EMD F40PH

La EMD F40PH es una locomotora diésel-eléctrica BB de cuatro ejes y 3000–3200 hp (2,2–2,4 MW) fabricada por la División Electro-Motive de General Motors en varias variantes entre 1975 y 1992. Diseñada para su uso en las rutas de pasajeros de corta distancia de Amtrak, se convirtió en la columna vertebral de la flota diésel de Amtrak tras la avería de la EMD SDP40F . La F40PH también tuvo un uso generalizado en ferrocarriles de cercanías en Estados Unidos y con VIA Rail en Canadá. Morrison-Knudsen y MotivePower fabricaron variantes adicionales de la F40PH entre 1988 y 2007, en su mayoría reconstruidas a partir de locomotoras más antiguas.  

Amtrak retiró su flota de F40PH a principios de la década de 2000 en favor de la GE Genesis , pero la locomotora sigue siendo el pilar de los trenes de larga distancia de VIA Rail; una representación de la locomotora remolcando The Canadian aparece en el reverso del billete canadiense de 10 dólares de la serie Frontier . Las F40PH aún son comunes en muchos otros ferrocarriles de cercanías en todo Estados Unidos. Además, Amtrak ha mantenido 22 de sus F40PH en uso como unidades de control sin motor . ^{[ 2 ]}

Amtrak heredó una flota de locomotoras diésel antiguas y mecánicamente incompatibles de varios ferrocarriles privados en su puesta en marcha en 1971. Las locomotoras más modernas permanecieron en manos privadas para el servicio de carga o para operar los diversos servicios de cercanías que, por ley, no pasaron a Amtrak. ^{[ 3 ]} Para reemplazarlas, Amtrak encargó 150 locomotoras EMD SDP40F , que comenzaron a entrar en servicio en 1973. Estas se complementaron con 25 GE P30CH que entraron en servicio en 1975. El diseño de la SDP40F fue problemático; los problemas con la distribución del peso llevaron a una serie de descarrilamientos a mediados de la década de 1970. ^{[ 4 ]} Mientras tanto, el deficiente diseño del bogie de la P30CH (y de la GE E60 CP eléctrica ) limitó los pedidos adicionales de esa unidad cuando Amtrak se encontró necesitando más potencia para distancias cortas y medias en la primavera de 1975. ^{[ 5 ]}

El diseño de la F40PH se basó en la locomotora de maniobras de carga EMD GP40-2 y compartió el motor diésel EMD 645 E3 V16 turboalimentado de dos tiempos y refrigerado por agua ( motor principal ). El motor principal desarrollaba 3000 hp (2,2 MW) a 893 RPM. El generador principal (de tracción) convierte la energía mecánica del motor principal en electricidad distribuida a través de un armario de alta tensión a los motores de tracción . Cada uno de los cuatro motores de tracción está acoplado a un par de ruedas motrices ; la relación de engranajes determina la velocidad máxima de la locomotora. ^{[ 6 ]} Una F40PH estándar tiene una relación de engranajes de 57:20, lo que permite una velocidad máxima de 103 mph (166 km/h) . ^{[ 7 ]} Algunas F40PH de Amtrak se entregaron con una relación de engranajes de 56:21 para 110 mph (177 km/h) . ^{[ 8 ]} Las primeras 30 locomotoras se construyeron con un tanque de combustible de 1500 galones estadounidenses (5700 L; 1200 galones imperiales ) . Las unidades posteriores se construyeron con un tanque de 1800 galones estadounidenses (6800 L; 1500 galones imperiales ) . A partir de la EMD F40PH-2 , introducida en 1985, el motor principal desarrollaba 3200 caballos de fuerza (2,4 MW) . Muchas de las F40PH originales se actualizaron para igualar esa potencia. ^{[ 9 ]} Las locomotoras tenían 56 pies 2 pulgadas (17,12 m) de largo. ^{[ 10 ]} Una F40PH estándar pesa 260 000 lb (120 000 kg) . ^{[ 1 ]}                   

Para el servicio de pasajeros, la F40PH tiene otro alternador eléctrico, el generador de potencia de cabecera (HEP). La unidad HEP genera energía CA trifásica a 480 V (500 kW en el primer orden, 800 kW en unidades posteriores) para la iluminación, calefacción y aire acondicionado del tren. Originalmente, las F40PH alimentaban el alternador HEP desde el motor principal. Como resultado, el tren debía estar a una frecuencia constante de 60 Hz, y el motor principal debía girar a 893 RPM constantes mientras suministraba energía de cabecera (incluso estando parado, con el acelerador en ralentí). La potencia a los motores de tracción se controlaba variando la excitación de campo del generador principal (de tracción). ^{[ 8 ]} En algunas versiones posteriores de la F40PH (y en muchas F40 reconstruidas), un segundo motor diésel auxiliar pequeño en la parte trasera de la locomotora alimenta el alternador HEP. En estos motores, la velocidad del motor principal varía de la forma habitual. Se pueden identificar por el escape diésel en la parte trasera de la locomotora y por su ralentí silencioso. Las F40 restantes, con motores primarios de RPM constantes, son notablemente más ruidosas. ^{[ 11 ]}    

En el diseño inicial, la caja de baterías y los depósitos de aire estaban ubicados delante del tanque de combustible. En las locomotoras fabricadas después de 1977, estos se reubicaron detrás del tanque. La caja de baterías volvió a su ubicación original en la F40PH-2. ^{[ 12 ]} Las F40PH-2 entregadas a Caltrain incorporaban faros delanteros al estilo de la Southern Pacific Railroad . ^{[ 13 ]}

La designación "F40PH" significaba lo siguiente: "F" por la carrocería de ancho completo, "40" porque la locomotora forma parte de la serie 40 de EMD (basada en la locomotora de carga GP40-2), "P" por servicio de pasajeros y "H" por potencia en la cabeza del tren. ^{[ 14 ]}

Amtrak encargó sus primeras 30 locomotoras EMD F40PH el  8 de mayo de 1975. La primera de las nuevas locomotoras entró en servicio el 9 de abril de 1976. Amtrak tenía previsto utilizar estas locomotoras en rutas cortas como la San Diegan en California y los servicios del Corredor Noreste en el tramo de ruta, entonces no electrificado, entre New Haven, Connecticut , y Boston, Massachusetts . ^{[ 5 ]}

Las rutas de larga distancia eran operadas por la entonces nueva EMD SDP40F , descrita por J.  David Ingles a finales de 1975 como las "estrellas de los trenes de larga distancia de Amtrak". ^{[ 15 ]} Sin embargo, dos eventos llevaron a un cambio importante en la forma de pensar dentro de Amtrak con respecto a la SDP40F. El primer evento fue una fuerte disminución en la confiabilidad mecánica de la SDP40F, incluyendo varios descarrilamientos. El segundo evento fue el invierno inusualmente duro de 1976-1977 , que dejó fuera de servicio muchos de los vagones de vapor calefactados más antiguos de Amtrak. Amtrak suspendió numerosas rutas y puso en servicio los nuevos vagones Amfleet I equipados con HEP , diseñados para recorridos cortos. La F40PH, con su generador HEP incorporado, fue la opción natural para remolcar estos vagones. ^{[ 8 ]} A medida que aumentaban los problemas con la EMD SDP40F, Amtrak adoptó la F40PH como su solución a largo plazo a nivel nacional para el servicio de motores diésel.

En la primavera de 1977, Amtrak devolvió 40 locomotoras EMD SDP40F a EMD. Los componentes, incluido el motor principal, se instalaron en un chasis EMD F40PH. Las 40 locomotoras reconstruidas, denominadas F40PHR , eran idénticas a las EMD F40PH de nueva construcción, incorporando el tanque de combustible más grande y el generador HEP más potente que se habían convertido en estándar. ^{[ 16 ]}

Amtrak finalmente adquirió 132 F40PHR de esta manera  , lo que, sumado a los nuevos pedidos realizados entre 1975 y 1988 y a la compra de seis GMD F40PH a GO Transit en 1990  , dio como resultado una flota de 216 locomotoras, la mayor del país. ^{[ 17 ] [ nota 1 ]}

El primer operador de trenes de cercanías en encargar locomotoras F40PH fue la Autoridad Regional de Transporte de Chicago (RTA) , precursora de Metra , que encargó 74 entre 1977 y 1983. Metra encargó 41 más entre 1988 y 1992. Otras agencias que adquirieron la F40PH fueron la Autoridad de Tránsito de la Bahía de Massachusetts (MBTA) (18), Caltrain (20), GO Transit (6), New Jersey Transit (17) y VIA Rail (59). Finalmente, la constructora ferroviaria Speno encargó cuatro. En total, EMD construyó 449 locomotoras, incluyendo las F40PH entregadas como parte de pago. ^{[ 17 ]}

La F40PH tuvo un buen desempeño para Amtrak: a principios de la década de 1990, solo cuatro habían sido retiradas debido a accidentes. La locomotora fue el centro de la publicidad de Amtrak. ^{[ 20 ]} La revista Trains estimó que, en promedio, cada F40PH recorría hasta 175 000 millas (282 000 km) al año. ^{[ 21 ]} 

Amtrak comenzó a reemplazar la F40PH con la GE Dash 8-32BWH en 1991, la GE P40DC en 1993 y la GE P42DC en 1996. ^{[ 22 ]} Todas fueron retiradas en 2001 con la llegada de la última P42DC, ^{[ 20 ]} y su última asignación regular fue en el Maple Leaf en diciembre de 2001. ^{[ 23 ]} El Ferrocarril del Canal de Panamá adquirió varias F40PH de Amtrak para servicio de carga y pasajeros; la  alimentación de 480 V de la cabecera coincidía con el voltaje utilizado por la refrigeración en los contenedores de Maersk Sealand . ^{[ 24 ]}

La EMD F40PH ha seguido prestando servicio a VIA Rail en el siglo XXI: entre 2007 y 2012, VIA renovó toda su flota por 100 millones de dólares canadienses  . ^{[ 25 ]} El programa de reconstrucción incluyó generadores HEP separados, motores reacondicionados, la adición de un tercer faro, el reacondicionamiento de la cabina, bocinas de seguridad adicionales en la parte delantera y el repintado con el nuevo esquema de VIA. ^{[ 26 ]} La locomotora reconstruida n.°  6403, que transportaba al Canadian a través de las Montañas Rocosas , se incluyó en el reverso del billete canadiense de diez dólares rediseñado en 2013 (la 6403 real fue posteriormente renumerada como 6459). ^{[ 27 ]} A partir de 2018, VIA tiene 53 de estas locomotoras EMD F40PH en servicio. ^{[ 28 ]} VIA inició otra ronda de reconstrucción de 39 locomotoras F40PH-2D en 2024, con el objetivo de extender su vida útil hasta 2035. ^{[ 29 ]} Estas locomotoras F40PH ahora se complementan con locomotoras GE P42DC entregadas en 2001 y con locomotoras Siemens SCV-42 entregadas en 2023.

La longevidad de la F40PH ha dado lugar a numerosas conversiones, reconstrucciones y remanufacturas. En algunos casos, se ensamblaron nuevas locomotoras utilizando componentes EMD. Varias agencias de tránsito alargaron sus locomotoras para incluir un generador HEP separado. Estas fueron designadas F40PH-2C y F40PH-2CAT donde se utilizaron generadores Cummins y Caterpillar , respectivamente. ^{[ 30 ]} La F40PH-2C era considerablemente más pesada que el diseño estándar, pesando 282 000 lb (128 000 kg) . ^{[ 1 ]} La F40PH-2D , empleada por Via Rail, tenía personalizaciones especiales para operar en Canadá, incluyendo luces de zanja . ^{[ 31 ]} Las últimas 30 locomotoras de Metra, designadas F40PHM-2 (ahora reconstruidas como F40PHM-3 ), fueron construidas con una cabina inclinada similar a la experimental EMD F69PHAC . La apariencia aerodinámica adquirió el apodo de " Winnebago ". ^{[ 30 ]} Las cuatro locomotoras de Speno, designadas F40PH-2M , se entregaron sin turbocompresores , lo que limitó la potencia de salida a 2000 caballos de fuerza (1500 kW) . ^{[ 30 ]} Las cinco locomotoras EMD GP40 que Morrison-Knudsen reconstruyó para Tri-Rail en 1988 fueron designadas F40PHL-2 . ^{[ 17 ]} Progress Rail reconstruyó 41 unidades de Metra con motores remanufacturados, motores de tracción reconstruidos y control de tracción por microprocesador. Estas han sido designadas como F40PH-3 . ^{[ 32 ]} Las doce locomotoras F40PHM-2C de la MBTA fueron construidas nuevas por MotivePower utilizando componentes EMD, al igual que las seis locomotoras F40PH-3C del Altamont Commuter Express . ^{[ 33 ] [ 34 ]} Las locomotoras F40PH-2C y F40PHM-2 de la MBTA fueron posteriormente reconstruidas por MotivePower en locomotoras F40PH-3C a partir de 2019. ^{[ 35 ] [ 36 ]}   

En 2023–2024, Rolling Stock Solutions, una empresa estadounidense de arrendamiento de locomotoras, reconstruyó 12 locomotoras F40PH de Amtrak para arrendarlas a operadores de trenes de cercanías y las denominó F40PH-4C . ^{[ 37 ] [ 38 ]} Estas afirman contar con un motor principal Tier 0+ remanufacturado ( EMD 16-645F3B ) y un generador HEP Tier 4 independiente, así como controles por microprocesador. ^{[ 39 ]} Estas entraron en servicio con la MBTA a principios de 2026. ^{[ 40 ]}

Conversión a vagones de pasajeros

A medida que la flota F40PH de Amtrak fue reemplazada por locomotoras GE Genesis más nuevas , Amtrak convirtió varias de las unidades retiradas en vagones de equipaje / cabina . Coloquialmente conocidos como "cabbages" (una combinación de "cab" y "baggage"), y oficialmente conocidos como Non-Powered Control Units (NPCU), a estas unidades se les quitaron sus motores diésel, motores de tracción y alternadores principales , así como una gran puerta enrollable instalada en el lateral (lo que permite que el antiguo compartimento del motor se utilice para equipaje). ^{[ 41 ]} Amtrak convirtió 22 locomotoras en vagones de equipaje entre 1996 y 2007. Cada unidad convertida fue renumerada anteponiendo "90" a su número original. ^{[ 2 ]} En 2011, Amtrak convirtió la F40PH n.° 406 (posteriormente renumerada como 90406) en una NPCU para permitir la operación de empuje-tracción del tren de exhibición del 40.º aniversario de Amtrak; además, se instaló un generador HEP para suministrar energía auxiliar. Sin embargo, a diferencia de otras NPCU, externamente se asemeja a una F40PH operativa. ^{[ 42 ]}

Conversión a locomotoras de carga

Algunas F40PH se incorporaron al servicio de carga tras las modificaciones pertinentes. La F40M-2F , que circuló en el Ferrocarril Canadiense Americano y posteriormente en el Ferrocarril San Luis y Río Grande , fue modificada para alcanzar una velocidad máxima de 65 millas por hora (105 km/h) y se le instaló un depósito de combustible ampliado de 2900 galones estadounidenses (11 000 L; 2400 galones imperiales ) . También se le equipó con una puerta, una plataforma y escalones en la parte delantera. ^{[ 43 ]} Una unidad, la número 450, fue adquirida por el Ferrocarril Panorámico de Western Maryland en 2018. ^{[ 44 ]}    

A principios de la década de 2000, el Ferrocarril del Gran Cañón compró tres F40PHR retirados (números 237, 239 y 295) para usarlos en el transporte de sus trenes de excursión de pasajeros entre Williams, Arizona y el borde sur del Parque Nacional del Gran Cañón . ^{[ 45 ] [ 46 ]} Para adaptarse mejor a las pendientes del 3% del ferrocarril, las tres locomotoras fueron reconstruidas con generadores Caterpillar HEP y se les cambió la relación de transmisión a 62:15. ^{[ 45 ] [ 46 ]} Las modificaciones redujeron sus velocidades máximas y aumentaron su esfuerzo de tracción en 18 000 libras-fuerza (80 kN) , y fueron redesignadas como unidades F40FH , la segunda "F" por sus velocidades de carga. ^{[ 45 ] [ 46 ]} Para 2010, los F40FH reemplazaron a los MLW FPA-4 del ferrocarril en sus horarios diarios de pasajeros, y posteriormente adquirieron dos F40PH más (n.° 4124 y 4128) de NJ Transit en 2017. ^{[ 46 ]} A partir de 2026, el Grand Canyon Railway posee ocho F40, uno de los cuales está previsto que se reconstruya como una unidad eléctrica de batería, para reducir las emisiones ambientales y los costos de combustible y mantenimiento. ^{[ 47 ]} 

La División Electro-Motive fabricó 475 F40PH de todos los tipos entre 1975 y 1992. Los pedidos de GO Transit y VIA Rail Canada fueron construidos por General Motors Diesel (GMD), la filial canadiense de la compañía. Morrison-Knudsen (MK) y su sucesora MotivePower (MPI) remanufacturaron otras 30 locomotoras entre 1988 y 2000, ^{[ 17 ]} y una última F40PH, ACEX 3106, se construyó para el Altamont Corridor Express en 2006. ^{[ 48 ]}

Se han conservado cuatro locomotoras F40PH que pertenecieron a Amtrak:

• N.º 231 en el Museo Ferroviario de Illinois (anteriormente propiedad de Dynamic Rail Preservation) ^{[ 49 ] [ 50 ] [ 51 ]}
• N.º 281 en el Museo Estatal del Ferrocarril de California ^{[ 50 ]}
• N.° 307 en el Museo del Transporte de Carolina del Norte ^{[ 50 ] [ 52 ]}
• N.º 315 en el Museo Estatal del Ferrocarril de Nevada en Boulder City, Nevada . ^{[ 53 ]}

Se han conservado dos locomotoras Coaster F40PHM-2C: la n.° 2103 en el Museo del Ferrocarril del Pacífico Suroeste y la n.° 2105 en el Museo del Ferrocarril del Sur de California . ^{[ 54 ] [ 55 ]} Se prevé donar la Caltrain F40PH-2CAT n.° 919 a la Sociedad de Preservación del Ferrocarril Midwest Overland. ^{[ 56 ]}

• Lista de locomotoras EMD
• Lista de locomotoras GMD

• Cook, Preston (febrero de 1991). "La SDP40F: Del barniz a la derrota (Parte 2)". Railfan & Railroad . 10 (2): 42– 50.
• Graham-White, Sean; Weil, Lester (diciembre de 1999). "La pequeña locomotora que lo logró". Trains . 59 (12): 52– 61.
• Ingles, J. David (diciembre de 1975). "El poder detrás de la flecha sin sentido". Trenes . 36 (2): 22– 29.
• Johnston, Bob (septiembre de 2002). "Nuestro ferrocarril en Panamá". Trenes . 62 (9): 43– 49.
• Lustig, David (marzo de 2002). "La era F40 de Amtrak prácticamente ha terminado". Trenes . 62 (3). EBSCO host 6502510 . 
• McDonnell, Greg (2002). Guía de campo de las locomotoras diésel modernas . Waukesha, Wisconsin: Kalmbach Publishing . ISBN 0-89024-607-6.
• McDonnell, Greg (2015). Locomotoras: La referencia moderna diésel y eléctrica (2.ª  ed.). Richmond Hill, Ontario: Boston Mills Press. ISBN 978-1-77085-609-7.
• Holland, Kevin J. (Primavera-Verano 2009). "La F40PH de Amtrak: De las nubes oscuras, un rayo de esperanza". Railroad History (200): 56–65 .
• Pinkepank, Jerry A.; Marre, Louis A. (1979). Actualización de la Guía de identificación de motores diésel . Milwaukee, Wisconsin: Kalmbach Publishing . ISBN 0-89024-029-9.
• Simon, Elbert; Warner, David C. (2011). Holland, Kevin J. (ed.). Amtrak en cifras: Un listado completo de vagones de pasajeros y locomotoras – 1971–2011 . Kansas City, Missouri: White River Productions. ISBN 978-1-932804-12-6.
• Solomon, Brian (2012). Locomotoras norteamericanas: Una fotohistoria ferrocarril por ferrocarril . Minneapolis, Minnesota: Voyageur Press. ISBN 978-0-7603-4370-8.
• Solomon, Brian (2016). Guía de campo de trenes: locomotoras y material rodante . Minneapolis, Minnesota: Voyageur Press . ISBN 978-0-7603-4997-7.
• Wilson, Jeff (2009). Guía del modelista ferroviario sobre locomotoras diésel . Waukesha, Wisconsin: Kalmbach Publishing . ISBN 978-0-89024-761-7.

• Hoja de datos EMD F40PH
• Manual del operador de la locomotora EMD F40PH-2D de Via Rail (en francés)