Absurdo: exageradísimo peso de los vagones de tren

[BARACUS]

Como también se hablo del Hyperloop acá, una nota Orgullo para los Españoles,

https://youtu.be/dsZzngP9NVI

[Anilandro]

El caso es que enviar un vehículo con pasajeros a través de un tubo de forma neumática se me ocurrió a los 11 o 12 años (es decir, a mediados de los 60) al ver el sistema de envío de mensajes que aparecían por entonces en las oficinas de las pelis americanas. Lo llamé Inter-tub y lo reflejé en una ficha de las que utilizaba mi padre para anotar los datos de clientes de su negocio...






...En mi caso no circulaba sobre imanes si no sobre trenes de ruedas situadas abajo, arriba y a ambos lados del vehículo, y la propulsión se creaba por diferencia de presión mediante motores cohete, tanto desde las estaciones como de forma autónoma desde el mismo vehículo...

¿Creéis que debería pedirle royalties a Elon Musk, antes de que acabe en la cárcel por las pertinaces pérdidas de Tesla? ...

Saludos

[Vicente]

...se me ocurrió a los 11 o 12 años ...
...
¿Creéis que debería pedirle royalties a Elon Musk, antes de que acabe en la cárcel por las pertinaces pérdidas de Tesla?

También puedes intentarlo con Chuck Lorre, por crear el personaje Sheldon Cooper de la serie "The Big Bang Theory" basándose en tu genial precocidad. De paso, tendrías que demandarle por lesiones contra tu honor por haberlo dotado de una irritante egolatría.

En mi caso no circulaba sobre imanes si no sobre trenes de ruedas situadas abajo, arriba y a ambos lados del vehículo...

Creo recordar que hay una escena en alguna película de James Bond en la que se mete en una cápsula de ese estilo por un oleoducto. (¡Demanda al canto!)

Pero por hilar con el título de la conversación: Si la velocidad fuese suficientemente alta y el túnel siguiese la curvatura terrestre, podría conseguirse que el vehículo orbitase a la Tierra, con lo que su peso se vería compensado por la fuerza centrífuga. Adiós a las ruedas y a los imanes de levitación. Y para conseguir tal velocidad habría que hacer un buen vacío en el túnel, lo que trae como ventaja añadida que se elimina toda fuente de fricción.

Un saludo

[Anilandro]

Hombre, Sheldon es precoz pero también es un teórico puro y duro que abomina de lo experimental, es forofo de cómics y Star Trek, es un obsesivo-compulsivo de cuidado, tiene la egolatría y la malicia de un niño mimado de ocho años y además claros sesgos de síndromes de Savant y de Asperger, con todo cuanto eso implica de brillantez en ciertas facetas y de absoluta incapacidad en otras, especialmente con los sentimientos y las relaciones humanas ...La verdad es que me gusta y me divierte su personaje, porque es el alma de la genial serie de la tarde, pero como buen práctico con los pies en el suelo y conocedor a los sesenta y cuatro de mis aptitudes, limitaciones, gustos y relaciones, nunca me identificaría con él ...salvo tal vez en su aversión a las mentiras. Lo mío ha sido más una permanente curiosidad por todo cuanto me rodea, y que después de más de cincuenta y cinco años desmontando todo lo desmontable y solucionando un par de decenas de miles de problemas técnicos en mi faceta profesional, a la fuerza se adquiere un sexto sentido sobre los sistemas, los procesos y sus probables consecuencias.

Un saludo

[fusion]

Conozco a los que llevan el tubo aquí, quieren hacer un tubo para cruzar el estrecho, tu tren correría menos pero sería más barato y del tirón no se te pondrían los calzonzillos de corbata

[fusion]

La levitación magnética (a emplear en el hyperloop pero ya usado en trenes como el Japonés maglev (>600kmh) ) funciona mejor cuanto más corre el tren pues el peso del mismo se reparte por los km de vía. Es un efecto similar a los hidrofoils de barcos de alta velocidad que levantan el barco cuando corre o los aviones.
Las ecuaciones son similares a las que empleé para hacer un estudio de impacto ambiental de las bicicletas en el campo, en el cual me dí cuenta que el peso de la bici se reparte a lo largo del path recorrido, por eso la bici se hunde menos en el barro cuando va a más velocidad.

[HOOKE]

Bueno, un coche TALGO viene a pesar (completamente cargado) 17 toneladas (que es el máximo peso por eje permitido para Muy Alta Velocidad, y como los coches TALGO solo llevan un eje, es su peso máximo permitido).

Ahora bien, esto lo consigue llevando toda la tracción a las cabezas motrices. En otros sistemas (SIEMENS), la tracción es distribuida para ser más eficientes en la aceleración, lo que implica llevar en cada coche bogies tractores con sus convertidores, resistencias de frenado, etc.. En este caso un coche SIEMENS lleva dos bogies (4 ejes) por lo que puede pesar cargado hasta 68 toneladas. Pero claro, son coches mucho mas grandes que los TALGO y llevan muchas mas personas.

Cada sistema tiene sus ventajas y sus inconvenientes. Hay que examinarlo todo en su conjunto.

Los ingenieros ferroviarios no son completamente gilipollas

[fusion]

Me interesa mucho el sistema siemens, no sabía que distribuían la tracción, gracias.

El sábado pasado hice una ruta desde casa en mi bici de fibra de carbono (44km) y volví en cercanías, me dí cuenta que la distancia en un vagón entre bogies es muy grande y además una buena parte del peso del vagón descansa en los ejes de los bogies. Además no se puede poner un tercer bogie en medio a no ser que el vagón se doblara (como en el dibujo del inter-tub de anilandro de arriba), todo ello hace que las vigas que soportan al vagon sean grandes.

Una lástima los trenes tengan que llevar disipadores para el frenado en vez de volcar energía a red. Se podría recuperar la energía sin tostar otros trenes o el trafo si la metieran en un tercer cable.

No digo que los ingenieros ferroviarios son gilipoyas sino que no han sido aleccionados de forma adecuada para reducir el peso. Haz una prueba: coge en peso una bici specialized de fibra de carbono con lo grande que es

[HOOKE]

Los trenes de alta velocidad tienen tres sistemas de frenado.

- Freno de servicio -> Freno hidráulico activado por una señal neumática (a través de un convertidor) que actúa sobre unas zapatas de freno que rozan sobre unos discos de freno, exactamente igual que en un automóvil.

- Freno eléctrico -> Que cambia la polaridad de los motores para que actúen como generadores, volcando la energía en la catenaria mientras haya otro tren conectado a la misma que pueda "chupar" esa energía, de lo contrario se sobrecargaría la catenaria...lo que nos lleva al tercer sistema.

- Freno reostático -> Funciona exactamente igual que el anterior, pero envía la energía a un conjunto de resistencias que la disipan en forma de calor. Esto se efectúa cuando no hay consumo en la catenaria que pueda absorber la energía volcada.

Estos tres sistemas se combinan mediante un "blender" que selecciona que porcentaje de frenada asigna a cada sistema para que en cada momento la eficiencia sea máxima, en términos de seguridad, fiabilidad y ahorro energético. Cuando se demanda frenada de emergencia, tira de todo a la vez.

Es decir, que si que existe un sistema de devolución de energía a la caternaria, desde hace décadas. Lo único que se requiere es que haya otro tren que la pueda consumir, porque no se puede almacenar.

Hay un cuarto sistema, exclusivamente de emergencia, que es un patín de acero que funciona como un electroimán y que se deja caer en la vía para "pegar" el tren a los raíles en caso de frenada de emergercia (no en servicio). Se usa en Alemania fundamentalmente.

Y volviendo al peso. Un tren de Muy Alta Velocidad lleva unos 500 pasajeros a 350 km/h de velocidad a un coste irrisorio en términos de consumo energético. La eficiencia en el sector se mide en euros por pasajero y kilómetro, y no tiene parangón con ningún otro medio de transporte. Y este transporte lo hace en unas condiciones de confort y seguridad excelentes. Llevando además un volumen de equipaje por pasajero cercano a los 200 litros. Pudiendo además tomarte una cerveza en la cafetería. No es comparable a una bicicleta, por muy ligera que esta sea.

También un par de alpargatas son mas ligeras que la bicicleta dichosa, pero evidentemente son menos eficientes porque van mas despacio y me permiten llevar menos carga que la bicicleta. Aunque sean mas ligeras, son menos eficientes. El peso es sólo un parámetro, hay otros.

La reducción de peso es una constante en la industria ferroviaria, precisamente porque al aumentar la velocidad disminuye exponencialmente el peso por eje permitido, porque el desgaste a la infraestructura y al material rodante es brutal. Para que os hagáis una idea, los AVE en España pueden viajar a 330 km/h de velocidad de servicio (se homologan a 350), pero RENFE los opera a 300 km/hora porque esos 30 km/h de más suponen aumentar en un porcentaje enorme el coste de mantenimiento de material e infraestructuras.

Como os decía, el peso máximo por eje para Muy Alta Velocidad (350 km/h) es de 17 toneladas. Que es como os decía anteriormente lo que pesa en servicio, cargado, un coche TALGO (que solo tienen un eje). Un coche de éstos puede llevar unos 40 pasajeros. Contando con 80 kilos por pasajero, 40 de la butaca, y le podemos poner unos 15 kilos de equipaje por pasajero tenemos 5,4 toneladas para el pasaje y la butaca en que se sienta. Luego tenemos un aseo con su depósito de agua limpia y de aguas fecales que pesa lo suyo. Los calderines de aire comprimido para el servicio del aseo y la reserva de freno. Varios kilómetros de cableado (que no os podéis imaginar lo que pesan), porque llevamos luces de ambiente, luces de lectura, sistemas de audio y vídeo....El sistema de frenado con su convertidor hidráulico y muchos metros de tuberías de alta presión. El sistema de HVAC para tener aire acondicionado, calefacción y renovación de aire. El sistema de sellado de la caja para evitar la despresurización brusca al cruzar otro convoy o meterse en un túnel. El rodal de acero, con sus dos ruedas, discos de freno, suspensiones (primaria y secundaria). El carenado interior. Las ventanas, otro elemento pesadísimo...... Cosas que no tenemos si viajamos en bicicleta.

La estructura en sí es extremadamente ligera. En TALGO (coches de 12m de largo, 3 de ancho) se hace enteramente de aluminio aeronautico soldado. Lo que pesa es todo lo demás, que son cosas en las que se vá rascando un kilo aquí, un kilo allá, pero en las que es muy difícil hacer recortes drásticos. Aunque se intenta, otro día os contaré algunas de las ideas que van a llevar los nuevos 30 trenes AVE que está fabricando TALGO para RENFE, que van a llevar una fila más de asientos (3+2) en cajas mas anchas, y que tienen que reducir el aumento de peso que supone meter otra fila más de pasajeros recortando un poco en cada sistemas. Lo que es un reto extraordinario.

Por cierto, para hacerlo divertido. De las 17 toneladas que pesa un coche TALGO completamente cargado, propongo una porra a ver quién se acerca más al peso de la estructura de la caja soldada, monda y lironda. Una caja de aluminio soldada de 12x3x3 m (más o menos). Os doy pistas. Los laterales y testeros se hacen con perfiles de doble piel, los techos con simple piel y costillas longitudinales. El bastidor es algo más robusto (tiene que transmitir los esfuerzos de tracción y frenado, y soportar un montón de equipos que van bajo-bastidor).

Al que más se acerque ya pensaré que premio le doy

[alberttoy]

Muy buena explicación.
¿3 toneladas?