El Ferrocarril
CÓMO FUNCIONA
El ferrocarril es un medio de transporte de viajeros y mercancías en vagones con ruedas que se desplazan sobre raíles paralelos llamados vía férrea. Los vagones son remolcados por una locomotora, que genera la energía necesaria para mover todo el conjunto.
Las primeras locomotoras, que usaban como combustible carbón y madera, para calentar agua y producir vapor de agua, se popularizaron con rapidez, sobre todo para recorrer largas distancias, a pesar de que tenían el inconveniente de tener que parar con frecuencia para repostar.
Con la aparición de los motores de combustión interna y de los tendidos eléctricos, empezó la era de las locomotoras equipadas con motor diesel, que precisan menor tiempo de mantenimiento, y sobre todo las de tracción eléctrica, que pueden funcionar sin descanso durante días.
Los motores que se emplean en la actualidad en los ferrocarriles son eléctricos, puros o combinados con un motor diesel.
LOS TRENES ACTUALES
Para competir con el automóvil y con el avión, sobre todo en los trayectos largos, los trenes actuales deben ser cómodos y circular a alta velocidad. Gracias a los nuevos sistemas de suspensión de los vagones y a una nueva técnica de soldadura que ha hecho desaparecer la unión entre cada dos raíles consecutivos, los trenes de pasajeros se deslizan con gran suavidad, además de haber mejorado en sus prestaciones y servicios: aislamiento acústico, aire acondicionado, servicios de telefonía, radio y vídeo, coches-cama con aseo y ducha, cafetería-restaurante y transporte en el propio tren del automóvil del viajero, entre otros.
En la década de 1960, los japoneses diseñaron el primer tren bala demostrando que era posible que un tren circulara a una velocidad superior a los 200 kilómetros por hora. La primera línea del tren de gran velocidad francés, TGV, se tendió entre París y Lyon, terminándose en el año 1983. Se trataba de una vía convencional, aunque con un trazado especial. El TGV alcanzó sobre esa vía una velocidad de 270 km/h, aunque en las vías que se tendieron después, este tren alcanza los 300 km/h.
En España, tras una dura competencia entre las tecnologías francesa (TGV), alemana (Siemens) y japonesa (tren bala), se escogió la tecnología del TGV con ancho de vía internacional para la primera línea del tren español de alta velocidad (AVE) Madrid-Sevilla.
En el desarrollo de los trenes modernos, la electrónica ha tenido un papel primordial, al conseguir disminuir el peso y el volumen de las locomotoras, además de mejorar las comunicaciones y aumentar la seguridad.
La informática también ha contribuido de manera decisiva al desarrollo de las líneas de trenes de alta velocidad, sobre todo en aspectos de señalización y regulación del tráfico. Al introducir el código de un tren en la unidad de control de tráfico, se muestra cuál es su situación en la línea en ese momento, y los ordenadores indican a los controladores, por ejemplo, la mejor forma de corregir su horario, suponiendo que vaya adelantado o retrasado.
El Avión
COMPONENTES BÁSICOS DE UN AVIÓN
Un avión o aeroplano es una nave que viaja por el aire impulsada por motores de hélice o de reacción y que se sustenta gracias al efecto aerodinámico del aire al incidir sobre la superficie de sus alas.
La parte mayor de un avión es el fuselaje, que tiene forma alargada, y en cuyo interior se aloja la cabina de pilotaje y la zona de pasajeros o de mercancías.
Las alas son grandes superficies unidas al fuselaje que proporcionan la sustentación necesaria en el aire para que el avión vuele. Su forma y tamaño depende del tipo de avión y de los motores que lleve. Las alas de los aviones supersónicos suelen estar inclinadas hacia atrás, dando al avión el aspecto de una punta de flecha dirigida hacia adelante y muy estilizada.
El timón y las pequeñas alas o alerones de cola, además de proporcionar estabilidad al aparato, permiten controlar su rumbo. El motor, o los motores, de un avión puede ser de hélice o de reacción.
En avionetas y pequeños aviones de hélice, el motor va delante, en el morro del fuselaje. Los aviones de hélice más grandes, llevan cuatro motores bajo las alas. Suelen ser aviones de carga o de líneas regionales, no necesitan pistas de despegue y aterrizaje tan largas como los aviones a reacción.
En los aviones de transporte habituales, los dos o cuatro motores a reacción van situados bajo las alas.
El tren de aterrizaje está compuesto de varias ruedas que permiten el aterrizaje del avión evitando que el fuselaje se arrastre por el suelo. En las avionetas permanece siempre extendido, generando resistencia al avance por su roce con el aire. En los aviones comerciales se recoge en compartimentos bajo las alas y el fuselaje, desplegándose de nuevo al ir a aterrizar.
LOS MANDOS DE UN AVIÓN
En la cabina se encuentran los mandos y los instrumentos necesarios para pilotar el avión. Básicamente hay tres mandos en todo avión:
El que controla la potencia del motor, que controla, por tanto, la velocidad que lleva el aparato.
La columna o palanca de control, situada delante del asiento de cada piloto. Cuando se la empuja hacia delante, el avión desciende y cuando se tira de ella hacia atrás, asciende. Girándola hacia un lado u otro, el avión se inclina hacia la izquierda o hacia la derecha.
Los pedales, que sirven para hacer que el avión gire. Cuando se presiona el pedal derecho, el timón se mueve y hace girar el avión hacia la derecha, y si se empuja el pedal izquierdo, el giro será hacia la izquierda; pero hay que inclinar la palanca a la vez y hacia el mismo lado para evitar que el avión derrape. El alabeo es para un avión lo que el peralte de una curva es para un coche.
Los principales instrumentos que van en la cabina son:
El indicador de la velocidad del aire, que mide la velocidad que lleva el aparato con respecto al aire, no con respecto a tierra.
El altímetro, que mide la altura a que se encuentra el avión respecto al suelo.
El indicador de dirección o girocompás, que es una brújula especial que permite determinar el rumbo a seguir.
El tacómetro, que es un aparato que muestra las revoluciones por minuto de cada motor.
Los indicadores de presión y temperatura de aceite.
El medidor del depósito del combustible.
El horizonte artificial, que indica si el aparato está inclinado, es decir, si un ala está más baja que la otra.
El medidor de presión en cabina, que detecta si existen fugas.
El Automóvil
¿QUÉ ES UN AUTOMÓVIL?
Llamamos automóvil a cualquier vehículo que se puede trasladar de un lugar a otro gracias a un motor, aunque normalmente nos referimos al vehículo con cuatro ruedas que puede transportar hasta ocho personas. Los vehículos para un mayor número de pasajeros son los autobuses o autocares, y los camiones se usan para transportar mercancías.
Los principales componentes de un automóvil son el motor, la transmisión, la suspensión, la dirección y los frenos. Estos elementos complementan el chasis, que es la estructura inferior del automóvil. Sobre el chasis va montada la carrocería, que es la cubierta metálica exterior. Esta se construye con formas aerodinámicas para evitar en lo posible el rozamiento con el aire cuando el automóvil está en movimiento.
Las carrocerías actuales se diseñan de forma tal que protejan a los pasajeros en caso de accidente: si se produce un choque contra otro vehículo o contra cualquier objeto fijo, las partes frontal y trasera de la chapa se contraen de forma progresiva, y hacen que el motor se desplace lateralmente, tratando de que la deformación no afecte a lo que es el habitáculo interior del vehículo.
EL MOTOR
El motor proporciona energía mecánica para mover el automóvil, y puede ser de gasolina o gasoil (diesel). Hoy día la mayoría de los motores tienen cuatro cilindros y son de cuatro tiempos o fases: admisión del combustible, compresión del mismo, explosión y escape.
En muchos automóviles actuales, un dispositivo llamado “turbo” introduce aire a presión en el carburador, que es donde se forma la mezcla de aire y gasolina o gasoil, mejorando la mezcla, de manera que el motor consume menos combustible y da más potencia.
La explosión de la mezcla hace que los pistones de los cilindros suban y bajen, y esa energía se transmite a las bielas que hacen girar al cigüeñal (que es el eje del motor), que a su vez hace girar los engranajes de la caja de cambios.
LA TRANSMISIÓN
La caja de cambios de un automóvil tiene cinco o seis sistemas de engranajes, llamados marchas, que seleccionamos mediante la palanca de cambios, situada en el suelo a la derecha del conductor. Para cada marcha, la relación entre la fuerza que ejerce el motor y la velocidad que adquiere el vehículo son distintas.
Cuando subimos una cuesta, escogemos una marcha corta, la primera o la segunda, que desarrolla mucha fuerza pero poca velocidad. En cambio, por una carretera llana, elegimos una marcha larga (la quinta o sexta si la tiene), que desarrolla menos fuerza pero mayor velocidad.
Cuando arrancamos el automóvil y lo ponemos en movimiento, vamos cambiando de una marcha a otra superior para conseguir movernos a mayor velocidad.
Al seleccionar la marcha atrás, las ruedas giran en sentido contrario al de avance, haciendo que el vehículo retroceda.
De la caja de cambios se distribuye la fuerza a las ruedas. En la mayoría de los automóviles solo dos de las cuatro ruedas están conectadas al motor, arrastrando en su movimiento a las otras dos. En un vehículo “con tracción a las cuatro ruedas”, todas están conectadas al motor, por lo que las cuatro se mueven por sí mismas, no arrastradas.
Entre la caja de cambios y las ruedas hay un mecanismo, llamado diferencial, cuyos engranajes permiten que las ruedas motrices de un vehículo giren a velocidades distintas en las curvas y en los cambios de trayectoria.
LA SUSPENSIÓN Y LA DIRECCIÓN
Los elementos más importantes de la suspensión de un automóvil son los amortiguadores, las ruedas y los neumáticos.
Mediante el volante controlamos la dirección de movimiento del vehículo. Al girar el volante hacemos girar un eje en cuyo extremo hay una rueda dentada, que encaja entre los dientes de una barra horizontal, como en una cremallera. Al girar esa rueda, sus dientes empujan a los de la barra, haciendo que esta se mueva horizontalmente.
Los extremos de la barra están conectados a las ruedas delanteras del automóvil, que de esta forma se mueven cuando giramos el volante. A este tipo de dirección se le llama “de cremallera”.
La servodirección o dirección asistida, empleada cada vez en más automóviles, sobre todo en los más grandes, es un mecanismo hidráulico que reduce el esfuerzo necesario para mover el volante, especialmente cuando el vehículo está parado.
LOS FRENOS
Un automóvil tiene generalmente dos tipos de frenos: el freno de mano, o de emergencia, y el freno de pie o pedal. El freno de mano suele actuar solo sobre las ruedas traseras. El freno de pie siempre actúa sobre las cuatro ruedas.
Los frenos pueden ser de tambor o de disco: en los frenos de tambor, una tira convexa, llamada zapata, se fuerza contra el interior de un tambor de acero unido a la rueda; en los frenos de disco, se aprietan unas pastillas contra un disco metálico unido a la rueda.
El Barco
En el pasado, el barco era el medio de transporte más rápido y seguro cuando se trataba de viajar a largas distancias. Hoy día, en lo que se refiere al transporte de pasajeros, el avión lo ha sustituido casi por completo.
Sin embargo, para transportar mercancías, la navegación sigue siendo el medio más importante, por ser el más barato cuando las distancias a recorrer son muy elevadas.
El enorme aumento de determinados tipos de carga, como el petróleo, ha compensado con creces la reducción del tráfico de pasajeros. Las materias primas como minerales, carbón, madera, cereales y otros alimentos suponen un gran volumen de carga que no deja de crecer, así como el transporte de productos manufacturados.
TIPOS DE BARCOS
Los barcos se clasifican sobre todo por su forma de propulsión; por ejemplo, hay barcos de vela, barcos de motor o barcos de remos. Se clasifican también según para lo que se utilizan, y según el método de construcción.
Los barcos mercantes se dividen en barcos de pasajeros, cargueros y buques cisterna.
Los cargueros transportan productos envasados o empaquetados para facilitar su manejo (lo que se llama carga normalizada) y grandes cantidades de cereales, minerales y líquidos como látex o aceites comestibles. En algunos cargueros se admite un pequeño número de pasajeros. Para transportar determinados tipos de carga, como automóviles y otros vehículos a motor, se diseñan y construyen barcos especializados.
También los buques de contenedores son cargueros muy especializados, que transportan la carga almacenada en grandes contenedores. Estos barcos pueden descargar y cargar en un solo día, en vez de los 10 días necesarios para un barco convencional del mismo tamaño.
Los buques cisterna están diseñados específicamente para transportar cargas líquidas, generalmente petróleo. Los superpetroleros tienen numerosos compartimentos, y llegan a alcanzar el millón de toneladas de carga; a pesar de su gran tamaño, su construcción es relativamente sencilla y también lo es su manejo. Un problema importante con los petroleros gigantes es el grave daño medioambiental que causan los vertidos de petróleo provocados por colisiones, daños debidos a tormentas o filtraciones producidas por otras causas.
Otros buques cisterna especializados transportan, por ejemplo, gas natural licuado, productos químicos líquidos, vino o productos refrigerados.
UN NUEVO SISTEMA DE PROPULSIÓN: EL HOVERCRAFT
A finales del siglo XX apareció un nuevo sistema de propulsión, que se basa en que la superficie del barco no toca el agua, de forma que se elimina casi todo el rozamiento que frena al barco en su avance.
El hovercraft o aerodeslizador se sostiene sobre un colchón de aire de 1,2 a 2,4 metros de grosor. Este colchón se consigue gracias a un ventilador de gran tamaño que empuja el aire hacia abajo en el interior de las paredes flexibles que rodean al vehículo por su parte inferior. El movimiento hacia adelante se realiza mediante propulsores montados sobre el vehículo o controlando la salida del aire a través de pequeñas aberturas o respiraderos de las paredes; para frenar se invierte el giro de los propulsores o el sentido del flujo del aire.
Casi todos los aerodeslizadores están diseñados para uso anfibio sobre agua, lugares pantanosos y playas, ya que este tipo de vehículos puede desplazarse sobre agua o sobre tierra: el colchón de aire impide que el casco choque contra la superficie cuando cambia el terreno.
