martes, 26 de agosto de 2008

Avances tecnologicos del tren

La evolución del ferrocarril




Se denomina tren a un medio de transporte que circula sobre carriles, compuesto por uno o más vagones o coches arrastrados por una locomotora, y destinado al transporte ferroviario. Un tren es un medio de transporte que circula mediante medios mecánicos por una vía diseñada para él. El ferrocarril puede ir por rieles (trenes convencionales), cables (teleférico) u otras vías diseñadas para la levitación magnética. Pueden tener locomotora, una o varias, pudiendo estar múltiplemente acopladas en cabeza o en configuración push pull (una en cabeza y otra en cola) y vagones, o ser automotores (en este caso los vagones están autopropulsados). Varía entonces la manera de propulsión de los trenes, principalmente según su utilización.
Puede quedar entonces la clasificación de los trenes en dos categorías generales: los impulsados por una locomotora y aquéllos de impulso electromagnético. Aunque esta catalogación varía según las circunstancias y la tecnología empleada en la motorización del tren, ya que el tren ha pasado por muchas facetas de avance en la historia mundial, como se verá a continuación, e incluso ha tenido una gran influencia en el desarrollo de muchas sociedades alrededor del globo, su uso e importancia varía según la época en que se sitúa el análisis. El tren ha formado parte esencial de muchas naciones y presentado una gran ventaja en cuestión de industrialización, en comparación con países que hubieron y se han visto sin este factor de transporte incluido en su historia.
Recopilación de Licda. Leda María Roldán S.Universidad de Costa Rica
El primer trenEl primer medio de transporte que usó ruedas montadas sobre rieles y que utilizaba la fuerza motriz proporcionada por la máquina de vapor, fue diseñado por el inglés Richard Trevithick, el 24 de febrero de 1804, al adaptar la máquina de vapor utilizada desde principios del siglo XVIII. La usó para bombear agua y así tirar de una locomotora que hizo circular a una velocidad de 8km/h. Este se puede considerar el primer tren y fue usado para transportar 10 toneladas de acero y 70 hombres, sobre una vía de 15 km, desde la fundición de Pen-y-Darren, en el sur de Gales.

La distancia entre rielesLos ferrocarriles requerían de guías para el transporte de los vagones; era necesario tener una línea metálica sobre la cual montar los vagones y que estos fueran arrastrados por la locomotora. Estas líneas férreas se construyeron como líneas paralelas separadas por una medida específica. La definición de esta distancia surgió de las prácticas anteriores.






Modelo de uno de los primeros ferrocarriles de carbón propiedad de la "Northeastern Pennsylvania", en Estados Unidos.
En Europa y Estados Unidos esta medida fue de 1.435 mm (56 pulgadas y media), originada en la separación de las ruedas de las vagonetas de minas, usadas en el pueblo de origen de Stephenson. Dicha separación correspondía a un diseño estable para ser arrastrado por medios humanos o con caballos. Posteriormente, en la Conferencia de Berna sobre el transporte público en 1887, se estableció como norma internacional.

Transporte públicoEl primer transporte público que funcionó con locomotoras de vapor, sobre vías férreas, fue inaugurado en 1830. Seguía la vía de Liverpool a Manchester, Inglaterra. Esta primera empresa de transporte ferroviario fue dirigida por George Stephenson con ayuda de su hijo Robert.
En Estados Unidos el ferrocarril se desarrolló por el deseo de comunicar las ciudades de la costa este hacia el interior del país. El primer ferrocarril de vapor se inauguró en 1830 en Charleston (Carolina del Sur).
La construcción de ferrocarriles se siguió extendiendo por todo el mundo, porque era un medio de transporte efectivo, público y de bajo costo y permitía el transporte de carga y de personas a zonas en el interior de los continentes.
Observe la líneas férreas desde el espacio en esta imagen de la
Tierra de Noche, en la que se aprecian las líneas Trans-Sibérica y la Jing-Bao/Bao por la iluminación de los pueblitos en la vía.
La máxima velocidad registrada con esta tecnología fue de 115 km/h, en una vía europea. Las locomotoras aerodinámicas de Gran Bretaña y Alemania, construidas para servicios de largo recorrido lograron desarrollarla.




El mantenimiento y la conpetencia inpulzaron canbios


El mantenimiento que requieren las locomotoras con motores de vapor, resultó ser un inconveniente ante el surgimiento del automóvil, que permitía transportes más rápidos que el tren. A mediados del siglo XX surgen otras energías alternativas para ser usadas en los medios de transporte guiados por rieles. Se inicia así la era de locomotoras movidas por motores diesel, las cuales requerían menor tiempo de mantenimiento.
En la década de los 60, Francia y Japóndesarrollaron una gran experiencia en la construcción de trenes eléctricos. Como resultado a finales del siglo XX el transporte ferroviario fue dominado por esta tecnología. Esto permitió competir, ya no sólo con el automóvil, sino también con los aviones de entonces, pues los trenes lograron desarrollar velocidades mayores.












La necesidad de transporte rápido y de bajo costo, impulsó el desarrollo de trenes de alta velocidad en países europeos y en Estados Unidos. En la década de los años 90, las velocidades que se lograban se encontraban entre 160km/h y 200km/h. El desarrollo de la tecnología, en el manejo de metales y sus uniones, añadió importantes mejoras y comodidades a este tipo de transporte. Esto ha permitido que los trenes de pasajeros se deslicen con gran suavidad, y los vagones cuenten con aislamiento acústico, aire acondicionado y servicios de teléfono y audiovisuales, además de los servicios tradicionales.


Levitacion magnetica



Por lo años 1960, en Japón se empezó a desarrollar un tren que lograba altas velocidades con poca pérdida de energía debido a que no hacía contacto con los rieles. Así se inició la era de los trenes de levitación magnética (MAGLEV).
Los primeros trenes de este tipo se movían a velocidades de 270 km/h. Ya para 1994 otros países habían logrado desarrollar sus propios ferrocarriles MAGLEV, entre ellos
Estados Unidos, Francia, Alemania, Italia y España. En estos momentos su velocidad ha superado los 300 kilómetros por hora.
La Unión Europea, bajo su criterio de unir a los países que la integran, tiene como proyecto conectar nuevas líneas nacionales que permitan ofrecer viajes internacionales en trenes de alta velocidad sin tener interrupciones. Después de Japón, en Oriente hay otro país que ha desarrollado la tecnología de levitación magnética para construir su propio tren "bala" y este es Corea del Sur. Su proyecto de unir la capital Seúl con Pusan en el sureste peninsular








Este tipo de transporte terrestre se ha estado perfeccionando con miras a que sea el transporte del futuro, ya que no presenta problemas de contaminación, alcanza velocidades competitivas con el transporte aéreo, y no genera pérdidas de energía por rozamiento. Su mantenimiento es relativamente cómodo.
A finales del Siglo XX los trenes de levitación magnética son los que marcan el camino del desarrollo ferroviario. Este modelo sigue evolucionando y ha generado la puesta en servicio de un tren controlado automáticamente. Las computadoras que controlan este servicio puede corregir el horario de un tren o modificar la ruta de alguno que venga fuera de su plan original. En 1989 se puso en funcionamiento el metro de Lille, en Francia, gracias a esta renovada tecnología.







Algo más específico: ¿Qué es levitación magnética?
La levitación magnética se presenta cuando se enfrentan dos campos magnéticos de polaridades iguales, p
ero está presenta una tercera fuerza que es la gravitacional. Si se enfrenta un imán con su polaridad norte encima de otro imán de polaridad norte también, los dos imanes se repelen entre sí, pero al estar uno encima de otro, el que se encuentra arriba experimenta la fuerza gravitacional hacia abajo y la fuerza magnética hacia arriba. Estas dos fuerzas actuando sobre el mismo cuerpo provocan un equilibrio y el imán no cae pero tampoco sube por la fuerza magnética. El imán se verá como suspendido, esto suspensión se denomina levitación. El término magnético se origina por la presencia de los campos magnéticos del imán.
Para conocer sobre experimentos simples de levitación puede ver
este diagrama.