De ce primele căi ferate au apărut în Marea Britanie și cum erau locomotivele acum 200 de ani

Până la apariția căilor ferate foarte puțini oameni ajunseseră la mai mult de câteva zeci de kilometri de locul natal și transportul era extrem de scump pentru aproape toată lumea. Apoi, industrializarea a dus la crearea primelor locomotive cu aburi care erau cu totul diferite de cele care aveau să devină celebre în prima parte a secolului XX. Mai jos puteți afla de ce primele căi ferate au apărut în Marea Britanie, de ce Revoluția Industrială s-a întâmplat acolo, dar și cum locomotivele cu abur au existat datorită unui om despre care s-a vorbit prea puțin.

Cum era lumea fără căi ferate

În prezent ne este aproape imposibil să ne imaginăm cât de mult au schimbat căile ferate lumea, acum când există mijloace de transport mult mai rapide (și) decât trenul.

Dar pe la 1850, un drum de la București la Iași putea dura între 5 și 10 zile cu trăsura, dacă lucrurile mergeau bine, iar călătoria costa o avere. La fel, un drum de la Paris la Viena putea dura și o lună, iar să străbați de la un capăt la altul țări uriașe precum SUA, Imperiul Rus sau China, dura luni întregi.

Înainte de apariția trenurilor, foarte puțini oameni ajungeau în întreaga viață la mai mult de câteva zeci de kilometri de locul natal și foarte puțini negustori își puteau vinde produsele la distanță.

Limitările la capitolul transport aveau efecte multiple: veștile ajungeau extrem de greu, orașele nu puteau avea carne și legume proaspete din zona rurală și până și dreptul de a-ți alege partenerul de viață era mult îngrădit, din moment ce până și căsătoriile între oameni din orașe foarte apropiate erau extrem de rare.

Un element special ține de modul în care căile ferate au ajutat la standardizarea noțiunii de timp, fiindcă pâna la ele ziua era guvernată de mișcarea soarelui și de venirea nopții. Introducerea căilor ferate a stimulat folosirea ceasurilor pe scară largă și măsurarea timpului în unități mici, fiindcă altfel, mersul trenurilor ar fi fost cu totul neclar.

Țările au fost nevoite să standardizeze ora pe teritoriul lor, fiindcă până atunci, un oraș aflat la 50 km de altul putea avea o oră diferită. Extinderea căilor ferate a motivat țările să împartă zonele în fusuri orare. Aici trebuie spus că britanicii erau pe la 1800 mari cumpărători de ceasuri și acestea erau printre cele mai râvnite bunuri.

Coalbrookdale Locomotive 1802, schita de la Science Museum din Londra

Fabricile care au apărut datorită Revoluției Industriale și-au impus orarele asupra comportamentului oamenilor și orarele au fost preluate de toate instituțiile. Încă înainte de 1800 Marea Britanie a avut un sistem de transport public format din trăsuri ce plecau la ore prestabilite, iar extinderea căilor ferate după 1830 ar fi fost imposibilă fără un mers clar al trenurilor și un fus orar acceptat peste tot în Anglia. În multe cazuri mersul trenurilor era realizat în funcție de orarul de lucru din fabrici.

Evident că apariția căilor ferate a permis oamenilor să lucreze mai departe de casă, în orașe mai mari și la locuri de muncă mai bine plătite de unde puteau apoi, la final de zi, să revină acasă cu trenul. Datorită căilor ferate, unele orașe s-au dezoltat puternic, prin noi suburbii, iar altele au rămas în urmă, fiindcă atunci când a fost trasată pe hartă linia, au fost, din varii motive, omise. Calea ferată avea puterea de a decide viitorul unui oraș.

Nu în ultimul rând, apariția căilor ferate a stimulat răspândirea ideilor, savanții au putut participa la conferințe mai îndepărtate și cei cu idei au putut ajunge mai rapid la marile centre universitare unde le puteau pune în practică.

Una dintre cele mai nocive consecințe ale construirii rețeleor de ”drum de fier” ține de războaie: cu trenurile, armatele puteau să se deplaseze mai repede, la distanțe mai mari și cu echipamente mai multe și mai grele. Căile ferate au devenit ținte fantastic de importante în războaie, iar distrugerea liniilor însemna o lovitură serioasă pentru inamic.

Revoluția industrială – Ce este și de ce a apărut în Anglia

În prezent se vorbește despre ”a patra revoluție industrială”, cea legată de digitalizare, ”internet of things” și ”smart cities”. Prima a fost cea de la care a pornit totul, acum mai bine de 250 de ani.

Căile ferate nu ar fi putut exista fără Revoluția Industrială, perioadă considerată a se întinde între 1760 și 1840 în Europa de Vest, în special în Anglia, o perioadă în care inovațiile s-au succedat într-un ritm accelerat.

Practic, vorbim de o perioadă de aproape un secol în care atenția s-a orientat spre mecanismele care să sporească viteza și eficiența muncii. Motivația intensificării inventivității nu este cu totul clară și a contat sigur și faptul că împuținarea resurselor naturale (tăierea masivă a pădurilor) a forțat creierele luminate ale vremii să găsească soluții.

Termenul de Revoluție Industrială a fost folosit de scriitorii francezi mai întâi, dar a fost consacrat de istoricul britanic Arnold Toynbee, după 1850. Mulți optează mai nou pentru ”industrializare”, dorind să evite termenul ”revoluție” ce are multe conotații politice.

Steam circus, circuitul demonstrativ al lui Richard Trevithick (foto Wikimedia Commons)

Schimbările au fost fantastice: populația Marii Britanii s-a dublat de la 1750, la 1840 (de la 13 miloane la 27 de milioane de locuitori, iar speranța medie de viață a crescut de la 36 de ani, la 41 de ani în acest interval.

Evident că nu vorbim de o perioadă cu totul roză. Au fost multe lucruri negative pentru oamenii acelor vremuri și au fost numeroase probleme, mai ales legate de cei care se temeau, pe bună dreptate, că locurile de muncă vor fi înlocuite de mașini. În plus, pentru oamenii din fabricile de la 1800 condițiile de muncă erau groaznice și ziua de lucru depășea 10-12 ore.

De ce a apărut Revoluția Industrială în Anglia și nu în alte state mai mari. Sunt multe lucruri ce au contat. ”La începutul secolului al XVIII-lea Marea Britanie era cu mult timp înaintea celorlalți – în producția confecțiilor la domiciliu, sămânță de progres; la folosirea combustibililor fosili; în privința tehnologiei acelor ramuri cruciale care aveau să devină nucleul Revoluției Industriale: textile, fier, energie și putere. La aceasta se adaugă eficiența transporturilor și agriculturii comerciale britanice”, explică David S Landes în cartea ”Avuția și sărăcia națiunilor”.

A contat și faptul că britanicii au făcut, încă înaintea Revoluției Industriale, progrese importante în dezvoltarea transporturilor terestre și maritime – de exemplu au fost construite străzi și canale care să servească industriei în general și mineritului în special.

Landes mai explică faptul că a contat mult istoria regatului ”Marea Britanie nu a fost o națiune ca oricare alta. A fost o națiune industrială și modernă de timpuriu”. Anglia a avut capacitatea de a se transforma și a se adapta la lucruri și metode noi, explică el. În plus, Anglia avea un nivel de trai mai ridicat decât Franța și alte state europene, asta și datorită coloniilor (nu de puține ori exploatate nemilos).

Revoluția Industrială s-a întâmplat în Anglia și fiindcă acolo știința era încurajată, existau multe universități și exista o tradiție de inventatori și de diseminare rapidă a ideilor.

Extrem de important: Revoluția Industrială fusese precedată de una comercială: în Anglia existau,burse, companii de asigurări, credite și, evident, investitori curajoși care riscau pentru o idee care li se părea promițătoare (puteau să se îmbogățească, dar și să falimenteze). Aceste instrumente financiare folosite mai întâi pentru plata unor călătorii spre zone îndepărtate s-au dovedit extrem de utile chiar pe teren propriu pentru obținerea banilor necesari construirii fabricilor, minelor, drumurilor și căilor ferate.

Mine, aburi, cărbune – drumul către căile ferate

Despre legătura dintre Anglia, industrializare, cărbune și abur explică Cynthia – Stokes – Brown în cartea ”Istoria lumii – de la Big Bang până în prezent”. Regatul avea mari depozite de cărbune, dar marea problemă a fost că a rămas cu foarte puține păduri din al căror lemn se obținea mangalul necesar pentru topirea minereului. Pentru că lemnul s-a împuținat, producția de fier a început să scadă.

Folosirea cărbuniilor obișnuiți pentru topirea minereului s-a dovedit a nu fi eficace, deoarece impuritățile din cărbuni făceau ca fierul să fie friabil. Însă în 1709 familia Darby a descoperit că topirea minereului se putea realiza cu succes dacă mai întâi cărbunii erau transformați în cocs. Aici apare marea problemă; zăcămintele de cărbuni se aflau la mare adâncime, iar exploatarea lor era împiedicată de apa care umplea galeriile minelor. Pentru a depăși obstacolul, practic pentru a face drenaj, era nevoie de pompe, iar ele au apărut după 1700 și au fost îmbunătățite mult după 1770 mai ales datorită lui James Watt. La 1800 existau cam 2.000 de mașini care pompau apa din mine în Anglia și, deși eficiența lor era foarte redusă, fiecare înlocuia munca a 200 de oameni.

Mașinile cu aburi au fost folosite apoi și în industria textilă, producția crescând fantastic. Anglia devenea cea mai puternică economie a lumii și ingenioșii ingineri și-au dat seama că aburul poate fi folosit pentru a transporta mărfuri și persoane.

Principiul motorului cu abur, explicat foarte pe scurt, este că arzi un tip de combustibil, de exemplu cărbune, iar căldura rezultată este folosită pentru a fierbe apa și a produce abur. Când se destind, aburii împing un piston care se deplasează cu toate angrenajele ce sunt prinse de el, iar marele câștig ține de faptul că aburul ajută la convertirea căldurii în mișcare.

Conceptul de ”mașină cu abur” avea însă să se confunde cu ideea de locomotivă după 1820 și locomotiva cu aburi avea să marcheze următorii 120 de ani din istoria evoluției căilor ferate. Locomotiva a evoluat fantastic de mult, de la primele care, imediat după 1800, abia prindeau 10-15 km/h, până la Mallard care, în 1938, a atins 203 km/h

Dar pâna acolo trebuie spus că făgașe din lemn pentru vagoneții cu materiale ce erau scoase din mină există de câteva secole, cea mai veche reprezentare a unor căi de rulare din lemn folosite pentru transport, fiind într-o biserică de secol XIV din orașul german Freiburg am Breisgau.

Înteresant, în literatura românească din perioada comunistă este menționat românul Ion Pop care, în prima parte a secolului XVI ar fi dezvoltat la minele de la Brad (Transilvania) ”premiera mondială absolută a conceperii și utilizării sistemului șină-traversă pevăzut cu schimbătoare de cale cu ac și inimă” (Paul Teodoru – De la roată la farfuria zburătoare).

La fel, literatura sovietică vorbea de un anume Frolov care a introdus șinele de fontă în 1764 în minele din Altai (Siberia, URSS) înainte de introducerea în Marea Britanie…

Căile ferate și-au început viața în mine

În minele din Saxonia au apărut șinele din lemn la final de secol XVII și ele au început să fie folosite și în Anglia (de exemplu în minele din regiunea Newcastle, în 1670) unde vagoneții erau trași de cai. Un inginer din Hanovra a introdus șinele din fier la final de secol XVIII și ideea a fost rapid preluată și în Anglia, mai ales că șinele din lemn cedau repede. La început, șinele din lemn au fost doar acoperite cu lame de fontă pentru a le proteja de uzură (cel puțin din 1735), dar apoi, fiindcă tehnologia permitea, s-a renunțat cu totul la lemn, se explică în cartea ”A short history of trains” de Christian Wolmar.

Pe la 1780 un inginer englez pe nume John Curr a inventat o șină de fontă în formă de colțar, așezată pe grinzi de fier dispuse longitudinal și așezate pe traverse din lemn îngropate în balast pentru a ușura mersul oamenilor și al cailor ce trăgeau produsele miniere.

Spre 1800 și vagoneții au devenit tot mai bine construiți, cei mai grei putând transporta și peste două tone de cărbuni. Tot atunci au început să fie folosiți termenii englezi ”railway” și ”raildroad”. În plus, ecartamentul de 1,45 metri dintre șine în acea epocă a fost stabilit, fiindcă era distanța cea mai potrivită pentru caii care trăgeau vagoneții (dacă distanța ar fi fost mai mare, greutatea vagonetul ar fi fost prea mult pentru cât puteau duce caii.

Primele locomotive au fost construite tot pentru transportul din mină, fiind un domeniu unde era nevoie de îmbunătățiri rapide și unde mulți ingineri și-au îndreptat privirea, pentru că acolo erau banii.

Trevithick – un inventator cu 20 de ani înaintea vremurilor

Una dintre mințile strălucite care a arătat ce poate face aburul i-a aparținut lui Richard Trevithick, un inventator galez și inginer minier care în 1804 a făcut prima demonstrație cu o locomotivă cu abur care a tras un tren pe o cale ferată. El a început încă din 1798 să pună pe vehiculele rutiere motoarele statice cu abur folosite în mină, iar în 1801 a testat pe drum un fel de ”vagon” cu motor cu aburi, vagon ce a funcționat bine patru zile, dar a luat apoi foc, fiindcă cineva uitase să stingă focul de sub boiler.

Replică a locomotivei din 1804

În 1804 Trevithick a reușit lucrul pentru care a rămas în istoria transportului: a reușit să facă o primă demonstrație cu o locomotivă cu aburi și motor de înaltă presiune care a tras cinci vagoane cu 10 tone de minereu de fier, dar și 70 de oameni, pe o cale ferată de 16 km din Țara Galilor.

Locomotiva se numea Penydarren (Pen-y-Darren) și nu arăta deloc precum viitoarele locomotive cu aburi. Calea ferată era la Merthyr – Tydfil și locomotiva a parcurs 16 km în patru ore și cinci minute. Marea problemă a fost că șinele se tot rupeau sub greutatea locomotivei. Marele câștig a fost că lumea a aflat că aburul poate fi folosit pentru transportul terestru și tot mai mulți inventatori s-au îndreptat spre domeniu, se spune în cartea Fifty Railways that changed the course of history, scrisă de Bill Laws .

În 1808, Trevithick a organizat un ”steam circus”, un mic circuit în Londra unde publicul plătitor putea să vadă cum este să mergi cu un mic tren tras de o locomotivă cu aburi. Locomotiva se numea Catch-Me-Who-Can și avea o viteză maximă de 19 km/h, deloc mică pentru acele vrenuri de început. Era pentru prima oară când publicul plătea bilet pentru a călători cu un tren (un șiling era taxa).

De două ori însă șinele s-au rupt sub greutatea locomotivei și inventatorul nu a avut bani să plătească și pentru a doua reparație, închizând micul circuit demonstrativ. Trevithick a lucrat spre finalul vieții sale 10 ani în Peru, instalând mașini cu aburi în minele de argint. A murit sărac, în 1833.

Anul 1804 nu a rămas în istorie doar pentru isprava lui Trevithick, ci și pentru că Parlamentul britanic a autorizat construcția primei linii de cale ferată ce avea să transporte pasageri.

Primul serviciu de transport de pasageri pe calea ferată a fost inaugurat în 1807 tot în Țara Galilor, pe linia de 8 km dintre Swansea și Mumbles. Linia a fost construită pentru a deservi minele și carierele din zonă și marfa a fost transportată începând cu 1806, iar pasagerii, un an mai târziu. Special la această linie este faptul că vorbim de un vagon tras NU de o locomotivă, ci de un cal, un vagon cu cadru din fier, patru roți și loc pentru 12 pasageri.

După 1860, între Swansea și Mumbles a intrat și o locomotivă care transporta cărbuni și legenda spune că cei din trenul cu aburi aruncau cărbuni aprinși pe linii pentru a speria calul care trăgea trenul de pasageri. Tracțiunea animală a fost scoasă din funcțiune în 1896 pe mica linie galeză, fiind introduse locomotive ce trăgeau trenurile cu 8 km/h, iar din 1925 au fost introduse tramvaie electrice etajate.

La nici câteva luni după ce au fost sărbătoriți 150 de ani de la autorizarea construcției acestei linii, ea a fost închisă, în ciuda multelor critici. Compania cvare o gestiona a cerut închiderea ăn 1965 și ulterior s-a dovedit că au fost mult mai multe neregul decât se credea.

Locomotivele de la 1800 erau simple, erau primele încercări și arătau diferit față de locomotivele cu aburi super-rapide de după 1900. Însă fără ele oamenii nu ar fi putut să-și dea seama că domeniul merită toată atenția și că va schimba lumea.

Înre-un articol viitor veți putea citi despre salturile făcute de căile ferate spre 1830 și despre George Steăhenson, omul care a făcut cel mai mult pentru dezvoltarea locomotivelor în prima parte a secolului XIX.

Grupul Grampet nu a avut influență asupra conținutului acestui material sau în alegerea subiectului