En primer lugar tenemos que preguntarnos de dónde viene el calificativo de cremallera que utilizamos para caracterizar  a una determinada clase de ferrocarriles. Pues bien cremallera es uno de los dos componentes que forman un tipo determinado de engranaje. Los engranajes, como sabemos, no son más que ruedas provistas de dientes que se utilizan para transmitir movimiento de rotación entre unos y otros. Los engranajes están presentes en infinidad de maquinarías desde los automóviles, hasta los relojes, pasando por las cámaras fotográficas, etc. etc.

Sin ir más lejos ya pudimos ver cantidad de engranajes en el reportaje que realizamos sobre el funcionamiento de la grúa a vapor

Una clasificación de los diversos tipos de engranajes podemos verla en las imágenes inferiores. Un modelo es  el engranaje cilíndrico caracterizado por tener  los dientes rectos y se utilizan para transmitir potencia entre ejes paralelos. (abajo a la izquierda)

Es el citado engranaje cilíndrico el que nos interesa a nosotros. Lo que vemos en realidad son dos ruedas dentadas que se acoplan (engranan) una en la otra. En general una es la que traslada el movimiento a la otra, o se lo traslada a sí misma.

En la imagen de la izquierda vemos un caso particular del engranaje cilíndrico comentado que se da en el caso en que una de las ruedas dentadas sea plana (radio infinito); es el conocido como engranaje de piñón y cremallera. Esa combinación de engranaje circular (piñón) y recto (cremallera) puede dar lugar a diferentes movimientos. Es uno de ellos el que estamos buscando.

Supongamos que la pieza conocida como cremallera es fija por lo que el movimiento rotatorio que produce el engranaje marrón sirve para que la rueda dentada se desplace linealmente por encima del engranaje fijo. Si el engranaje fijo hubiera sido el coloreado de marrón el movimiento rotatorio se hubiera traducido también en movimiento lineal pero en este caso del otro engranaje, el verde (cremallera) y en sentido opuesto al visto en el ejemplo anterior.

Este es precisamente el caso que se produce en los trenes conocidos como trenes cremallera. El movimiento giratorio producido por un motor podemos descomponerlo en el par de fuerzas representado por esas flechas negras que vemos en la imagen de arriba a la derecha. Hemos representado también la reacción que sobre el piñón ejerce la cara del diente de la cremallera. Ese conjunto de fuerzas es el que posibilita que el piñón se desplace por encima de la cremallera.

¿Pero qué sucede cuando en vez de piñón y cremallera hablamos de rueda y raíl, ambos perfectamente lisos?

Como sabemos la característica esencial de los ferrocarriles es precisamente la que indica su nombre; el caminar o circular sobre guías metálicas; raíles. El proceso es transformar el movimiento circular de las ruedas en rectilíneo encima de los citados raíles. Ya no resulta tan evidente ese proceso de acción reacción entre la rueda y el raíl como lo era el piñón y la cremallera, por lo que deberemos introducir un nuevo concepto; la adherencia.

Ver artículo sobre Tracción  .

Y en un principio no se creía en la adherencia entre las ruedas y el raíl, por lo que un ingeniero, Blenkisop, que debía de diseñar un determinado ferrocarril implementó un tercer raíl dentado para que engranara el correspondiente piñón. 

Sin embargo luego se pudo comprobar que en determinadas circunstancias sí se producía esa adherencia requerida para que las ruedas de una locomotora no simplemente girasen sino también rodaran sin tener que acudir al recurso del piñón y cremallera.  Sin embargo ese ingeniero, pese a no haber diseñado su invento para lo que al final se utilizó, puede considerarse como el padre de los "trenes de cremallera", cosa que sucede con relativa frecuencia en el mundo de los adelantos tecnológicos y los descubrimientos en general.

Fue en el año 1811 cuando los citados ingenieros Blenkinsop y Murray construyeron el ferrocarril minero de la línea Middelton-Leeds.

Pero como dijimos pronto se advirtió que, en determinadas circunstancias, la cremallera era superflua y en 1813 se construye por parte de Hedley la primera locomotora de adherencia directa rueda/raíl.

El "invento de Blenkisop y Murray" pareció por tanto ser un fracaso hasta que años después se retomara la idea de valerse de ese procedimiento para solucionar los problemas de tracción derivados de tener que remontar rampas.

Esto sucedía en 1869 en una línea que se construyó para subir al monte Washington New Hampshire. A Europa llegaría dos años más tarde en 1871 con la apertura de la línea que ascendía desde Vitzman al monte Rigi (Rigi Staffel), cerca de la localidad helvética de Lucerna. Esta obra contó con la colaboración de otro ingeniero Nikolas Riggenbach.

Cremallera tipo Riggenbach		(*) fotografía obtenida de www.photos-trains.ch/rb.php

No lejos de la cita localidad de Lucerna se construye otro tren cremallera peculiar, el ferrocarril de Pilatus que pasa por ser, si no estamos equivocados, el ferrocarril con mayor pendiente. El ingeniero encargado del proyecto fue Eduardo Locher. El tipo de cremallera que lleva este nombre es, a diferencia de todos los otros, de forma horizontal como podemos ver en las imágenes de debajo, a diferencia de los otros tipos de cremallera de acoplamiento vertical.

		(*) fotografía Jordi Alpuente. Cremallera tipo Locher

Hemos subrayado esos tres apellidos; Blenkinsop, Riggenbach y Locher. Lo hemos hecho pues estos tres apellidos  más otros que añadiremos ahora darán nombre a lo que son los distintos tipos de cremallera utilizados.

Pero debemos de seguir investigando pues todavía no hemos encontrado el tipo de cremallera que utiliza, por ejemplo, el ferrocarril cremallera de Nuria  cuyo sistema cremallera-piñón es como veis en la imagen de debajo.

Añadir el nombre de otro ingeniero; Roman Abt, que es el ingeniero que da nombre a este tipo de engranaje cremallera-piñón. Y no es el único ingenio dentro del mundo del ferrocarril al que da nombre este ingeniero sino que es muy conocido en el mundo de los ferrocarriles funiculares el llamado cruce Abt que permite que dos coches que circulan en vía única y vaivén (tal como lo hacen la inmensa mayoría de los funiculares) puedan tomar sendos desvíos sin agujas en el apartadero central o cruce.

Pero nos falta otro  sistema de cremallera que es el que utiliza nuestro querido tren cremallera de Larrun con otro sistema cremallera-piñón; es el Strub que, como no, era el apellido del ingeniero que lo inventó: Victor Strub.  Son estos dos vistos últimamente; Strub y Abt, junto con el Riggenbach los sistemas mayormente utilizados en los trenes de cremallera.

Pues esto ha sido una primera aproximación a los ferrocarriles cremallera, que ampliaremos próximamente con el artículo sobre tracción y completaremos con el reportaje sobre el tren cremallera de Larrun.

Joseba Barrio Ezkerra, gerok

Enlaces:

Los ferrocarriles de Cremallera en España.

Mecaneso

Enciclopedia SALVAT "Cómo funciona".

Euskal Hiztegi Entziklopedikoa. Harluxet fundazioa

Revista CARRIL.