Locomotora para niños
Una locomotora es un vehículo especial con motor que se usa para mover los trenes. Es una parte muy importante de ellos. La palabra "locomotora" viene del latín y significa "que provoca movimiento de un lugar a otro".
Desde principios del siglo XIX hasta mediados del siglo XX, la mayoría de las locomotoras funcionaban con vapor. La primera locomotora de vapor fue creada por Richard Trevithick en 1802. Esta máquina no funcionó bien porque los rieles de hierro fundido no soportaban su peso. Hasta 1825, las locomotoras de vapor solo se usaban en las vías de las minas de carbón.
Algunas locomotoras de vapor estaban hechas para andar sin rieles, por caminos y carreteras. Se llamaban locomóviles. Tenían ruedas de tractor y se usaban para ayudar a los vagones que se salían de las vías. También servían para arrastrar maquinaria pesada o para instalar rieles.
En 1814, George Stephenson construyó su primera locomotora, la Locomotion n.º1. Ese año se inauguró el Ferrocarril de Stockton y Darlington. Fue el primer ferrocarril público que transportó cargas con locomotoras de vapor. Los trenes de pasajeros al principio usaban diligencias tiradas por caballos. La primera línea con servicio regular de pasajeros a vapor fue la de Canterbury-Wishtable en Gran Bretaña. La línea Liverpool-Mánchester, inaugurada en 1830, fue la primera considerada "moderna". Las tres líneas usaban locomotoras de George Stephenson.
Las locomotoras eléctricas existen desde finales del siglo XIX. Sin embargo, eran muy caras de instalar y su tecnología era nueva. Por eso, se usaban solo en lugares específicos. Por ejemplo, en las montañas de Suiza, donde daban mejores resultados que las de vapor.
Las locomotoras diésel se hicieron populares en los años 1950. En esa época, la tecnología diésel mejoró mucho. Esto permitió construir motores con la potencia necesaria para mover trenes grandes.
Contenido
¿Cómo funcionan las locomotoras de vapor?
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Una locomotora de vapor funciona quemando un combustible como carbón, fueloil o madera. Este combustible calienta agua en una caldera. El vapor que se produce genera una presión muy fuerte. Esta presión mueve unos pistones, que a su vez impulsan las ruedas con unas bielas. Por eso se les llama motores de combustión externa. Las locomotoras de vapor necesitan ser reabastecidas de agua con frecuencia para seguir funcionando.
Aunque ya no se usan en servicios regulares desde los años 1970, algunas se modernizan. También se construyen nuevas con tecnología avanzada. Esto ocurre por el aumento de los precios del petróleo.
La primera locomotora de vapor que funcionó bien fue construida por Richard Trevithick en 1803. Se hizo para una fábrica en Shropshire, Inglaterra. El 21 de febrero de 1804, otra locomotora de Trevithick hizo el primer viaje en tren a vapor. Remolcó un tren desde una fábrica en Gales. Trevithick y su primo Andrew Vivian tuvieron éxito parcial. Sus locomotoras usaban vapor a alta presión, lo que las hacía más ligeras y eficientes.
En 1812, la locomotora Salamanca de Matthew Murray fue la primera locomotora comercialmente exitosa. Otra locomotora famosa fue la Puffing Billy, construida entre 1813 y 1814. Esta es la locomotora más antigua que se conserva y está en el Museo de Ciencias de Londres. George Stephenson construyó la Locomotion No. 1 para el Ferrocarril de Stockton y Darlington. Este fue el primer ferrocarril de vapor público del mundo. En 1829, su hijo Robert construyó "The Rocket". Esta locomotora ganó las pruebas de Rainhill. Gracias a este éxito, la empresa de Stephenson se convirtió en el principal constructor de locomotoras de vapor.
¿Qué son las locomotoras diésel?
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Las locomotoras diésel usan la energía de un motor de combustión interna diésel. Estos motores pueden ser de dos o cuatro tiempos. En locomotoras pequeñas, la potencia se transmite con un sistema mecánico. Pero en locomotoras más grandes, se usa una transmisión hidráulica o eléctrica.
Hay locomotoras diésel con transmisión eléctrica o hidráulica que pueden ir a más de 250 km/h. Una locomotora diésel-eléctrica es ideal para condiciones difíciles. Por ejemplo, en temperaturas muy bajas, con pendientes pronunciadas o para trenes muy pesados.
Locomotoras diésel-eléctricas
Una locomotora diésel-eléctrica tiene dos partes principales. Un motor diésel que mueve un generador eléctrico. Y varios motores eléctricos (llamados motores de tracción) que dan fuerza a las ruedas. Generalmente, hay un motor de tracción por cada eje, que suelen ser 4 o 6. Los motores de tracción reciben electricidad del generador y mueven los ejes de las ruedas.
Algunos trenes también pueden llevar baterías o supercondensadores. Estos se pueden recargar en paradas específicas.
Locomotoras diésel-hidráulicas
Las locomotoras diésel-hidráulicas usan un sistema de turbinas hidráulicas conectadas. Este sistema permite que la potencia del motor llegue poco a poco a las ruedas. El problema es que no pueden mover cargas muy grandes. Por eso, se usan más en automotores.
¿Cómo funcionan las locomotoras eléctricas?
Las locomotoras eléctricas usan energía eléctrica de una fuente externa. Esta energía se aplica directamente a los motores eléctricos que mueven el tren.
Las locomotoras eléctricas necesitan cables eléctricos a lo largo de toda la vía. Estos cables se colocan por encima de los trenes para evitar accidentes. Esta instalación se llama catenaria. Las locomotoras toman la electricidad con un dispositivo llamado pantógrafo. En otros casos, pueden tomar la corriente de la propia vía, sin catenaria.
Instalar la catenaria es costoso. Por eso, la tracción eléctrica solo es rentable en líneas con mucho tráfico. También es útil en vías con muchos túneles, donde es difícil que otros motores tomen aire.
Una vez que una línea ferroviaria está lista para trenes eléctricos, esta opción es la más económica, menos contaminante y más rápida. En los años 1980, se empezaron a usar motores asíncronos y sistemas electrónicos para controlar la potencia. Esto hizo que las compañías ferroviarias eligieran más este tipo de tracción.
Sin embargo, las locomotoras eléctricas tienen dificultades en lugares con clima extremo. La nieve intensa puede afectar los circuitos eléctricos. Las bajas temperaturas pueden dañar el cable de la catenaria.
¿Para qué se usan las locomotoras?
Las locomotoras se usan principalmente para tres cosas en los ferrocarriles:
- Transportar trenes de pasajeros.
- Mover trenes de carga.
- Realizar maniobras (mover vagones en las estaciones).
Las locomotoras de carga están diseñadas para tener mucha fuerza al arrancar y mantener una gran potencia. Esto les permite mover trenes largos y pesados, pero suelen ser más lentas. Las locomotoras de pasajeros tienen menos fuerza al principio, pero pueden ir a altas velocidades para cumplir los horarios. Las locomotoras de tráfico mixto pueden llevar tanto pasajeros como carga.
Las locomotoras de vapor tienen motores con pistones conectados a las ruedas. Esto significa que su fuerza y velocidad máxima dependen del tamaño de las ruedas. Las locomotoras de vapor para carga tienen ruedas más pequeñas que las de pasajeros.
En las locomotoras diésel-eléctricas y eléctricas, un sistema de control ajusta la potencia para carga o pasajeros. Las locomotoras de pasajeros pueden tener funciones adicionales. Por ejemplo, pueden dar energía para la calefacción o el aire acondicionado de los vagones.
Algunas locomotoras están hechas para vías con pendientes muy inclinadas. Tienen sistemas de frenado especiales y a veces un sistema de cremallera y piñón. Las locomotoras de vapor para estas vías a menudo tienen la caldera inclinada. Así, la caldera se mantiene nivelada en las pendientes.
Las locomotoras también se usan en algunos trenes de alta velocidad. Por ejemplo, los TGV y muchos AVE usan locomotoras. Esto permite una conducción suave y menos equipo eléctrico. Sin embargo, aceleran más lento y son más pesadas que otros tipos de trenes.
Configuraciones especiales de locomotoras
Antes, las locomotoras siempre iban al frente del tren. Tenían que cambiar de posición cuando el tren iba en sentido contrario. Hoy en día, muchos trenes tienen una locomotora en un extremo y un vagón de pasajeros con cabina en el otro. Así, el tren puede ir en ambos sentidos sin mover la locomotora. Cuando la locomotora empuja el tren, se llama “push-pull”. También existen los automotores. En ellos, todo el tren es a la vez vagón de pasajeros y locomotora.
Cuando se necesita mover muchos vagones o coches de pasajeros, se usan dos o más locomotoras. Esto ocurre tanto en trenes de carga como en algunos de pasajeros. Con las locomotoras de vapor, cada una necesita su propio equipo. Pero con las diésel o eléctricas, se usa un sistema de mando múltiple. Esto permite manejar todo el tren desde una sola locomotora con un solo equipo. Las locomotoras más modernas usan conexiones electrónicas. Todas las locomotoras tienen una conexión neumática para el sistema de frenado.
Existe una configuración especial llamada "mexicana", que se desarrolló en México. Consiste en conectar dos locomotoras diésel-eléctricas. Pero solo una de ellas usa su motor diésel para generar electricidad. Los motores de tracción de ambas locomotoras se alimentan de una sola. Así, se aumenta la fuerza de tracción a bajo costo. Se aprovecha al máximo la potencia de los motores generadores.
Véase también
En inglés: Locomotive Facts for Kids
- cabeza tractora
- ferrocarril
- tren
