Contenido Dinámica longitudinal del tren en la explotación ferroviaria
El objeto de este libro es ofrecer una visión actualizada de la dinámica longitudinal de los trenes, es decir, el movimiento del tren en la dirección de la vía y las fuerzas (aceleradoras o retardadoras) que inciden sobre ese movimiento.
La dinámica longitudinal del tren es un campo de estudio básico para la explotación ferroviaria, puesto que en ella se basan aspectos tan relevantes como el cálculo de los tiempos de viaje, los consumos de energía del tren y la determinación de las cargas máximas. Estas cuestiones tienen, además, una incidencia económica muy importante.
Se estudia con gran precisión la dinámica en alta velocidad donde, a diferencia de la literatura clásica de explotación ferroviaria, se presta especial atención a los aspectos relacionados con la aerodinámica, que diferencia mucho la dinámica longitudinal de los trenes cuando estos circulan a velocidades altas. Sin embargo, la dinámica en alta velocidad es válida para velocidades convencionales (lo que no es cierto al contrario). Por ello, puede entenderse este libro como suficiente y completo para el estudio de la dinámica longitudinal del tren a cualquier velocidad.
Las cuestiones relacionadas con la tracción y el frenado se estudian como un todo inseparable en el ámbito de la explotación ferroviaria. Por eso, su consideración conjunta en esta obra facilita al lector una visión global del camino a recorrer cuando se trata de determinar de forma precisa uno de los objetivos más importantes: los tiempos de viaje de los diferentes trenes.
Asimismo, en el libro se realiza un análisis de las cuestiones relativas al consumo de energía del ferrocarril y a las emisiones nocivas emitidas, comparándolas con las correspondientes a otros modos de transporte. En un momento temporal como el actual, con una preocupación y sensibilización máximas por la energía y por el medio ambiente, el contenido de esta cuestión proporciona un relevante soporte a la planificación del sistema de transportes de un país.
Finalmente, en el último capítulo, se expone la influencia en los tiempos de viaje, de la inclusión de una parada comercial en una relación dada, o bien, de la existencia de una limitación de velocidad en la línea. Es indudable, que la cuantificación de las mencionadas repercusiones es de una gran importancia y representa una valiosa herramienta a la hora de planificar servicios y obras de mantenimiento.
Hay que destacar que este libro supone un hecho diferencial importante respecto a obras precedentes, ya que viene a llenar una laguna históricamente existente en el conocimiento de la Dinámica longitudinal del tren, dado que no existe ningún otro libro como el que aquí se presenta. Es oportuno recordar que para disponer de un contenido de algunos de los aspectos que forman parte de ese libro, en particular los referidos a la resistencia al avance y a las cargas máximas remolcables, los interesados debían consultar algunos artículos publicados por expertos de determinadas redes ferroviarias. Además, la determinación de las mencionadas cargas máximas quedaba diluida en normas de carácter interno de cada red, no siempre fácilmente accesibles.
CONTENIDO
Introducción.
Fuerzas que actúan sobre el tren y sistema de coordenadas.
Aceleraciones longitudinales.
Masas en la explotación ferroviaria.
1. Resistencia al avance en recta.
1.1. Resistencia mecánica al avance.
1.1.1. Resistencia debida a la rodadura.
1.1.2. La resistencia de los rozamientos internos.
1.1.3. Valores de la resistencia mecánica para diversos tipos de trenes.
1.1.4. Criterios de ajuste del valor de la resistencia mecánica.
1.2. Resistencia al avance debida a la entrada de aire.
1.2.1. Caudal necesario para mantener la calidad del aire.
1.2.2. Cálculo de la resistencia debida a la entrada de aire (término B).
1.2.3. Ajuste del valor de la resistencia debida a la entrada de aire en el tren.
1.2.4. Reflexiones sobre la naturaleza del coeficiente B.
1.3. Resistencia aerodinámica al avance.
1.3.1. Concepto de resistencia aerodinámica.
1.3.2. Medidas para reducir la resistencia aerodinámica.
1.3.3. Resistencia aerodinámica en túneles.
1.3.4. Criterios de ajuste de la resistencia aerodinámica.
1.3.5. Resistencia aerodinámica adicional debida al viento exterior.
1.4. Valores de la resistencia al avance en recta a cielo abierto y sin viento.
1.4.1. Trenes de composición variable. Fórmulas simples.
1.4.2. Trenes de composición indeformable.
1.4.3. Valores de la resistencia al avance para diversos trenes.
1.4.4. Comparación entre los valores totales de diferentes tipos de trenes.
1.4.5. Influencia relativa de cada uno de los sumandos de la resistencia al avance.
1.4.6. Ámbito de validez de la fórmula de resistencia al avance en horizontal y recta.
2. Resistenazcias locales (en curva y gravitatoria) y resistencias inerciales.
2.1. Resistencia debida a la curva.
2.1.1. Resistencia debida a la solidaridad de ruedas y ejes.
2.1.2. Resistencia debida al paralelismo de los ejes.
2.1.3. Resistencia centrífuga.
2.1.4. Valor de la resistencia total al avance en la curva.
2.1.5. Resistencia media equivalente de las curvas.
2.1.6. Peso relativo de la resistencia en la curva.
2.2. Fuerza gravitatoria.
2.3. Resistencia debida a la inercia.
2.3.1. Resistencia de inercia debido al movimiento.
2.3.2. Resistencia de inercia debido al giro de las masas rotativas.
3. Resistencias totales que actúan sobre el tren.
3.1. Balance de fuerzas que actúan sobre el tren.
3.2. Idealización del tren.
4. Tracción, freno, servicios auxiliares y conducción del tren.
4.1. Tracción.
4.1.1. Tipos de tracción.
4.1.2. Cadena de tracción y alimentación de servicios auxiliares en trenes actuales con motores eléctricos.
4.1.3. Cadena de tracción en nuevos vehículos con fuentes energéticas alternativas.
4.2. Freno.
4.2.1. Tipos de freno de los trenes.
4.2.2. El frenado dinámico.
4.2.3. Frenados mixtos neumáticos-dinámicos.
4.3. Servicios auxiliares.
4.3.1. Los servicios auxiliares comerciales.
4.3.2. Alimentación de los servicios auxiliares.
4.4. Conducción automática y protección del tren.
4.5. Los esfuerzos de tracción y de frenado. Adherencia.
4.5.1. El esfuerzo de tracción.
4.5.2. El esfuerzo de frenado.
4.5.3. La adherencia.
5. Cálculo de tiempos de viaje.
5.1. Expresión simple de la ecuación del movimiento.
5.2. El efecto de la inercia de las masas giratorias.
5.3. Expresión completa de la ecuación del movimiento del tren.
5.4. Dinámica del tren en pendientes y rampas.
5.5. Consideración conjunta de la pendiente y la rampa.
5.6. Representación gráfica de los esfuerzos de tracción, freno y resistencias.
5.7. Cálculo del tiempo de viaje.
6. Consumo de energía.
6.1. Efectos negativos del consumo de energía por el ferrocarril.
6.2. Destinos de la energía consumida por el ferrocarril.
6.3. El freno regenerativo.
6.4. Comparación del consumo de energía y emisiones del ferrocarril con otros modos de transporte.
6.5. Cálculo del consumo de energía.
7. Carga máxima de un tren.
7.1. Masa máxima de un tren para su circulación correcta.
7.1.1. Enfoque de la aceleración media y residual.
7.1.2. Enfoque de la velocidad mínima en rampa.
7.2. Limitación de la masa máxima por la fuerza de los enganches.
7.2.1. Dinámica del tren en el arranque.
7.3. Determinación práctica de la carga máxima remolcable por una locomotora.
7.3.1. Cargas máximas remolcables por máquinas españolas.
7.4. Aproximaciones y simplificaciones.
7.4.1. Consideración conjunta de la resistencia al avance en curva y rampa.
7.5. Importancia de las rampas en explotación ferroviaria.
8. Cinemática ferroviaria.
8.1. Distancia y tiempo empleado en una parada o en una limitación de velocidad.
8.1.1. Proceso de deceleración: distancia y tiempo.
8.1.2. Proceso de aceleración: distancia y tiempo empleado.
8.2. Tiempo perdido en las limitaciones de velocidad y en las paradas.
8.2.1. Tiempo perdido en una limitación de velocidad.
8.2.2. Tiempo perdido en las paradas.
8.3. Posicionamiento de las señales.
Bibliografía.
Índice de tablas y figuras.
Índice alfabético