Barco de cadena

Un barco de cadena , ^{[ 1 ] [ 2 ]} remolcador de cadena ^{[ 3 ]} o barco de cadena ^{[ 4 ]} era un tipo de embarcación fluvial , utilizada en la segunda mitad del siglo XIX y la primera mitad del siglo XX en muchos ríos europeos, ^{[ 5 ]} que utilizaba una cadena de acero tendida a lo largo del lecho del río para su propulsión. ^{[ 2 ] [ 6 ] [ 7 ]} La cadena se accionaba mediante una máquina de vapor montada a bordo y permitía al barco remolcar una hilera de barcazas . ^{[ 2 ] [ 6 ] [ 8 ] [ 9 ]} En Alemania , a este tipo de barco se le denominaba de diversas maneras como Kettenschleppschiff , Kettenschlepper , Kettendampfer o Kettenschiff y en Francia como toueur . ^{[ 6 ] [ 10 ]}

La cadena se izaba fuera del agua por encima de una botavara en la proa del barco y se conducía por la cubierta a lo largo del eje del barco hasta la máquina de cadena en el centro. La transferencia de potencia de la máquina de vapor a la cadena se realizaba generalmente mediante un cabrestante de tambor. Desde allí, la cadena se conducía por la cubierta hasta otra botavara en la popa y se bajaba de nuevo al río. Al mover la botavara de popa y los dos timones , de proa y de popa, de lado a lado, era posible volver a colocar la cadena en el centro del río, incluso al sortear las curvas. ^{[ 7 ]}

La navegación con barcazas de cadena revolucionó el transporte fluvial durante la Revolución Industrial en la segunda mitad del siglo XIX en Europa y sustituyó al hasta entonces común arrastre de barcazas por animales de tiro o personas. La transmisión por cadena de estas barcazas fluviales aprovechaba al máximo las máquinas de vapor, todavía relativamente poco potentes para la época. Además, las barcazas se adaptaban especialmente bien a las difíciles condiciones de navegación fluvial de aquel entonces: muchos ríos eran poco profundos o de corriente rápida, lo que impedía el uso de barcos de vapor de paletas . Como resultado, las barcazas de cadena pronto se utilizaron en muchos ríos de Europa. Pero en la primera mitad del siglo XX se vieron cada vez más amenazadas por la competencia de barcos de vapor de paletas cada vez más potentes , algo que se vio favorecido por la canalización de los ríos . ^{[ 11 ]}

Los primeros diseños y las primeras etapas técnicas en el desarrollo de los barcos de cadena tuvieron lugar a mediados del siglo XIX, especialmente en Francia. El prototipo de todos los barcos de cadena posteriores en los ríos Elba , Neckar y Meno fue el vapor francés La Ville de Sens , construido por el ingeniero alemán M. Dietz alrededor de 1850 en Burdeos , que navegaba por el curso superior del Sena entre París y Montereau . Su principio de funcionamiento, técnicamente muy avanzado, y sus características de ingeniería fueron adoptados por todos los posteriores barcos de cadena europeos. ^{[ 7 ]}

El casco de estas embarcaciones de diseño simétrico quedaba casi al nivel de la superficie del agua en la proa y la popa. Este diseño reducía la fuerza necesaria para izar la cadena de remolque hasta la proa y también disminuía el calado en esta zona. ^{[ 12 ]} La mayor altura de la embarcación en el centro facilitaba la instalación de la máquina de vapor. Esta forma de cubierta —baja en la proa y la popa, y más alta en el centro— es típica de todas las barcazas de cadena construidas posteriormente.

Las barcazas de cadena eran las preferidas en ríos poco profundos con corrientes rápidas. Esta era la razón del calado plano y poco profundo de sus quillas. Las barcazas de cadena optimizadas para aguas particularmente poco profundas tenían un calado de solo 40 a 50 centímetros (16 a 20 pulgadas) cuando estaban vacías. Incluso completamente cargadas de carbón, su calado era de solo unos 70 a 75 centímetros (28 a 30 pulgadas). ^{[ 13 ]} Este calado poco profundo permitía el transporte fluvial incluso en los secos meses de verano, cuando el nivel del agua de los ríos podía ser muy bajo.

Las barcazas de cadena más cortas, con longitudes de 30 a 40 metros (100 a 130 pies) y anchos de 5 a 6 metros (15 a 20 pies), eran más maniobrables y adecuadas para ríos estrechos con muchas curvas, por ejemplo, el Saale . Las embarcaciones más largas, con longitudes de 45 a 55 metros (150 a 180 pies) y anchos de 7 a 10 metros (25 a 35 pies), eran más adecuadas para ríos relativamente profundos como el Elba. Cuanto más profundo era un curso de agua, mayor era la fuerza necesaria para levantar la pesada cadena. La proa del barco se hundía más. En barcos más grandes, este efecto se reduce. ^{[ 14 ]}

El casco, de hierro o madera, podía soportar impactos leves contra el lecho del río y estaba compartimentado internamente por varios mamparos impermeables que impedían que la embarcación se hundiera en caso de una vía de agua. Bajo cubierta se encontraban la máquina de vapor, los depósitos de carbón y los alojamientos de la tripulación. ^{[ 7 ]}

En la navegación con barcazas de cadena, la cadena simplemente se extendía "suelta" sobre el lecho del río a lo largo de grandes distancias de hasta varios cientos de kilómetros. Solo el peso muerto de la enorme cadena, que pesaba unos 15 kilogramos por metro (30 lb/yd) o 15 toneladas por kilómetro (27 ton/mi), y su enganche natural en la arena y las piedras del lecho del río proporcionaban resistencia, de modo que la barcaza de cadena y sus barcazas acopladas podían desplazarse a lo largo de la cadena. El agua soportaba el peso de las barcazas y las barcazas, mientras que la cadena solo tenía que soportar la potencia del motor. La cadena solo estaba anclada en sus dos extremos para que las barcazas pudieran continuar desplazándose hasta el final de la ruta de la cadena. ^{[ 14 ]}

Un problema se debía al desplazamiento lateral de la cadena. En las curvas del río, la cadena, tendida en forma de arco, tendía a enderezarse progresivamente y a desplazarse hacia el interior de la curva. Para evitarlo, las barcazas de cadena se equiparon, a proa y a popa, con timones grandes y potentes. ^{[ 14 ]} Estos timones a veces medían más de cuatro metros de largo y se accionaban mediante volantes de control en la cubierta.

En la proa y la popa de la embarcación, la cadena se guiaba a lo largo de una botavara que sobresalía bastante del extremo de la cubierta. Esto impedía que la cadena golpeara los largos timones. Las botavaras eran móviles y podían girarse lateralmente mediante una manivela. De este modo, la embarcación podía orientarse en ángulo con respecto a la dirección de la cadena. Esto también mejoraba las posibilidades de volver a colocar la cadena en el centro del río. ^{[ 14 ]}

La barrera flotante también estaba equipada con un dispositivo de intercepción de cadena para que, en caso de rotura de la misma, no pudiera escaparse. Si el dispositivo de captura de cadena no era lo suficientemente rápido para engancharse a la cadena, simplemente se escaparía y desaparecería en el río. En ese caso, era necesario localizarla minuciosamente con un ancla de arrastre y rescatarla. ^{[ 15 ]}

En la primera generación de barcazas de cadena, la cadena se deslizaba sobre tambores en el costado de la embarcación. En corrientes rápidas o cuando había problemas para izar la cadena debido a la sedimentación u obstáculos en el lecho del río, como grandes rocas, la barcaza podía desviarse notablemente de su rumbo e inclinarse hacia un lado. Por consiguiente, en las barcazas de cadena posteriores, el sistema de transmisión por cadena siempre se ubicaba en el eje central de la embarcación. ^{[ 14 ]}

Las antiguas barcazas de cadena del Elba, los vapores de cadena del Neckar y las tres embarcaciones del Meno pertenecientes a la compañía Mainkette de Hesse utilizaban un cabrestante de tambor para transmitir la fuerza. Para asegurar la tracción necesaria de la cadena en los tambores motrices, la cadena se enrollaba varias veces alrededor de dos tambores de tracción colocados uno detrás del otro en el centro de la embarcación. La cadena discurría por cuatro o cinco ranuras y se enrollaba alternativamente sobre los tambores delantero y trasero. ^{[ 16 ]}

La desventaja de este método era que la cadena se rompía con frecuencia. Esto no se debía simplemente a la sobrecarga de la cadena por la longitud del tren de barcazas. Se ha calculado que incluso si los eslabones de la cadena se desgastaban hasta la mitad de su sección transversal original, esta fuerza no habría provocado la rotura. ^{[ 17 ]} Más bien, el problema radicaba en que el desgaste por fricción en el tambor de tracción delantero era mucho mayor que en el trasero. Y una vez que los diámetros de los dos tambores se volvían desiguales, se enrollaba más cadena alrededor del tambor trasero de la que podía soportar el delantero. Esto podía producir tensiones tanto en los tambores como entre ellos tan grandes que los eslabones de la cadena no podían soportar la carga de tracción y se superaba su límite de fractura. ^{[ 18 ]}

Este efecto se acentuaba aún más si la cadena se retorcía, por ejemplo , si se estiraba hacia un lado o incluso si se formaban nudos. Esto aumentaba el radio de giro hasta en un 25%, alcanzando así el límite elástico del 5% de la cadena.

La transmisión de la fuerza de tracción de los tambores a la cadena se lograba únicamente por fricción. Si se acumulaba escarcha o hielo, la cadena podía resbalar. En tales casos, se vertía agua caliente sobre los tambores. ^{[ 15 ]}

Another problem with drum winches was the relatively large length of chain – 30 to 40 metres (100 to 130 ft) – that had to be wound several times around the two drums. If the chain boat was only used to haul barges upstream, it could not simply reduce the amount of chain needed for the drums on the way back otherwise, after a certain time, the surplus chain would pile up at the head of the operating section and there would be no slack at the start. In order to try to avoid this problem, the chain boat always carried the corresponding section of chain with it downstream and dropped it at the start of the chain route.^[19] As a result, there was a continual movement of the chain, that made control more difficult in more dangerous sections of the river, such as rapids. In particular, reinforced chain sections that were deliberately used, moved continually upstream. Also jettisoning the chain temporarily when two chain boats met was relatively difficult due to the multiple windings of the chain round the two drums.^[20]

Many of the chain steamers without their own auxiliary engines had different gearing for moving upstream and downstream. When travelling upstream, it was designed for higher traction; when travelling downstream it was engineered for faster speed.^[21]

The chain grip-wheel^[11] (Kettengreifrad) was designed in May 1892 by Ewald Bellingrath, the director general of the German Elbe shipping company, Kette, in Übigau, in order to overcome the problem of continual chain breakages. This device was used in various chain ships on the Elbe as well as the eight chain boats of the Royal Bavarian Chain Boat Company on the River Main. The idea of the mechanism was to use just one drum or wheel for the actual drive and not to wrap the chain around it several times, but to wind it only partially over the wheel (Diagram 1). The design was supposed to engage the chain securely without letting it slip. It was also supposed to work with different chain thicknesses and lengths of chain link, and independently of their orientation (e.g. angled or on their side). Even if a knot formed in the chain the design was supposed to respond without a problem.^[17]

La cadena se acoplaba en la zona de transmisión mediante numerosos pasadores laterales móviles que la enganchaban desde los lados izquierdo y derecho (Diagrama 2). Inicialmente, los críticos temían que los numerosos componentes móviles del «captador» se desgastaran rápidamente. Sin embargo, este temor se disipó tras una prueba de tres años que comenzó en mayo de 1892. Por el contrario, el uso del captador mejoró la transmisión de potencia, permitiendo arrastrar más barcazas en una sola cadena. En consecuencia, todos los nuevos barcos de cadena construidos por Kette en Übigau fueron equipados con captadores. ^{[ 17 ]}

En el río Meno, sin embargo, las poleas de cadena fueron reemplazadas nuevamente por cabrestantes de tambor en 1924, porque las primeras eran demasiado propensas a fallar. ^{[ 15 ]}

Otro intento de reducir la frecuencia de roturas de cadena y el movimiento de la cadena en el río provino de Francia y se introdujo en noviembre de 1892 en el Bajo Sena, cerca de París . ^{[ 19 ]} Su inventor, de Bovet , desarrolló una técnica para aumentar la fricción en el tambor de transmisión mediante fuerza magnética. Aquí también, la cadena se enrollaba solo tres cuartas partes de la vuelta al tambor de tracción. El acoplamiento de la cadena al tambor de tracción se lograba mediante la fuerza magnética creada por electroimanes incorporados. La corriente eléctrica necesaria para esto era generada por su propio motor y una dinamo de aproximadamente 3 HP . ^{[ 18 ]}

La fuerza magnética fue suficiente, a pesar de la corta longitud en la que la cadena estaba enrollada alrededor del tambor, en una prueba con una cadena vieja de 9 kg/m (18 lb/yd) para generar una fuerza de tracción de alrededor de 6000 kilogramos-fuerza (13 000 lbf). ^{[ 18 ]}

Además del motor principal para arrastrar la cadena, la mayoría de las embarcaciones de cadena posteriores contaban con un motor auxiliar. Esto permitía que las embarcaciones se impulsaran sin necesidad de usar la cadena y se utilizaba principalmente al viajar río abajo. ^{[ 22 ]} De este modo, se reducían los tiempos de viaje río abajo debido a las mayores velocidades que podían alcanzar las embarcaciones y a que ya no era necesario seguir el procedimiento de relevo, que era lento y complicado, cuando las embarcaciones que viajaban en direcciones opuestas por la misma cadena se encontraban. Además, se reducía el desgaste de la cadena.

En 1892 se introdujeron en el río Elba barcazas de cadena que utilizaban turbinas hidráulicas Zeuner . Estas fueron precursoras de los sistemas de propulsión por chorro hidráulico actuales . Además de reducir los tiempos de desplazamiento río abajo, el motor auxiliar también permitía corregir la dirección durante las operaciones de la cadena y simplificaba las maniobras de giro. Se utilizaron turbinas hidráulicas en varias barcazas de cadena del Elba y en las barcazas de cadena bávaras del Meno . ^{[ 21 ]}

El agua era aspirada a través de dos tomas rectangulares en el lateral del casco del vapor de cadena. Luego fluía a través de la turbina dentro del casco. La turbina aceleraba el agua y la impulsaba a través de las salidas orientadas hacia atrás en el lateral del casco. Los chorros de agua salientes impulsaban la embarcación hacia adelante (diagrama superior de la vista en alzado). Para invertir el sentido de la marcha, el elemento inversor giraba de manera que el agua fuera impulsada en la dirección opuesta (diagrama inferior de la vista en alzado). El sentido de la bomba de la turbina siempre era el mismo, independientemente. ^{[ 23 ] [ 24 ]}

Estos barcos de vapor de cadena de segunda generación estaban equipados con dos de estas turbinas de agua, que se encontraban a babor y estribor . ^{[ 25 ]} Durante una maniobra de giro, el agua fluía hacia adelante por un lado y hacia atrás por el otro para hacer girar el barco. ^{[ 23 ]}

En el Danubio, los barcos de cadena no podían navegar río abajo debido a las fuertes corrientes. Si el barco de cadena se veía obligado a detenerse repentinamente, por ejemplo, debido a la rotura de la cadena, existía un peligro real de que las barcazas de la retaguardia chocaran con las de la proa, provocando un accidente marítimo. ^{[ 26 ]} Por lo tanto, contaban con grandes ruedas de paletas laterales como propulsión auxiliar para el viaje río abajo, impulsadas por motores con una potencia de 300 a 400 hp.

El tercer tipo de propulsión auxiliar era la hélice . ^{[ 27 ]} Este tipo de sistema auxiliar era utilizado por algunas embarcaciones en el Danubio para viajes río abajo con el fin de permitir que las barcazas fueran remolcadas también en esa dirección. ^{[ 26 ]}

Navegación con barcazas encadenadas  : Remolque de barcazas río arriba mediante una embarcación que navega río arriba sujeta a una cadena en el río.

• Sigbert Zesewitz, Helmut Düntzsch, Theodor Grötschel: Kettenschiffahrt . VEB Verlag Technik, Berlín, 1987, ISBN 3-341-00282-0
• Kettenschleppschiffahrt . En: Otto Lueger: Lexikon der gesamten Technik und ihrer Hilfswissenschaften , vol. 5, segunda edición revisada completa, Deutsche Verlagsanstalt: Stuttgart und Leipzig, 1907, págs. 460–462 zeno.org
• Georg Schanz: "Studien über die bay. Wasserstraßen Band 1, Die Kettenschleppschiffahrt auf dem Main", CC Buchner Verlag, Bamberg, 1893 ( texto digitalizado de la biblioteca del Seminario de Historia Económica y Social de la Universidad de Colonia )
• Theodor Grötschel y Helmut Düntzsch: Betriebsmittelverzeichnis der KETTE – Deutsche Elbschiffahrts-Gesellschaft . En: Ewald Bellingrath: Ein Leben für die Schiffahrt , Schriften des Vereins zur Förderung des Lauenburger Elbschiffahrtsmuseums eV, vol. 4, Lauenburgo, 2003
• Carl Victor Suppán: Wasserstrassen und Binnenschiffahrt . A. Troschel: Berlín-Grunewald, 1902, Sección: Dampfschiffahrt . ( Ketten- und Seiltauer . págs. 261/262, Tauereibetrieb . págs. 262–265, Auf- und Abnehmen der Kette . pág. 265, Kettenrolle mit Fingerlingen . p. 266, Elektrische Kettenrolle . pág. 266, Vor- und Nachtheile der Tauerei . págs. 266–269, Versuche mittels endloser Kette págs. 269/270)

• Vídeo de un viaje en una barcaza eléctrica a través del túnel de Riqueval. Archivado el 4 de diciembre de 2016 en Wayback Machine , consultado el 15 de noviembre de 2010.
• Foro con muchas fotografías antiguas de barcos de cadena de Francia. Archivado el 20 de agosto de 2009 en Wayback Machine (en francés), consultado el 12 de julio de 2013.