Sistemas ferroviarios: El material rodante

Los sistemas ferroviarios son muy amplios y abarcan muchas disciplinas, algunas totalmente diferentes, como por ejemplo el campo de conocimiento del contacto rueda-carril, que puede pertenecer tanto a la infraestructura como al material rodante o el campo de conocimiento de la electrónica de potencia que pertenece claramente a este último.

Por tanto, nos podemos imaginar que abordar el problema ferroviario no es nada fácil. Una manera natural de empezar es mediante la división en diferentes subsistemas.

Como primer gran paso podemos pensar en dividir en dos partes todo el conjunto ferroviario:

• La parte material (la Infraestructura y el Material Rodante): es decir “Hardware”
• La parte no material (la gestión, regulación del tráfico, conducción, etc.): el “Software”.

Si queremos definir el material rodante, diríamos que es un subsistema cuyo objetivo fundamental es transportar a personas y mercancías de una manera segura, confortable y en el menor tiempo económica y técnicamente posible.

De hecho cuando vemos normativas en muchos entornos ferroviarios, en general están separadas en esos dos grupos, siempre relacionados entre ellos y siempre en continuo conflicto. La parte de material rodante por ejemplo, tiene interacciones con casi todo el resto de partes o actividades; bastante más con la parte de la infraestructura más próxima a los vehículos (vía, túneles, andenes, instalaciones de alimentación de energía, señalización o comunicaciones).

Así podemos hablar de gálibo como el espacio a respetar por el material rodante para que no existan interferencias con la infraestructura (diferentes según los países), interacción rueda-carril como la conexión fundamental y vital entre la vía y el material rodante o la interacción pantógrafo-catenaria, interacción con la señalización o interacciones electromagnéticas.

En cualquier caso la separación en subsistemas no queda ahí. Olvidándonos ya del subsistema infraestructura, si nos centramos en el material rodante (o sus conceptos equivalentes, el tren, la composición ferroviaria, locomotora etc..), resulta que el tren es un tren de cosas” y nos vemos obligados a volverlo a separar en más subsistemas. Históricamente estos subsistemas se han separado en función de las diferentes áreas de conocimiento: estructuras (cálculo estructural), dinámica ferroviaria, frenos, electrónica de potencia, sistemas eléctricos, señalización, diseño de exteriores, interiorismo  etc..

El mundo del material rodante se convierte así en mundo que para cualquier rama de ingeniería supone un reto diario para poder desarrollar cada vez más, trenes rápidos, confortables y seguros.

Es importante dominar los contenidos fundamentales en materia de infraestructura, que influyen en el diseño del material rodante, tipología del material rodante, parámetros básicos especificados para el diseño de un material rodante, así como partes fundamentales de las que consta un material rodante.

Entender los conceptos fundamentales en materia de tracción y frenado, entendiendo las curvas Fuerza-Velocidad, diferentes tipologías de tracción y frenado, componentes fundamentales y ventajas e inconvenientes de los sistemas explicados en ambos campos de conocimiento.

Dominar los contenidos fundamentales en materia contacto rueda–carril como base fundamental para comprender la dinámica ferroviaria así como los conceptos clave que definen el comportamiento dinámico del vehículo, y la base de análisis para el comportamiento aerodinámico.

Comprender conceptos básicos tales como peso por eje, potencia, adherencia, resistencias al avance y subsistema del material rodante (ruedas, ejes, bogies, suspensiones, caja…); conceptos asociados a todos los tipos de tracción y frenado, así como sus ventajas e inconvenientes. Comprender conceptos tales como adherencia, microdeslizamiento, ecuación fundamental del contacto con rodadura, planteamiento de las ecuaciones dinámicas, inestabilidad dinámica, factores que depende la inestabilidad dinámica, conceptos básicos de aerodinámica.

Dominar los conceptos fundamentales en materia de mantenimiento, fiabilidad, disponibilidad, así como tener una visión general de cómo se realiza el mantenimiento de trenes.

Esta información resulta de gran valor para aquellos que quiera hacer un master ingenieria ferroviaria, una ingenieria ferroviaria o les interese simplemente el tema de la infraestructura ferroviaria.

Páginas web generales de consulta:

www.railfaneurope.net/

www.unife.org/

www.railway-technology.com/

Para hacerse una idea de los diferentes tipos de material y cultura ferroviaria en general se pueden ver:

www.railpictures.net

www.rail-videos.net

Profesor Emilio García de la 5ªEdición del master ingenieria ferroviaria

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