Consultor de Telecomunicaciones y Electricidad (CTE): Historia de los vehículos eléctricos

El tranvía eléctrico del siglo XX que yo conocí

Fig. 21 – El circuito del tranvía eléctrico

Los tranvías tenían incorporado a bordo del tranvía un motor eléctrico de contínua, que recibía la alimentación desde el generador de contínua, ubicado en la Central de tranvías, por medio de un cable aereo desnudo, llamado catenaria y las vías. La tensión estaba en el orden de 550 a 600 V.

En la Fig. 21, la corriente está indicada por las flechas. La corriente ingresaba al tranvía por medio del trole, que tenía una ruedita en su extremo superior, que hacía contacto con el cable desnudo y un resorte se encargaba de que existiera presión entre la ruedita y el cable para que hubiera un buen contacto eléctrico. Las ruedas metálicas del tranvía se encargaban de establecer el contacto eléctrico con las vías.

Werner von Siemens en 1881 construyó un tranvía eléctrico de 2,5 kilómetros de recorrido en Berlín, el primero del mundo. (Fig.22)

El 12 de mayo de 1881 todo estaba finalmente listo: el pequeño tranvía eléctrico en Lichterfelde (un barrio del sur de Berlín) fue oficialmente probado y aceptado; el servicio regular comenzó el 16 de mayo. [5]

Fig.22 – El 1º tranvía eléctrico del mundo

Siemens y Halske también convirtieron a eléctricos tres carruajes de tranvía tirados por caballos. Los coches de dos ejes, con 16 asientos cada uno, llevaban a poco menos de 50 paasajeros. Cada unidad tenía un motor de corriente continua con una potencia de 10 CV que inicialmente obtenían su corriente de tracción (180 voltios) a través de los dos rieles en lugar de una línea aérea; la energía venía de una planta con una máquina de vapor y un generador situado al lado de la estación de tranvías. En la primera Exposición Internacional de Electricidad, que se celebró en París en agosto de 1881, Siemens & Halske presentó uno de estos tranvías eléctricos, haciendo una demostración mediante viajes en el tranvía, con 50 pasajeros a bordo, desde la Place de la Concorde al Palais de l'Industrie en el recinto ferial. (Fig.23). [5]

Fig.23 – El tranvía presentado en la la primera Exposición Internacional de Electricidad, que se celebró en París en agosto de 1881

En 1883 circulaba el primer tranvía eléctrico de Inglaterra.

En 1886 circulaba el primer tranvía eléctrico de Windsor, Prov. de Ontario, Canadá.

En 1889 circulaba el primer tranvía eléctrico de Melbourne, Australia.

En 1890 circulaba el primer tranvía eléctrico de Vancouver, Canadá

En 1892 circulaba el primer tranvía eléctrico de Montreal, Canadá
En 1892 circulaba el primer tranvía eléctrico de Río de Janeiro.

En 1897 circulaba el primer tranvía eléctrico de Buenos Aires.

En 1898 circulaba el primer tranvía eléctrico de Madrid.

En 1900 circulaba el primer tranvía eléctrico de Santiago de Chile.

En 1904 circulaba el primer tranvía eléctrico de Lima, Perú.

En 1904 circulaba el primer tranvía eléctrico de Wellintong, Nueva Zelanda.

En 1906 circulaba el primer tranvía eléctrico de Rosario, Argentina

En 1906 circulaba el primer tranvía eléctrico de Montevideo.

En 1909 circulaba el primer tranvía eléctrico de Córdoba, Argentina

En 1910 circulaba el primer tranvía eléctrico de Bahía Blanca, Argentina

En 1910 circulaba el primer tranvía eléctrico de Guayaquil, Ecuador

En 1913 circulaba el primer tranvía eléctrico de Asunción del Paraguay.

En 1914 circulaba el primer tranvía eléctrico de Santa Fé, Argentina

En 1920 circulaba el primer tranvía eléctrico de Medellín, Colombia

Fig. 24 – Tranvía a caballo conviviendo con un tranvía eléctrico en New York (EEUU). El cable desnudo y el trole

no eran permitidos en New York, por lo que se usaba una vía al medio de donde se tomaba el positivo para

alimentar al motor del tranvía. (Década de 1880)

Fig.25 – Primer tranvia eléctrico de Argentina

Fig.26 – Tranvía a batería en Cuba, mayo de 1915.

Una tortura menos

El nacimiento del tranvía eléctrico significó una tortura menos para los pobres caballos, que en la mayoría de los casos debían traccionar una carga más pesada de lo que podían soportar, “invitados” a hacelo por un látigo que “acariciaba” su lomo. Si bien no significó el fin de la esclavitud de los caballos, por lo menos había una tortura menos.

Los tranvías a caballo eran caros, porque había que reemplazar muy seguido a los caballos, que debido a la vida miserable a que eran sometidos, su vida era corta.

Lamentablemente, en Argentina todavía tenemos carros tirados por caballos de la forma más brutal en pleno siglo XXI.

Fig.27 - Gales, 1807. El primer tranvía a caballo del mundo y una nueva forma de tortura para los caballos.

Dudoso honor, que luego sería imitado por todos lo países.

El Trolebus [5]

Fig. 28 – El primer trolebus del mundo

El 29 de abril de 1882 (Fig.28), en Berlín, Alemania circuló el primer trolebús de la historia (un tranvía sin rieles, que igualmente se alimentaba eléctricamente a través de un pantógrafo, desde un sistema de catenaria de dos cables desnudos aéreos). El trolebús fue inventado por el ingeniero alemán, Ernst Werner Von Siemens (fundador de la actual empresa Siemens).

Este primer trolebús fue bautizado con el nombre de Elektromote. Se trataba de un landau (término utilizado para definir a ciertos tipos de carruajes de lujo) adaptado, que había sido equipado con dos motores eléctricos de 2,2 kW (kilowatts) que generaban tracción en las ruedas posteriores del vehículo. Los motores eran alimentados eléctricamente a través de 2 cables aéreos que les entregaban 550 Volts de corriente continua a través de un pantógrafo de cable flexible y ocho rueditas. Este pantógrafo se llamaba Kontaktwagen (carro de contacto), aunque cuando este tipo de vehículo llegó a Estados Unidos, el Kontaktwagen fue rebautizado con el término trolley, nombre del cual proviene la palabra trolebús. El Elektromote funcionó experimentalmente entre el 29 de abril y el 13 de junio de 1882, realizando recorridos de 540 metros entre la estación ferroviaria Halensee, pasando por la actual calle Joachim-Friedrich-Straße y la actual calle Johann-Georg-Straße.

A pesar de que durante los siguientes años se siguieron construyendo algunos trolebuses experimentales, tanto en Europa como en Estados Unidos, no fue hasta el 10 de julio de 1901 que comenzó a operar la primera línea comercial de trolebuses de la historia, en la localidad alemana de Königstein, ubicada en el Valle de Biela, al sudeste de Alemania. [1]

Los autos eléctricos

En general se puede observar que los primeros autos eléctricos tenían carrocerías muy semejantes a las de los carros tirados por caballos y mecanismos de transmisión, desde los motores eléctricos hacia las ruedas, muy similares a los de las bicicletas, consistentes en cadenas y piñones. Por lo general no tenían volantes para comandar la dirección, sino que esta función se realizaba mediante palancas. Los modelos más simples tenían un único motor eléctrico que accionaba sobre las ruedas traseras. Había también algunos modelos que usaban un motor acoplado a cada una de las ruedas. La tracción delantera no era muy común, pero algunos modelos la usaban con ventajas en los caminos pantanosos o helados. Los motores eran de contínua (dc). Las ruedas durante mucho tiempo eran las mismas de los carros tirados por caballos, y con el tiempo se fueron pareciendo a las ruedas de las bicicletas.

El gran tema eran las baterías, tanto por la capacidad eléctrica, como por el peso, ya que eran todas de plomo – ácido. Hoy en día el primer problema continúa, pero el segundo ha sido resuelto por la gran capacidad del litio por Kg.

Thomas Parker, pionero de la industria eléctrica británica, construyó varios autos eléctricos en Inglaterra.. Declaró haber construído el primero en 1884. En la fotografía de la Fig.29, tomada alrededor de 1895, se muestra al segundo de los autos eléctricos construídos por Parker. En ella se ve a Thomas Parker al medio, con traje claro, junto a dos de sus hijos.

Fig.29 – Thomas Parker en su vehículo eléctrico de tracción trasera en inglaterra,

sentado al medio con traje claro (~ 1895).

En 1890, (Fig.30) un químico nacido en Escocia que vivía en Des Moines, Iowa, EEUU, William Morrison, solicitó una patente sobre el carruaje eléctrico que había construido quizás ya en 1887. Apareció en un desfile de la ciudad en 1888, según el Registro de Des Moines. Con tracción delantera, 4 caballos de fuerza y una velocidad máxima reportada de 20 millas/h (32,19Km/h), tenía 24 celdas de batería que necesitaban recargarse cada 50 millas (80, 47Km). El vehículo autopropulsado de Morrison fue una sensación en la Feria Mundial de Chicago de 1893, que también se conocía como la famosa Exposición Colombiana Mundial. El mismo Morrison estaba más interesado en las baterías que en la movilidad, pero había despertado la imaginación de otros inventores. [11]

Fig. 30 – El carruaje eléctrico de William Morrison, EEUU (1891). Tracción delantera.

Se considera que es el primer auto eléctrico de 4 ruedas fabricado en EEUU.

El Electrobat

Salom a la izquierda y Morris a la derecha

El ingeniero mecánico Henry G. Morris y el ingeniero electro - químico Pedro G. Salom (con sólidos antecedentes en tranvías a batería*), ambos de la ciudad estadounidense de Filadelfia, diseñaron y construyeron en 1894, el que se considera el primer automóvil eléctrico con éxito comercial, el Electrobat. Lo patentaron el 31 de agosto de 1894 y entró en producción en 1895. Era un vehículo lento y pesado, de tracción trasera, construido como una versión más pequeña de un tranvía a batería, con llantas de acero para soportar el inmenso peso causado por la entonces nueva batería de plomo ácido. Pesaba casi 2 toneladas (1928Kg), de los cuales 726 Kg eran el peso de la batería. Tenía una autonomía, por cada carga completa de la batería, de 80 Km a una velocidad de 24 Km/h (Fig.31).

Fig.31 – El 1º Electrobat, con ruedas de acero.

* Existieron tranvías a batería, que no usaban catenaria, en varios países, como EEUU, Australia, Cuba, etc.

Morris y Salom hicieron 4 modelos de Electrobats. El primero de ellos mostrado en la Fig.31, con tracción trasera. Los datos que mostramos los confirmamos con los publicados en el libro que escribió el hijo de Salom. [17]

El segundo modelo, con tracción delantera, denominado Electrobat II, corresponde (según el hijo de Salom) a las Figuras 32 y 33 y pesaba 748 Kg, con una batería de 303 Kg, tenía dos motores de 1 1/2 hp, con una tensión aplicada de 80 Voltios, llantas con tiras neumáticas y autonomía de hasta 40Km por carga, a 32 Km/h. La carrocería fue diseñada y fabricada en el Charles S Caffery Carriage Co, al otro lado del río en Camden, Nueva Jersey, (con la ayuda de los rodamientos y ejes de Walter C Baker). Tenía traccion en sus ruedas delanteras y suspensión de resortes helicoidales en las ruedas traseras.

En 1895 Morris & Salom, Junto con el Morrison eléctrico, se inscribieron con el Electrobat II en la primera carrera automovilística de Estados Unidos, que se celebró en Chicago. Ninguno de los automóviles electricos tuvo la capacidad de su batería suficiente para recorrer la distancia en el clima helado, y la carrera fue ganada por los hermanos Duryea, con un motor de combustión interna, seguidos de algunos autos alemanes, también de combustión interna basados en Benz.

En 1896 el mismo Electrobat II, con un nuevo sistema eléctrico construido por Andrew Riker, derrota a cinco Duryeas de última generación, en una serie de etapas de cinco millas, en una pista de caballos con buen tiempo. El corto trayecto permite una batería liviana y caliente.

Fig.32 – Electrobat II, tracción delantera, con llantas de madera y cubiertas de tiras neumáticas.

Fig.33 – Otra vista del Electrobat II, de tracción delantera, llantas de madera, con cubiertas

de tiras neumáticas.

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La versión III, que habrían bautizado con el nombre de “electric road wagon”, correspondería a la imagen de la Fig. 34, de la que no disponemos de datos numéricos, aunque es probable que sean similares a los de la versión IV, dado su gran similitud exterior.

Fig.34 – Electrobat III, de tracción trasera, llantas de alambre y tiras neumáticas.

La versión IV del Electrobat, que aparentemente sería la mostrada en la Fig. 35, se habría realizado a fines de 1895 y fue incluso más liviano que los otros. Este modelo era el mejor del lote y pesaba 363 Kg, con una batería de 159 Kg, con dos motores de 34 Kg c/u que traccionaban las ruedas traseras y tenía una autonomía de 32 a 40 Km a 24 Km/h.

Fig.35 – Electrobat IV, de tracción trasera y llantas de alambre.

Los dos socios fundaron Electric Carriage and Wagon Company (ECWC), la primera compañía de automóviles eléctricos en los Estados Unidos de América.

En 1896, un año después de la carrera, Debido al alto costo inicial y a las viciscitudes del manejo de la batería de plomo, Morris y Salom consideraron que los vehículos eran más apropiados para el servicio de una flota de taxis, que para la propiedad individual, y diseñaron una versión eléctrica de las famosas cabinas Hansom para las calles de las principales ciudades estadounidenses, usando como base la experiencia de las distintas versiones del Electrobat (Fig.36). Ellos fundaron la primera compañía de taxis eléctricos y la primera estación de servicio para recambio de baterías de Nueva York, para cambiar las baterías de sus taxis, a medida que se iban descargando en el recorrido por la ciudad.

Fig.36 – Los “Taxi – cab” de Morris y Salom (Tracción delantera y llantas de alambre)

Ellos tenían que competir con los taxis a caballo, mostrados en la Fig. 37.

Fig. 37 – Taxis a caballo con las cabinas Hansom

de las calles de las principales ciudades

estadounidenses.

Obsérvese que en ambos casos el cochero iba elevado y descubierto en la parte trasera y el pasajero se encontraba adelante, al resguardo dentro de la cabina.

Los primeros taxis eléctricos llegaron a las calles de la ciudad de Nueva York, encontrando su primera aplicación comercial en los EE. UU, como una flota de taxis eléctricos en la ciudad de Nueva York, construida por Electric Carriage and Wagon Company (ECWC) of Philadelphia.

En 1897, los taxis eléctricos comenzaron a operar a ambos lados del Atlántico. En Nueva York, se estableció una flota de taxis eléctricos, construidos por Electric Carriage and Wagon Company de Filadelfia, mientras que en el mismo año, 12 taxis Bersey eléctricos (Fig.38) comenzaron a operar desde Lambeth, en Londres, por la London Electrical Cab Company. Tenían una batería de 40 celdas y un motor eléctrico de 3HP y podían recorrer unas 30 millas (48Km) entre cargas, a la velocidad que les marcaba el ritmo del tránsito de la ciudad.

Fig.38 - El taxi de Walter Bersey, restaurado y conservado en Museo de Ciencias de Londres

El taxi de Walter Bersey fue el primer vehículo autopropulsado de alquiler de la ciudad de Londres, según Selina Hurley, del Museo de Ciencias de Londres, donde el automóvil acaba de exhibirse como parte de la nueva exposición "Historias que cambian el clima".

La forma en que se recargaban las baterías, también fue novedosa; más de 100 años antes de que Better Place lanzara su primera estación de recambio de baterías de automóviles eléctricos en Israel, la London Electrical Cab Company utilizaba un sistema similar en Londres. Los taxis de Bersey regresaban a la base cuando la carga de sus baterías se reducía, y mediante un sistema de elevación hidráulica, la batería agotada se reemplazaba por una cargada en cuestión de minutos.

Walter Bersey aumentó su flota de cabinas a 75 vehículos en los siguientes dos años, pero sus costos de operación estaban fuera de control. El alto precio de la electricidad en esa época, obligó a la compañía a generar su propia electricidad, mientras que los neumáticos se desintegraban rápidamente bajo el peso de los vehículos y tuvieron que ser reemplazados frecuentemente. La compañía perdió £ 6.200 en su primer año y se vio obligada a suspender sus operaciones en 1899.

De los 75 automóviles que estaban en operación, se cree que el ejemplar del Museo de Ciencias es el único que queda. De acuerdo con un portavoz del museo, hasta ahora el auto se ha almacenado en los hangares de almacenamiento Swindon del museo, y esta es la primera vez que el auto se exhibe al público.

La Electric Vehicle Company

En 1896 Salom y Morris vendieron la Electric Carriage and Wagon Company, a Isaac Rice, presidente de la Electric Storage Battery Company (fabrica de baterías fundada en 1888 y actualmente conocida con el nombre de Exide). En 1899, la Electric Carriage and Wagon Company fue comprada por el empresario William Collins Whitney, que le cambió el nombre a Electric Vehicle Company. En 1901 Whitney fusionó a la Electric Vehicle Company con las compañías de Albert Pope y Andrew Riker, para formar un holding empresarial que intentaría monopolizar la industria automotriz estadounidense, aunque no lo logró, ya que en 1907 fue a bancarrota.

No obstante, hacia 1899 el 90% de los taxis automotores de la Ciudad de Nueva York eran eléctricos, administrados por la Electric Vehicle Company. (Fig.39)