Buenas, creo que hay un poco de confusión respecto a por qué las locomotoras
modernas "patinan más" que las
clásicas. Me meto en el "debate" sin que nadie me haya llamado, y con un post un poco turra, pero que espero que resulte esclarecedor.
Esta especie de mito es un ejemplo del sesgo del superviviente, pero a pequeña escala. Recordemos que el ejemplo clásico del sesgo del superviviente es que, cuando en la primera guerra mundial los soldados empezaron a llevar casco de acero en vez de gorra, empezaró a subir la cantidad de soldados heridos en la cabeza mientras llevaban el casco de acero. ¿Significaba esto que los soldados con casco de acero resultaban heridos en la cabeza más veces que los que no lo llevaban? En absoluto. Significaba que los que llevaban casco de acero sobrevivían más.
Pues con las locomotoras
modernas (entiéndase, las de cadena de tracción de alterna asíncrona, en nuestro ferrocarril las 252, 253, 601 y 256) pasa un poco igual: no es que patinen más que una locomotora de masa equivalente pero con tracción de continua. Simplemente pueden operar indefinidamente por debajo de su velocidad de régimen continuo sin dañarse, con lo cual, en situaciones de mala adherencia, podrán subir con su carga máxima asignada siempre que la adherencia sea mala, pero lo suficientemente buena como para arrancar el tren, mientras que una locomotora de continua no podrá subir con su carga máxima asignada porque quemará los motores. El resultado es que la 253 (por ejemplo) sube patinando a 3 o 4 por hora, y la gente se queda pensando que es mala máquina porque patina mucho, mientras que la 269.2 con transmisión en M directamente no puede subir porque para ir con la serie metida necesita ir, como mínimo, a 23.5 km/h (1/2 de la velocidad de régimen continuo con el mismo esfuerzo de tracción y 1/2 de la potencia en régimen continuo), a los que evidentemente no va a llegar, y como esté más de dos minutos usando el reostato de tracción igual se pega fuego. Por tanto, ante la imposibilidad de llegar a una velocidad segura en un tiempo seguro, ese tren se queda tirado, y o sube en dos cortes, o le dan una doble, o se espera a que el carril esté seco. Pero no sube patinando.
Además, ya si nos ponemos más técnicos, las locomotoras clásicas tienen un esfuerzo de tracción en régimen continuo sustancialmente menor al esfuerzo de tracción al arranque. ¿Por qué es importante esto? Porque la carga máxima autorizada se calcula en función del esfuerzo de tracción en régimen continuo. Por tanto, una 269.2 con las transmisiones en M tiene un esfuerzo de tracción al arranque de 301 kN y un esfuerzo de tracción en régimen continuo de 236 kN a 47 km/h. Por tanto, para calcular su carga máxima autorizada, así a grandes rasgos, se coge una masa remolcada cuya resistencia mecánica al avance, sumada a la resistencia al avance de la masa de la propia locomotora, suponga una fuerza (medida en kN) de entre un 80 y un 95% del esfuerzo de tracción en régimen continuo (con declividades bajas el porcentaje es menor, y va subiendo conforme sube la declividad). Por ejemplo, con 15 milésimas son 930 t remolcadas (196 kN), frente a las 1.139 t teóricas a la velocidad de régimen continuo (236 kN), es decir, el 82% de la carga máxima teórica en régimen continuo. Con 25 milésimas son 580 t remolcadas (214 kN) frente a unas teóricas 648 t (236 kN), es decir, el 90% de la carga máxima teórica en régimen continuo.
La clave es que el esfuerzo de tracción al arranque es sustancialmente mayor que el del régimen continuo (un 28% mayor en este caso). La carga máxima arrancable en teoría para una 269.2 con transmisión M es de 1.477 t remolcadas con 15 milésimas, y 851 t con 25 milésimas. Esto es teórico, y es la carga máxima que podría sacar de su estado de reposo. En ambos casos, esas cargas sería capaz de arrancarlas y luego moverlas a unos gallardos 0,1 km/h, con lo cual la locomotora se pegaría fuego antes de recorrer 10 metros. De poco nos sirve esta locomotora si le colgamos detrás su carga máxima arrancable. En la vida real, la carga máxima que cuenta es la remolcable en el régimen continuo, y, por tanto, incluso si la locomotora pierde adherencia y sólo es capaz de desarrollar el 78% de su esfuerzo de tracción al arranque, estará desarrollando el esfuerzo de tracción correspondiente al régimen continuo, con lo cual, en principio, sí que podrá con la carga máxima asignada. Ahora sólo le queda mantener la adherencia suficiente como para no sólo arrancar, sino acelerar la masa remolcada hasta una velocidad segura para los componentes de la máquina dentro de un tiempo determinado. Si lo consigue, subirá a buena marcha. Si no lo consigue, se quedará tirada.
¿Cual la diferencia con las locomotoras con cadena de tracción de alterna asíncrona? Que el esfuerzo de tracción al arranque y en régimen continuo son el mismo (o son tan similares que se pueden considerar iguales):
-252: 300 kN/290 kN @ 70 km/h;
-253: 300 kN/300 kN @ 68 km/h;
-601E: 440 kN/430 kN @ 37 km/h;
-601D: 440 kN/430 kN @ 23 km/h;
-256 (3 kV): 500 kN/500 kN @ 46 km/h; (de las velocidades hablo luego)
Por tanto, las locomotoras de tracción de alterna asíncrona no disponen de ese margen entre el esfuerzo de tracción al arranque y el esfuerzo de tracción en régimen continuo, y la carga máxima asignada que tengan será un 80-95% de la que puedan remolcar a su velocidad de régimen continuo, pero también un 80-95% de la que puedan arrancar. Vamos con ejemplos. Una 253 tiene autorizadas 1.240 t con 15 milésimas y 800 t con 25 milésimas. Estas suponen 255 kN y 285 kN respectivamente, es decir, un 85% y un 95% del esfuerzo de tracción en régimen continuo, pero en este caso, también del esfuerzo de tracción al arranque. Es decir, que con 15 milésimas, una 253 puede "permitirse" desarrollar solo un 85% de su esfuerzo de tracción en régimen continuo y aun así subir, mientras que con 25 milésimas, el margen es del 5%. Como pegue un mal patinazo y baje de los 285 kN, empezará a perder velocidad y se parará, y como no eche los frenos, caerá para atrás. Eso sí, si consigue desarrollar la fuerza justa para arrancar el tren, pero no la suficiente como para acelerarlo, no se pegará fuego, porque mientras les funcione la ventilación, los motores de alterna asíncronos funcionarán a plena carga por un tiempo indefinido. ¿Que sube a 1 por hora y al límite de la adherencia, con patinajes cortos cada poco tiempo? Sí, pero sube. Una 269 no.
Ya sabiendo todo esto, que cada uno decida si las máquinas modernas "patinan más".
Perdón por la turra.
P.D.: Lo de las velocidades. El ferrocarril se rige por la física, y con la física no se negocia. A partir de la velocidad de régimen continuo, la potencia de una locomotora es constante, y el esfuerzo de tracción disminuye conforme la velocidad aumenta. fuerza=potencia/velocidad. Esto es
sa-gra-do.
Sabiendo la potencia en llanta de una locomotora y su esfuerzo de tracción en régimen continuo, podemos sacar la velocidad del régimen continuo (que es el dato que suele faltar) con la siguiente fórmula:
con la potencia
P en cv (potencia en llanta, no potencia nominal), el esfuerzo de tracción
F en kN y la velocidad
v en km/h. La 601 (la Bitrac) tiene una potencia en eléctrico de 5.745 cv en llanta, un 160% superior a su potencia en diesel, que son 3.571 cv en llanta. Por tanto, y como el esfuerzo de tracción en régimen continuo es el mismo, porque es la misma máquina, y sólo cambia la potencia, las velocidades de régimen continuo son 37 km/h en eléctrico y 23 km/h en diesel. Si echamos cuentas, 37 es el 160% de 23.
Si queremos saber la potencia sabiendo esfuerzo de tracción en régimen continuo y velocidad de régimen continuo, para ahorraros el álgebra, la fórmula es
Para saber el esfuerzo de tracción en régimen continuo, sabiendo potencia y velocidad en régimen continuo, la fórmula es
con la potencia
P en cv y la velocidad
v en km/h, y el resultado en kN.
Si alguno se pone a echar cuentas, verá que, por ejemplo, la 252 es más potente que la 253; que la 253 es más potente que la Bitrac en eléctrico; que la 335 es más potente que la Bitrac en diesel pero tiene un menor esfuerzo de tracción en régimen continuo(3.842 cv, 380 kN @ 28 km/h); que la 333.3 apenas tiene 2.311 cv en llanta y apenas 20 kN más en régimen continuo que una 253 (320 kN @ 20 km/h); que, en general, las locomotoras diesel setenteras entregan en llanta un 75% de su potencia nominal, y las más modernas un 85-90%; y más cosas que se van viendo con paciencia, las tres fórmulas básicas y datos fiables.
P.D.2: Por si interesa, la fórmula para sacar la carga máxima remolcable teórica es esta (bastante simplificada, hay algunas que distinguen entre vagones de ejes y de bogies, tienen en cuenta el peso por eje e incluso si las cajas de grasa son de cojinetes o de rodamientos; yo no soy tan detallista):
mremolcada = (21600*(F*(0,1/3,6)*1,3))/(100,000269*r*0,1)-mlocomotora
donde la
F es el esfuerzo de tracción en régimen continuo en kN y la
r es la rampa en milésimas.
Si queremos saber qué carga puede subirse una locomotora a una velocidad determinada, no tenemos más que aplicar la fórmula que acabo de poner, y en el valor de la F ponemos el esfuerzo de tracción correspondiente a la velocidad que queramos. Si disponemos del diagrama de esfuerzo de tracción, pues donde caiga la línea; si no, aplicamos esta fórmula, ya mencionada anteriormente
y para
v ponemos la velocidad que nos interese. Luego, una vez sacado el esfuerzo de tracción real a la velocidad que hemos elegido, nos vamos a la fórmula anterior y ponemos el valor de
F que corresponda.
P.D.3: En general, si montas una doble tracción con locomotoras distintas, la velocidad de régimen continuo del tren será la velocidad de régimen continuo más alta de las diferentes velocidades de régimen continuo de las locomotoras que traccionan el tren. Por ejemplo, para una 333.3 son 320 kN 20 km/h, y para una 335 son 380 kN @ 28 km/h. El problema es que la 335 no puede ir al punto 8 por debajo de 28 km/h de forma continua, y a esa velocidad, la 333.3 desarrolla 229 kN, con lo que la doble de 333.3+335 desarrolla un máximo de 609 kN a 28 km/h. Por el contrario, si montamos una doble de 333.3, como tienen la misma velocidad de régimen continuo, ambas podrán ir al punto 8 a 20 km/h, y esa doble desarrollará un máximo de 640 kN. Es decir, más que la doble 333.3+335, y por tanto, en teoría, se subirán más carga por la mísma rampa.
Por este motivo principalmente las dobles tracciones o múltiples tracciones (que no los mandos múltiples, ojo) están limitadas al 90% de la carga máxima autorizada de cada una de las locomotoras.
P.D.4: El tema este de las velocidades nos llevaría a espanto si mezclamos, por ejemplo, una 250 (316 kN @ 55 km/h con transmisión en M) con una 333 original (276 kN @ 23,5 km/h) subiendo hacia La Encina por sus 15 milésimas, como se ve aquí:
Cambiamos el carbón por fuel, pero derrochando caballos..... by
Vicente, en Flickr
, ya que a 55 km/h la 333 desarrollaría unos míseros 118 kN, para un total de 434 kN. El tren de la foto cargaría, como mucho, con 1.990 t (1.500 de la 250 y 490 de la 333). Poca ayuda es. En cambio, si usamos el truco de, en vez de subir hasta el paralelo, dejar la 250 con la serie metida, muesca en la que se puede quedar de forma indefinida a costa de tener la mitad de potencia, pero a la mitad de velocidad, nos quedamos con que la velocidad de régimen continuo de la 250 pasa a ser de 27,5 km/h; y a esta velocidad la 333 desarrolla unos bastante más adecuados 236 kN, para un total de la composición de 552 kN. Con estas cifras, el tren remolcable sería de 2.600 t (1.500 de la 250 y 1.100 de la 333). Ojo al cambio.
En la realidad serían menos porque esas cifras que he dado son las teóricas, pero sirven como ejemplo.
Con las locomotoras de alterna asíncronas la velocidad pasa a ser irrelevante, y se puede circular a la velocidad de régimen continuo de las demás locomotoras.
En fin. De nuevo, siento la turra.