Discussion:
Catenarias (I)
(demasiado antiguo para responder)
Corail
2014-08-09 09:37:00 UTC
Permalink
Hola a todos... y hablando de catenarias...

Hay un montón de libros que hablan de electrificación ferroviaria. Existen un montón de tecnologías, procedimientos y diseños, aunque todos ellos sirven para lo mismo... Llevar la energía producida en una central eléctrica hasta el motor y el resto de servidumbres de energía del tren.

Aunque a primera vista parece que la cosa es sencilla, de sencillo no tiene nada. En primer lugar, es necesario que el pantógrafo pueda ejercer una fuerte presión con el cable para evitar los despegues o rebotes, que provocarían chispas y pérdidas intermitentes de energía... Para entenderlo basta echar un ojo al "pantógrafo" de los coches de choque y comprobar la cantidad de veces que quedan sin tensión, a pesar de que la potencia necesaria para moverlos es de risa en comparación con la de cualquier automotor de ferrocarril, por pequeño que sea.

Además, es necesario que se pierda la mínima cantidad posible de energía en el camino. Sabemos que todos los conductores eléctricos "normales" tienen una resistencia interna y que, aunque ésta no sea demasiado elevada, tras muchos cientos de metros, es suficientemente considerable como para llegar a oponerse al paso de la tensión eléctrica y dejar de alimentar al circuito que debía recoger su energía. Este efecto se conoce como "caída de tensión".

Para evitar las caídas de tensión y la mala conexión en el punto más débil del camino (la unión pantógrafo-catenaria), existen varias técnicas que son las que dan a las líneas aéreas de contacto la forma y peculiaridades que tienen.

Si os parece bien, empiezo por el tema de la tensión mecánica del hilo de contacto... y de nuevo, el mejor ejemplo que se me ha ocurrido, no tiene nada que ver con el ferrocarril, sino con la música... Estaba pensando yo en las cuerdas de una guitarra.

Si habéis probado a pasar el dedo a lo largo de una cuerda de guitarra, como si ésta fuese la catenaria y vuestro dedo el pantógrafo, para que el dedo permanezca unido a la cuerda mientras se desliza a lo largo de ella, es necesario que la cuerda esté tensa. Si no lo está suficientemente, notaréis como el dedo "resbala" de la cuerda varias veces. Si probáis a hacerlo con las cuerdas de los tonos graves, las que son de metal, comprobaréis que con cada "despegue" dejáis de sentir en el dedo la rugosidad de la cuerda. Esto en un tren es inadmisible.

¿La solución?... pues tensar la cuerda, claro, pero todos sabéis que cualquier cuerda, por fuerte que sea, tiene un límite. Si os pasáis tensando la cuerda, se romperá. Además, el rozamiento del "dedo/pantógrafo" no ayuda precisamente a evitarlo. De aquí sacamos una conclusión... no podemos tensar la cuerda más allá de un límite, que viene dado por el material del que está hecha.

Otro ejemplo... Las cuerdas de tender la ropa. ¿Habéis probado alguna vez a tensar una cuerda de tender la ropa que tenga más de 10 metros de longitud?. Por muy fuerte que tiréis, al final llega un momento que el propio peso de la cuerda hace más fuerza que la de los tiradores situados en ambos extremos. A ciertas distancias, en una simple cuerdecita de nylon, es imposible mantenerla horizontal venciendo su propio peso, porque se rompería. Y hablamos de 10 míseros metros. Pensad ahora en un cable de delicado cobre, que tiene que alimentar un tráfico de pantógrafos a lo largo de 100Km. Es sencillamente imposible.

¿Cómo se soluciona el problema de la tensión mecánica? Bueno... no hay un método perfecto, y la combinación de todos los métodos tampoco da un resultado perfecto. Aquí se juega con lo "aceptable" y un poquito con el sentido común. Por lo general, cuanto mayor es la velocidad y la demanda de potencia, más tensión mecánica debe tener el hilo de contacto. Eso quiere decir que los coches de choque van bien de sobra con una red metálica sujeta con pequeños tiradores, y un tranvía clásico funciona sin problemas incluso con un hilo colgado entre dos postes, casi como el cable de tender la ropa. Sin embargo cualquier tren mercante necesita ayudas extra, y un tráfico de alta velocidad requiere una tensión mecánica fortísima para mantener la unión con el pantógrafo... ¿Cómo?... La solución en el siguiente capítulo.
JMTrigos
2014-08-09 22:42:51 UTC
Permalink
Algún detalle.... La tensión mecánica de los hilos de contacto es igual a la
del sustentador e igual en todas las electrificaciones, solo es necesario
ver que las pesas de estos en donde se encuentran independizados son
iguales.
La presión optima de funcionamiento de un pantógrafo es baja, de hecho lo
ideal es tener la catenaria a una altura constante (5,30 m.) donde la
presión que ejerce es muy baja mientras que saliendo de esa medida la
presión de los muelles aumenta de manera bastante grande del orden de tres o
cuatro veces la ideal.
Saludos.

"Corail" escribió en el mensaje de
noticias:5ce19c2f-2e7f-4a5d-a439-***@googlegroups.com...

Hola a todos... y hablando de catenarias...

Hay un montón de libros que hablan de electrificación ferroviaria. Existen
un montón de tecnologías, procedimientos y diseños, aunque todos ellos
sirven para lo mismo... Llevar la energía producida en una central eléctrica
hasta el motor y el resto de servidumbres de energía del tren.

Aunque a primera vista parece que la cosa es sencilla, de sencillo no tiene
nada. En primer lugar, es necesario que el pantógrafo pueda ejercer una
fuerte presión con el cable para evitar los despegues o rebotes, que
provocarían chispas y pérdidas intermitentes de energía... Para entenderlo
basta echar un ojo al "pantógrafo" de los coches de choque y comprobar la
cantidad de veces que quedan sin tensión, a pesar de que la potencia
necesaria para moverlos es de risa en comparación con la de cualquier
automotor de ferrocarril, por pequeño que sea.

Además, es necesario que se pierda la mínima cantidad posible de energía en
el camino. Sabemos que todos los conductores eléctricos "normales" tienen
una resistencia interna y que, aunque ésta no sea demasiado elevada, tras
muchos cientos de metros, es suficientemente considerable como para llegar a
oponerse al paso de la tensión eléctrica y dejar de alimentar al circuito
que debía recoger su energía. Este efecto se conoce como "caída de tensión".

Para evitar las caídas de tensión y la mala conexión en el punto más débil
del camino (la unión pantógrafo-catenaria), existen varias técnicas que son
las que dan a las líneas aéreas de contacto la forma y peculiaridades que
tienen.

Si os parece bien, empiezo por el tema de la tensión mecánica del hilo de
contacto... y de nuevo, el mejor ejemplo que se me ha ocurrido, no tiene
nada que ver con el ferrocarril, sino con la música... Estaba pensando yo en
las cuerdas de una guitarra.

Si habéis probado a pasar el dedo a lo largo de una cuerda de guitarra, como
si ésta fuese la catenaria y vuestro dedo el pantógrafo, para que el dedo
permanezca unido a la cuerda mientras se desliza a lo largo de ella, es
necesario que la cuerda esté tensa. Si no lo está suficientemente, notaréis
como el dedo "resbala" de la cuerda varias veces. Si probáis a hacerlo con
las cuerdas de los tonos graves, las que son de metal, comprobaréis que con
cada "despegue" dejáis de sentir en el dedo la rugosidad de la cuerda. Esto
en un tren es inadmisible.

¿La solución?... pues tensar la cuerda, claro, pero todos sabéis que
cualquier cuerda, por fuerte que sea, tiene un límite. Si os pasáis tensando
la cuerda, se romperá. Además, el rozamiento del "dedo/pantógrafo" no ayuda
precisamente a evitarlo. De aquí sacamos una conclusión... no podemos tensar
la cuerda más allá de un límite, que viene dado por el material del que está
hecha.

Otro ejemplo... Las cuerdas de tender la ropa. ¿Habéis probado alguna vez a
tensar una cuerda de tender la ropa que tenga más de 10 metros de longitud?.
Por muy fuerte que tiréis, al final llega un momento que el propio peso de
la cuerda hace más fuerza que la de los tiradores situados en ambos
extremos. A ciertas distancias, en una simple cuerdecita de nylon, es
imposible mantenerla horizontal venciendo su propio peso, porque se
rompería. Y hablamos de 10 míseros metros. Pensad ahora en un cable de
delicado cobre, que tiene que alimentar un tráfico de pantógrafos a lo largo
de 100Km. Es sencillamente imposible.

¿Cómo se soluciona el problema de la tensión mecánica? Bueno... no hay un
método perfecto, y la combinación de todos los métodos tampoco da un
resultado perfecto. Aquí se juega con lo "aceptable" y un poquito con el
sentido común. Por lo general, cuanto mayor es la velocidad y la demanda de
potencia, más tensión mecánica debe tener el hilo de contacto. Eso quiere
decir que los coches de choque van bien de sobra con una red metálica sujeta
con pequeños tiradores, y un tranvía clásico funciona sin problemas incluso
con un hilo colgado entre dos postes, casi como el cable de tender la ropa.
Sin embargo cualquier tren mercante necesita ayudas extra, y un tráfico de
alta velocidad requiere una tensión mecánica fortísima para mantener la
unión con el pantógrafo... ¿Cómo?... La solución en el siguiente capítulo.
Loading...