Ingeniería para dummies (VII)

Siguiendo con la "exitosa" serie para atraeros hacia los misterios de la tecnología hoy os voy a hablar de algo de lo que hubiera tenido que hablar hace mucho tiempo y que no sé por qué no lo he hecho: los trenes. A fin de cuentas es con lo que me gano la vida (por ahora). Y sé algunas cosas, aunque tampoco muchas, no os creáis.

Para empezar qué es un tren... Bueno, según el juego que me compré el otro día en Amazon, tren es un conjunto de coches o vagones movidos como una sola unidad por una locomotora o por motores integrados". Parece un poco ilegible, ¿no? Pero de algún sitio lo habrá que empezar.

Para empezar, por ejemplo, os indicaré que no es lo mismo un coche que un vagón. Los coches son para el transporte de personas y los vagones para transporte de mercancías o animales. Este es uno de los errores más comunes que escuchamos o leemos en los medios. Cuando nos subimos al metro, no lo hacemos a un vagón, sino a un coche. Si alguna vez habéis viajado en tren con plaza asignada, habréis visto que os pone coche nosecuantos, plaza laquesea.

Otra pregunta interesante es ¿por qué hay trenes? O dicho de otra manera... ¿qué ventajas tienen los trenes frente a la carretera o los barcos? Buena pregunta.

En primer lugar empezaremos por lo obvio. Ferrocarril quiere decir carril de hierro como todos sabemos. Tanto la rueda como los carriles son de acero y eso marca de una manera absoluta las ventajas y los límites e inconvenientes del ferrocarril as a whole. Por un lado os tengo que hablar de algo un poco técnico que es el coeficiente de rozamiento. Todos entendemos lo que es el rozamiento, podríamos decir que es lo que cuesta deslizar dos materiales entre sí. El coeficiente de rozamiento nos da idea de cuanta energía se pierde al rozarse dos superficies. Como ejemplo os puedo decir que el coeficiente de rozamiento entre la rueda de un coche y la carretera (según wikipedia caucho/cemento) es de 1, mientras que el del acero con el acero es de 0,15. Espero que todavía sigáis conmigo, al final el rozamiento está en relación directa con el esfuerzo que hay que hacer para transportar una carga. De esta manera, y con los coeficientes anteriores podríamos decir así a lo bruto que para transportar una tonelada de patatas fritas (¿se nota que se acerca la hora de comer cuando estoy escribiendo esto?) por carretera necesitaríamos 6 veces más energía que para transportarla por ferrocarril. Ya digo que esto es una simplificación gigantesca (para dummies), pero la energía perdida por rozamiento entre la carretera y el ferrocarril es de esa magnitud.

Es decir, cuesta mucha menos energía (gasolina, carbón, electricidad, troncos de madera...) transportar a personas o mercancías por ferrocarril que por carretera. Esto es estupendo, pero entonces ¿por qué vamos mucho más por carretera que por ferrocarril? Pues porque, como os he dicho antes, la fuerza de rozamiento tiene un reverso tenebroso y es que es cierto que cuesta mucho menos, pero cuesta mucho más acelerar y frenar. No es que cueste más energía, sino que es más fácil que las ruedas patinen por lo que se necesita mucha distancia para hacerlo. Y otra cosa más, ya que os he dicho que es más fácil que patine, y es que no pueden ir por cuestas muy pendientes, las líneas de ferrocarril tienen que ser casi planas. Normalmente no pueden tener una pendiente de más del 3,5%. Los trenes no pueden subir el Tourmalet... o sí, pero hay que gastar un montón de dinero haciendo túneles y viaductos.

Así que hacer vías ferroviarias cuesta un montón de dinero y al necesitar mucho espacio para frenar y acelerar no pueden ir pegados unos a otros como vamos nosotros por cualquier autovía por lo que la mayor parte del tiempo las vías están vacías.

Hay otras cosas acerca de los trenes que a mí me parecen curiosas y espero que a vosotros también. Por ejemplo, la separación entre carriles es distinta en muchas partes. Por ejemplo, el ancho entre carriles en España y Portugal era distinto que el ancho internacional (que es el más extendido), aunque ahora el AVE usa ese ancho internacional. En Rusia también es distinto.

El porqué suceden estas cosas es muchas veces un misterio. Por ejemplo, la primera línea ferroviaria diseñada por Stephenson puso una distancia entre carriles de 4 pies y 8 pulgadas y luego la de Liverpool Manchester de 4 pies y 8 pulgadas y media. En España se decidió que eso de las pulgadas y pies era lioso así que se dijo que sería de 6 pies castellanos. En Rusia se cogió un ancho de 5 pies, aunque yo he leído por ahí que mandaron a un enviado a Londres para que midiera el ancho de las vías y lo medió desde exterior a exterior cuando lo normal es medir la distancia entre carriles en el interior. Por lo que esa medida mal tomada y luego interpretada como interior en vez de exterior hizo que tuvieran un ancho distinto. Puede que eso sea solo fantasía, pero a mí me hace gracia y lo veo verosímil.

Y es que el proceso de estandarización está llevándose a cabo prácticamente desde que se inventó el tren. Yo mismo he estado en un proyecto europeo para un sistema de señalización común, pero de eso hablaré en otro momento. Creo que por hoy ya es más que suficiente. Os dejo con un vídeo que mandó Molinos por tuiter sobre la importancia del ferrocarril en fijar las bandas horarias a lo largo de EE.UU. Muy interesante, como en general todo el mundo del tren, ¿no?

P.D: la imagen del post es la del primer tren eléctrico del mundo para que no despreciéis al tren de la bruja, que también tiene su importancia en el mundo ferroviario!