Franco y Piero Crosti que se realizó el año 1930

Esta caldera era una modificación de una caldera en la que los gases calientes del hogar pasaban por una serie de  tubos que se encontraban en el interior de la caldera, aumentando de esta forma la superficie térmica y como resultado el poder de vaporización.  Al aumentar la superficie de calefacción por medio de los tubos y los gases se mejoraba enormemente la producción del vapor que era el sistema habitualmente utilizado.

La mejora consistió en la colocación de una caldera secundaria para precalentar el agua. Para ello se utilizaba el calor remanente de los gases del escape que mediante un mecanismo de intercambio de calor secundario se aprovechaban para precalentar el agua que se tenía que inyectar en la caldera.

El precalentador de agua de alimentación no estaba diseñado para producir vapor, su función era solo  elevar la temperatura del agua de alimentación.  Esto permitía que el precalentador utilizara  la energía que quedaba en los gases del escape con eficacia.

La configuración típica de una caldera de Franco-Crosti es la de la caldera principal con uno dos precalentadores en sus laterales. Cuando estas calderas secundarias no se podían montar en paralelo con la caldera principal, se montaron en la parte inferior de la misma. Era pues este el principal elemento diferenciador externo que permitía identificar de forma fácil y rápida a las locomotoras provistas de esta mejora, confiriéndoles ese peculiar aspecto, con un par de chimeneas humeantes en sus laterales.

Cuando una locomotora inicia su funcionamiento, el agua fría del tender se introduce directamente en la caldera principal que funciona normalmente con los gases de escape que salen de la chimenea principal a través de la caja de humos. En el caso de una caldera Franco-Crosti, un dispositivo especial cerraba la chimenea principal  haciendo que los gases de escape fluyeran   a través del precalentador del agua de alimentación, saliendo a través de la chimenea secundaria ubicada en la parte trasera o lateral de la locomotora, en lugar de salir por la chimenea principal como sería lo habitual en una caldera tubular.  El agua que alimentaba a la caldera ya estaba precalentada en el precalentador de agua de alimentación y entraba en la caldera a la temperatura precalentada.

La primera realización técnica de una locomotora basada en este sistema fue una 0-6-2 + 2-4-2 + 2-6-0 para los ferrocarriles belgas, con una peso de 248 tons y un esfuerzo de tracción cercano a los 3000 CV. Básicamente eran dos locomotoras unidas por sus cabinas que dieron como resultado una de las mayores y más potentes locomotoras articuladas construidas en el mundo. Como curiosidad citar que durante la ocupación alemana de la II Guerra Mundial, esta locomotora fue dividida en dos nuevas locomotoras 0-6-2 + 2-6-2T, habiendo sobrevivido al menos una de ellas hasta mediados de los años 1950 en los ferrocarriles Polacos.

Las locomotoras Franco-Crosti fueron las primeras en utilizar la distribución por válvulas Caprotti (3). En los años 1950 la serie 625 de los FS fue transformada en la serie 623 con la colocación de las calderas secundarias en sus laterales, lo que las llevo a sobrevivir hasta los años 1970. Finalmente en el año 1954 se construyo la serie 741 en las cuales la principal diferencia era que la caldera secundaria estaba montada en la parte inferior de la caldera principal habiendo llegado su utilización también hasta mediados de los años 1970.

LA FRANCO CROSTI ESPAÑOLA

La mayoría de empresas ferroviarias, y Renfe no fue una excepción, tuvieron gran cantidad de modelos englobados en diversas series, algunas con gran cantidad de unidades.

 El lado oscuro que tantos problemas me causo antes de saber como era

 

ORIGEN DEL PROYECTO

En el año 1946 se interesaba a la Dirección y al Departamento de Material y Tracción, por ver de mejorar el rendimiento térmico de nuestras calderas en base a aprovechar las calorías de los gases de la combustión.

Dentro de estos parámetros se encontraba la caldera Franco-Crosti, experimentada en ferrocarriles extranjeros, y que en dicho año 1946 fue ofrecida por la casa Ibermotor a la Renfe.

Esta oferta se demoraría como resultado del pleito entre la casa Ibermotor y la Sociedad Anónima “Locomotive al vapore Franco”, de Bérgamo (Italia) que era la propietaria de la patente Franco-Crosti.

 

A este respecto hay que decir que las más importantes casas constructoras nacionales se negaron por no interesarles el prototipo, siendo la factoría “VULCANO” de Gijón quien se hizo cargo del proyecto mejorándolo con respecto al primitivo Franco – Crosti

La prueba de recepción de la locomotora 140 – 2438 tuvo lugar el día 29 de octubre de 1959, la cual se encontraba en reparación en nuestros  talleres (Renfe)  de Vigo. Aquí se montaría todo el conjunto y haría sus primeras pruebas de rodaje, trasladándose después de un corto espacio de tiempo a los talles de Valladolid, donde el propio Sr. Crosti procedió a su puesta a punto. En noviembre de 1961 se le efectuó una reparación, estando prestando servicio normal desde su entrada en servicio. (carta de 27 de marzo de 1962)

LAS ECONOMIAS DEL SISTEMA FRANCO-CROSTI

En escrito de 1 de febrero de 1962 se informa que la citada locomotora viene prestando un servicio satisfactorio, cubriendo el turno normal con otras locomotoras de la misma serie y del mismo sistema de distribución Lentz.

De las cifras de consumo de carbón facilitadas por el Depósito y de las estadísticas durante este periodo de tiempo, se extraen las siguientes conclusiones:

1. La economía normal de carbón de esta locomotora ha sido del 18’5% sobre el promedio del consumo de las restantes 29 citadas
2. La economía mínima, bien por su estado (próximo a entrar en reparación) servicio más duro o o comparación con solo las mejores locomotoras, ha sido del 14’7%. La economía máxima en circunstancias inversas lega hasta el 19’6 %

Estos resultados confirmaban la economía que el sr. Crostí garantizó. En este caso con dicha economía del 14’7%, se obtenía un ahorro de 150.000 pts en el consumo del carbón de forma anual, lo que daba un tiempo de 7’7 años para su amortización. Si bien llegando a una economia del 18’5 este plazo de amortización era de 6 años.

CONCLUSION

Con fecha 2 de febrero de 1962 el departamento de Material y Tracción emite el siguiente informe:

“No obstante los resultados satisfactorios de este ensayo, estimo que el tiempo de amortización requerido y la limitada vida de la tracción vapor por la actual evolución del transporte ferroviario hacia la tracción diesel y eléctrica, no tiene tanta importancia la introducción del sistema “Crosti” en nuestras locomotoras de vapor, máxime si las inversiones necesarias para esta transformación pueden ser de igual o mayor rentabilidad en los sistemas más modernos citados de tracción”

La suerte del sistema “Crosti” estaba echada.

 

(3) La distribución por válvulas Caprotti fue inventada por el italiano Arturo Caprotti y utilizaba árboles de levas y válvulas de asiento de origen  en el diseño de las utilizadas en el parque automovilístico, en lugar de las válvulas de pistón utilizadas habitualmente en el vapor

 

Igualmente y según el investigador Juanjo Olaizola existió el proyecto –plano- para la aplicación de dicho sistema en una locomotora de la serie 1400 en época de MZA. Si bien se consiguieron economías en el uso del carbón, la presencia del humo con azufre a una relativamente baja temperatura en el intercambiador, en presencia de humedad, precipitaba en ácido sulfúrico, lo que conllevaba problemas de corrosión graves. Este fue uno de los problemas que tuvieron este tipo de calderas en su utilización. Por todo ello, junto con lo tardío del proyecto, ya en una fase de fuelización de la Red, y ser una sola locomotora la transformada no cabe sino referirnos a ella como una simple curiosidad.

Un interesante proyecto de fecha temprana que no llegó a realizarse sería esta 1400MZA, con aires de 1800 dotada de dicho sistema, por otra parte NORTE también confeccionaría un proyecto para dotar a su Montañas de alta presión, lo que conllevaba un cambio total en su imagen

 Una muy rara imagen de esta peculiar locomotora “dando la doble” a una Mikado al frente de un pesado tren de mercancías.

De los diversos tipos de precalentadores que se citan al final de este trabajo, hay uno, el denominado Metcalfe que según la bibliografía consultada, se le cita como: ” un dispositivo muy flexible que requiere un mantenimiento apenas más importante que el de un inyector normal. Su aplicación es muy limitada por necesitar una contra presión bastante alta, y un timbre de caldera  por encima de los 12 a 14 Kg7cm2, pues requiere una gran cantidad de vapor vivo. Su instalación es aconsejable en locomotoras de simple expansión”

Desconozco si alguna locomotora nuestra llegó a montar tan curioso sistema

Estas imágenes del Museo Ferroviario de Santiago de Chile muestran este curioso sistema montado en locomotoras 141, 241 y 240 todas ellas de ancho ibérico. Foto Autor

 

 

 

EL MODELO A ESCALA

O mejor dicho, los modelos. Esta locomotora por su especial estructura fue objeto de temprana de reproducción por mi parte. Se partió de uno de los omnipresentes chasis de Jouef que tanto juego dieron a los aficionados constructores en su día al ser lo más similar a una distribución y rodaje nuestro, y resultar de fácil y económica adquisición.

Ya he dicho en otros escritos que la forma de una locomotora, su caldera, sus elementos específicos suelen obrar un estímulo en los constructores.

Por otra parte la instalación de determinados elementos en una locomotora, permite a demás de su personalización, acercarnos aún más a la propia realidad del modelo reproducido. Valga como ejemplo de lo expuesto que siendo poseedor de 6 locomotoras Mikado anteriores al modelo comercial actual, las tengo todas ellas debidamente personalizadas, con inclusión de los elementos diferenciadores según su número.

Igualmente la inclusión de determinado precalentador –Dabeg, Wortington, ACCFI, etc.- hará que si queremos ser respetuosos con la reproducción nos informemos previamente por ver la disposición de las tuberías que utilizaban estos sistemas. Ello hará que conozcamos un poco más a nuestro ferrocarril.

Lo bien cierto es que algunas locomotoras parecían verdaderos tratados de fontanería. A nivel modelístico, los recalentadores no se suelen reproducir dado que no son visibles, por ello aquí nos referiremos a la reproducción e inclusión en nuestros modelos de los precalentadores que si son visibles, y además muestran diferentes formas entre ellos, lo que permitía distinguir con un solo vistazo de cual iban dotadas las locomotoras.

Vista del modelo de construcción personal, aún sin pintar

 Como he dicho antes, el primer modelo se construyó con la documentación existente en ese momento, y con los conocimientos y mecánicas del momento. Si alguien esta interesado en la lectura de este artículo en la revista ASVAFER nº 22 puede encontrar el citado reportaje.

Puestas así las cosas, y habiendo conseguido una imagen del lado izquierdo en el sentido de la marcha,  (era el lado oscuro) así como un esquema de la misma, se vio que se había incurrido en una serie de errores por lo que decidí su nueva construcción partiendo de cero. Únicamente se reutilizó el frontal de la caja de humos, siendo el resto de nueva construcción.

La técnica utilizada es la misma que la descrita en el artículo La Construcción de Locomotoras de Vapor, por lo que tan solo haré un comentario a aquellas partes específicas de su construcción.

Bajo la mirada de una pareja de la Guardia Civil, inicia el ascenso en una dura rampa

El chasis sigue las pautas descritas y esta formado por dos chapas de latón de 1 mm de grosor debidamente arriostradas para que mantenga el paralelismo del mismo. Dado que utiliza un sistema de tomas de corriente por medio de unos pistones de latón, se proyecto desde el principio los agujeros necesarios para ello.

Los cilindros son macizos confeccionados manualmente a partir de un redondo del diámetro requerido. La parte superior de los mismos en los que en realidad se alojaba la distribución del vapor, es de bronce debidamente cortado, limado y ajustado manualmente. Igualmente están dotados de tornillos interiores que permiten su montaje por separado, así como efectuar pequeñas correcciones para que ambos queden de forma exacta en el bastidor.

La distribución compuesta por todo el conjunto de bielas, utiliza piezas de diversa procedencia debidamente adaptadas.

 La bancada y caldera obedecen a los principios constructivos ya explicados en otros artículos. La motorización a diferencia del primer modelo que estaba en el tender y era de concepción sencilla, aquí, está en la propia locomotora y utiliza un motor y mecánica Escap, toda una garantía de funcionamiento.

El resto de la locomotora, cabina, cajón de fuegos, precalentador, etc, son elementos de construcción personal que no requieren mayor explicación, pues no son sino simples desarrollos geométricos de diversos cuerpos.

El tender es de fabricación totalmente integral, y reproduce el tender unificado de la Cía. del Norte. Una serie de fotos ilustran mejor que un largo párrafo.

 

CONCLUSIÓN FINAL

La incorporación de este tipo de elementos, precalentadores, es una acción de personalización del modelo que permite al modelista exigente el poder acercarse a la realidad, incorporando a un modelo comercial o de construcción propia aquellos elementos diferenciadores que raramente una empresa comercial efectuará, o caso de hacerlo incurrirá en algún error, pues normalmente suelen, dentro de su política de contención de gastos, pero no del precio de venta, aprovechar un modelo hasta el límite, ignorando que muchas veces aún siendo el mismo modelo existían diferencias en la realidad.

En el viejo puente giratorio de mi maqueta

Desde aquí os animo a que dentro de vuestras posibilidades, así como habilidades, hagáis pequeñas incursiones en este campo del súper detallado. La marcas J’s, Lemabo, Forné, Mecanic Trains, Weinert, etc, ofrecen interesantes reproducciones de estos precalentadores (algunas locomotoras de Roco incorporan el precalentador Knorr que también se utilizó en nuestro país) que si sabemos como se montaban en las locomotoras nos proporcionaran horas de feliz disfrute de nuestra afición, estudiando, resolviendo y finalmente colocando el elemento elegido, con lo cual tendremos un modelo personalizado y real.

Vicent Ferrer, 6/2017

BIBLIOGRAFIA

Worthington  Calentador-Alimentador para locomotoras de vapor. Descripción y Funcionamiento. Madrid 1951

La Caldera de Vapor. Ing. Leoneiro Cei. Edit. Gustavo Gili

La locomotora. Lamalle-Legein  Edt. Gustavo Gili SA

Material y Tracción, Renfe, La locomotora de vapor

 

 ADENDA FOTOGRAFICA Y DOCUMENTAL

Todo el material que se muestra a continuación tiene su origen en Kits, modificaciones o construcción integral del autor, y muestra la colocación de las diferentes bombas de alimentación según los modelos

Bomba Wortington 

Esquema que muestra la forma y disposición de las tuberías de un recalentador Wortington. Este tipo de documentación resulta imprescindible para que el aficionado pueda reproducir con toda exactitud lo que se pretende. 

 

 

Esta 1700 de Forne pertenece a las primeras por él suministradas en kit y que obligaba al aficionado-constructor a tener que desplazarse al establecimiento Mabar para poder ver los avances y solucionar problemas. Alguien se imagina una situación así en la actualidad.

Bomba Wortington vertical

No solo existió el horizontal sino también el denominado vertical, y cuya disposición y montaje muestra este esquema

Modelo de Forné modificado por mí

 

 

La bomba  Knorr

Es uno de los modelos más desconocidos pero que también se ha utilizado en nuestros ferrocarriles, el siguiente esquema muestra su montaje sobre una 141 Mikado Alco Norte

Todo el conjunto es de construcción personal habiéndose obtenido copias por medio de la técnica de “a la cera perdida”

La Bomba Dabeg

Fue otro de los sistemas utilizados. Aquí la vemos -funcional- montada sobre una 4700 Norte

 

La bomba ACFI

Esta muy popularizada dado que se monto sobre gran cantidad de locomotoras, entre ellas las Mikado, Garrats doble Mikado, etc

Sobre una Mikado

Sobre una Mikado Tanque 

Sobre una Bonita

Sobre una 140 ESTADO, afecta al Murcia – Caravaca 

Sobre una Garrat doble Mikado

Sobre una Bonita

Elementos comerciales y de construcción propia utilizados en estas locomotoras

UNA CURIOSIDAD

Antes de la invención del sistema de inyección moderno por Griffard en 1858, de las locomotoras de vapor, los constructores recurrieron a diversos sistemas. Uno era el de una bomba de alimentación que se accionaba por medio del propio pistón de vapor en su movimiento de vaivén. Este sistema tenía el inconveniente de que tan solo funcionaba cuando la locomotora estaba en marcha, impidiendo la alimentación de la caldera si estaba detenida, lo que era problemático.

Una de las locomotoras que tuvieron este sistema en su origen fueron las 130 del Lorca-Baza-Aguilas, el cual con el paso del tiempo desapareció.

Dado pues que era un sistema “viisble” y además funcional, decidí reproducirlo sobre una de estas máquinas por mi construidas, pues introducía un elemento diferenciador.

En estas dos imágenes podéis ver lo expuesto