Mecanismo de locomoción de los trenes (página 2)

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Así pues, según nuestros
actuales conocimientos, parece que la idea de hacer un camino
especial para carruajes la tuvo un mesopotamio, y que el empleo
de la rueda de pestaña sobre riel se debe a un
alemán desconocido. Las vagonetas se llamaban en
alemán antiguo hunte (perros). En el siglo XVIII hubo dos
sistemas rivales: el de la rueda de pestaña sobre carril
ordinario (la forma actual) y el de las ruedas ordinarias sobre
riel con reborde o con un surco. Este último, formado por
barras de hierro fundido en forma de "L" y apoyadas en piedras,
daba una vía dura, pero útil, cuando las cargas no
eran excesivas. Durante todo el siglo se construyeron numerosos
ferrocarriles mineros en toda Europa, sobre todo en Gales y en el
noroeste de Inglaterra, donde la minería prosperaba. Es
cierto que un caballo que arrastra una vagoneta sobre unos
carriles no es un tren, pero sin los rieles, el animal no hubiese
podido arrastrar más que un sólo vehículo, y
con ellos remolcaba varias vagonetas. El tren moderno surge al
sustituir la tracción animal por la
máquina.

Exceptuando los modelos simples y
clásicos en los siglos XVI y XVII, podemos considerar que
no hay máquinas. Años más tarde decimos que
la ingeniería mecánica es más moderna que
las obras públicas.

3) Ocaso del vapor. Nuevas
energías:

Un inconveniente de la locomotora de vapor
es la interrupción de servicio por las paradas
técnicas que impone su frecuente mantenimiento. Por esta
causa y por la fuerte competencia del transporte por carretera
surgida en la segunda mitad del siglo XX, el transporte por
ferrocarril tuvo que reajustar sus costes, operación que
se vio favorecida con la utilización de nuevas
energías como alternativa al vapor. Así empieza la
era de las locomotoras equipadas con motor diesel, que precisan
menor tiempo de mantenimiento y sobre todo las de tracción
eléctrica, que pueden funcionar sin descanso durante
días. Con estas técnicas la explotación de
una línea llega al máximo rendimiento, al hacer los
trenes mayor número de viajes con tiempo mínimo de
entretenimiento, lo que equivale a mantener las líneas con
una máxima ocupación. Este índice se ve
más favorecido cuando el tren está remolcado por
una locomotora eléctrica que cuando lo está por una
de vapor. Con este principio económico, empezó la
decadencia del vapor en favor del desarrollo del diesel y de la
electrificación de las líneas.

NOTA: hoy en día no se usa el vapor
ni el carbón como antiguamente eran ampliados para tomar
la energía de estos como combustible, ahora son utilizados
la energía eléctrica y hasta el revolucionario
magnetismos para darle movimiento a los trenes, metros, entre
otros.

4) engranajes para el
movimiento:

Se llama tren de engranajes a aquella
transmisión en la que existen más de dos
engranajes.

Los trenes de engranajes se utilizan
cuando:

La relación de
transmisión que se quiere conseguir difiere mucho de
la unidad.
Los ejes de entrada y de salida de la
transmisión están muy alejados.
Se quiere que la relación de
transmisión sea modificable.

Los trenes de engranajes se pueden
clasificar en trenes simples, si existe sólo una
rueda por eje; y compuestos, si en algún eje hay
más de un engranaje. También se puede diferenciar
entre trenes reductores y multiplicadores, según que la
relación de transmisión sea menor o mayor que la
unidad. La relación de transmisión entre el
eslabón conductor y el conducido es:

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En los trenes de engranajes a la
relación de transmisión se le atribuye signo
positivo si los sentidos de giro de entrada y de salida son
iguales, y negativo si son opuestos. Además, en los trenes
de engranajes los ejes de entrada y de salida pueden ser
paralelos, cruzarse o cortarse en el espacio. Los trenes de
engranajes que se han considerado hasta ahora se caracterizan
porque los ejes de todas las ruedas están fijos mediante
cojinetes al bastidor; por eso, se dice que son trenes de
engranajes ordinarios.

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Pero existen trenes de otro tipo, en los
que el eje de alguna rueda no está fijo al bastidor, sino
que se puede mover. A esta clase de ruedas se las conoce como
ruedas satélites, y a los trenes de engranajes que tienen
alguna rueda de este tipo se les denomina trenes epicicloidales,
planetarios o de ruedas satélites.

En la ilustración se representa un
ejemplo de tren planetario, en el que la rueda B es una rueda
satélite, puesto que su eje de rotación se puede
mover gracias a una barra fijada entre su centro y el de la rueda
A. Un tren de engranajes ofrece varias posibilidades en lo que
respecta a la relación de transmisión. Por ejemplo,
en el tren de la figura se puede fijar la rueda A al bastidor y
considerar la relación de transmisión entre el giro
de la rueda C y el de la barra que sujeta a la rueda B. O se
puede anclar la rueda C al bastidor, y considerar la
relación de transmisión entre el giro del engranaje
A y el de la barra que sujeta a la rueda B. Si se anda el eje de
giro del engranaje B al bastidor, el tren de engranajes pasa a
ser ordinario. O incluso se puede proporcionar al tren dos
movimientos de rotación en los engranajes A y C, y tener
la salida en la barra; de esta forma, se dispone de un mecanismo
de ligazón libre.

B) Caja de velocidades:

La caja de velocidades (o caja de cambios)
es un tren de engranajes con dentado helicoidal, que se utiliza
para variar la relación de transmisión entre dos
ejes de rotación. En la figura se puede apreciar
cómo es el aspecto de una caja de velocidades. Consta
básicamente de dos ejes: el motriz, que se suele denominar
eje primario; y el de salida, acoplado a las ruedas, que
se denomina eje secundario.

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El eje primario va provisto de una serie de
engranajes que giran solidarios con el mismo, mientras que los
engranajes existentes en el eje secundario giran locos, sin
relación con el eje de salida. En el eje secundario
existen también unos manguitos, que disponen de unas
estrías interiores con las que se adhieren al eje y que
les permite deslizarse linealmente sobre él, y de otras
estrías exteriores que encajan en los engranajes que antes
giraban locos en el eje secundario, fijándolos al eje de
salida.

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En las cajas de velocidades que se utilizan
en la industria automovilística, cuando en un
vehículo se quiere cambiar de marcha es necesario hacer
uso del embrague. En cada marcha sólo estará fijado
un engranaje del eje secundario. En la ilustración se
muestra el esquema de conexión de los engranajes del eje
secundario, correspondientes a cada velocidad. En algunas
ocasiones (marcha atrás), es preciso poder invertir el
sentido de giro del eje de salida; para ello, basta colocar un
tercer piñón que engrane con los que están
fijos a los ejes primario y secundario, pero de manera que estos
dos últimos no estén unidos mecánicamente
entre si.

NOTA: este sistema de engranajes, es la base
mecánica para la traslación de los
vagones.

Podemos denotar que este entramado de mecanismos produce
un movimiento cinético de los engranajes y las ruedas, que
dan como resultado la traslación del cuerpo. Con una
fuerza normal equivalente a el peso de la maquina sumado con el
de los pasajeros o carga que este transportando. La fuerza de
rose de estos trenes no tiene un gran impacto debido a que posee
ruedas.

5) El tren como transporte dependiendo de
las distancias:

Trenes de corta distancia:

– Tren suburbano y regional

Tren metropolitano:

Se denomina así a los
«sistemas ferroviarios de transporte masivo de
pasajeros» subterráneo o elevado y en algunos casos
parcialmente en la superficie y por carril tipo trinchera que
operan en las grandes ciudades para unir diversas zonas de su
término municipal y sus alrededores más
próximos, con alta capacidad y frecuencia, y separados de
otros sistemas de transporte con pasos a desnivel.

Trenes de larga distancia:

Tren de alta velocidad:

Los TAV (trenes de alta velocidad) son
trenes, que como su nombre indica, circulan a velocidades
superiores a 200-250 km/h. por líneas diseñadas
para este fin. Una de las primeras líneas de esta clase de
trenes se inauguró en Japón en 1964 llamada "Nuevo
Tokaido", que unía Tokio y Osaka; su tren alcanzaba una
velocidad de 240 km/h.

En Francia el TGV es uno de los trenes que
en abril de 2007 obtuvo un récord mundial de velocidad:
574,8 km/h. Sin embargo, el récord mundial de trenes lo
tiene el japonés Maglev, de levitación
magnética, que en diciembre de 2003 obtuvo una velocidad
máxima de 581 km/h. Otro tren de alta velociad en Francia
es el AGV (Automotriz a Gran Velocidad) mucho más moderno.
En Japón, además del Maglev, están los
Shinkansen que alcanzan velocidades de más de 300 km/h. de
la serie 500 en la estación de Kioto. En Alemania el ICE
(Inter City Expréss) fue desarrollado en el año
1985.

En España el AVE (Alta Velocidad
Española) alcanza velocidades superiores a 300 km/h. Su
primer servicio fue entre Madrid y Sevilla en 1992. En Italia los
ETR o Pendolinos son trenes capacitados para bascular o
"pendular" a altas velocidades en curvas cerradas de rieles
vías tradicionales, un precedente de los pendolino puede
encontrarse en el TALGO español.

Otros sistemas de trenes:

Tren ligero:

El tren ligero es un tren de la familia de
los tranvías, en ciertos casos de piso alto con estaciones
con plataformas, que circula en segmentos parcial o totalmente
segregado del tránsito vehicular, con carriles reservados,
vías apartadas y en algunos casos por túneles en o
en la superficie del centro de la ciudad. Tren ligero en
Edmonton, Alberta, Canadá.

Tren de levitación
magnética:

El tren de levitación
magnética es un tren suspendido en el aire por encima de
una vía por levitación magnética

Monorraíl:

El monorraíl o monorriel fue
desarrollado para satisfacer la demanda de tráfico mediano
en el transporte público en zonas urbanas.

6) Propuestas para un futuro
próximo:

A mediados del siglo XX se difundió
la errónea idea según la cual los trenes (y con
ellos el ferrocarril) eran un sistema de transporte "obsoleto"
que pronto sería reemplazado por el automóvil y por
el avión. La refutación de tales ideas quedó
de manifiesto en la primera crisis de la energía de los
años 70: un tren tradicional puede transportar con mayor
velocidad y seguridad así como con menos gastos
energéticos a más gente que varios
automóviles o que varios autobúses (el menor gasto
energético se explica fácilmente: un tren con solo
un sistema de tracción motriz puede transportar la carga
de varios camiones o buses que utilizan —cada uno—
tracciones por separado). En cuanto a la competencia con el
tráfico aéreo la misma casi no existe si de cortas
y medianas distancias (hasta aproximadamente 1000 km) se trata al
haberse incrementado la velocidad de los trenes y al haberse
congestionado peligrosamente el espacio aéreo
(principalmente en Europa Occidental, Estados Unidos,
Japón y sus adyacencias).

En Suiza se ha propuesto un sistema llama
Swissmetro, una especie de trenes de cercanías "alejadas".
Se trataría de trenes de Alta Velocidad que
circularían por dos túneles paralelos (ida y
retorno) con la particularidad de que el aire dentro de ellos
circularía a una velocidad semejante a la de los trenes
(también con ida y retorno), lo que eliminaría el
rozamiento, con gran ahorro de energía. En un principio se
pensó en poner trenes de levitación
magnética, pero luego se cambió a trenes de alta
velocidad normales para que pudieran circular trenes
internacionales por las mismas vías.

Los trenes generan
50 veces menos CO2 que los
aviones
40 veces menos CO2 que los
automóviles

Las propuestas "futuristas" (que es posible
realizar en un futuro próximo) incluyen trenes cuyas
locomotoras son movidas por potentes motores de célula de
hidrógeno en lugar de los conocidos motores diésel.
Sheldon Weinbaum y Bruce Logan son algunos de los principales
investigadores y diseñadores de grandes motores que
utilizarían el hidrógeno como combustible de los
motores de las nuevas locomotoras; Logan lleva la propuesta
ecológica a la obtención del hidrógeno a
partir de la electrólisis inducida mediante bacterias en
residuos biodegradables.

Frank Randak, observando las grandes congestiones de
tránsito automotor que se producen en las rutas
(principalmente en las autopistas) propone un sistema llamado AVT
(Advanced Vehicle Transport / Transporte Vehicular Avanzado) que
consistiría en grandes y veloces trenes que
llevarían a gran cantidad de automóviles con sus
pasajeros (de un modo semejante al sistema ya probado con
eficaces resultados en el túnel bajo el Canal de La
mancha). Este sistema AVT substituiría en gran medida a
las autopistas especialmente en los tramos interurbanos en los
cuales existen grandes atascos o mucho riesgo de accidentes de
tránsito.

Robert Pullam propone un ultramoderno e ingenioso sistema al
cual denomina Tubular Rail o TRI, en éste se
prescindiría de los sistemas de rieles los cuales son
onerosos de construir y mantener, en su lugar los rieles
serían suplantados por estructuras espaciadas y elevadas a
través de las cuales circularían velozmente trenes.
Tales trenes estarían en parte de su recorrido
practicamente "volando" unas decenas de metros; se considera que
el Tubular Rail o "riel" tubular podría tener varios
niveles de modo que por éste podrían circular a la
vez aunque en paralelo varios veloces trenes.

El ITC es otra propuesta de tren elevado, sus principales
características son el uso de una tecnología MAGLEV
y, especialmente, la existencia de paneles fotovoltaicos en todo
el tramo de su recorrido, las grandes extensiones de paneles
fotovoltaicos permitirían producir energía
eléctrica adicional en lugar de solo consumirla.

NOTA: los paneles fotovoltaicos, son láminas que
adsorben la luz solar (energía renovable) pata su
almacenamiento y futuro uso.

Los proyectos de aerotrén que parecieron ser archivados
en los 1980 se han reactivado particularmente con las propuestas
de Yasuaki Kohama.

Mucho más inverosímil y con la tecnología
actual totalmente imposible es todo proyecto de tren
gravitacional (Gravity train que no debe confundirse con el
Gravity railroad), sistema que se basa en la hipotética
construcción de prolongadísimos túneles
subterráneos con tramos a gran profundidad, tales
hipotéticos túneles estarían "al
vacío" para evitar la fricción que frenaría
la aceleración inicial provocada utilizando la fuerza de
gravedad natural del planeta.

7) Metro de Caracas:

El Metro de Caracas es un ferrocarril metropolitano,
considerado actualmente como el sistema de transporte
público vial más importante, rápido,
económico, extenso y confiable que sirve a la ciudad de
Caracas, Venezuela. Fue inaugurado el 2 de enero de 1983 con 6,7
km. Su finalidad es contribuir al desarrollo del transporte
colectivo en Caracas, mediante la planificación,
construcción y explotación comercial de un sistema
integrado de transporte.

Conclusión

Podemos concluir que, los países
más desarrollados del mundo vuelcan enormes sumas de
dinero en el ferrocarril, el único sistema de transporte
terrestre que tiene enorme capacidad de transporte de personas
y/o cargas sin atacar el medio ambiente, con muy poco consumo de
combustible no renovable, sin accidentes y alta seguridad en el
traslado.