Qué es un tren eléctrico, su historia y como funciona

Un tren eléctrico normalmente se considera que lo forma una locomotora accionada por electricidad que empuja los vagones. También hay trenes eléctricos sin locomotora. La electricidad proviene de una fuente externa que incluyen unas líneas situadas por encima del tren, un tercer raíl o un almacenamiento de electricidad como son las baterías, un sistema Flywheel o celdas de combustible. Las locomotoras eléctricas propulsadas por un combustible que ellas mismas transportan se clasifican como de transmisión diesel-eléctrica o de turbina de gas eléctricas (según el sistema de combustible que usen) para que la combinación motor / generador sólo sirve como sistema de transmisión de energía.

Prestaciones

Un aplicación importante de la electrificación es la ausencia de contaminación atmosférica por parte de las locomotoras. Además los motores eléctricos proporcionan más rendimiento (a menudo del 90%), menores costes de mantenimiento y menor gasto en energía. También los trenes eléctricos hacen menos ruido. Las locomotoras eléctricas son ideales cuando en el trayecto hay muchas y frecuentes paradas. En todas las líneas de alta velocidad se utilizan trenes eléctricos como es el caso de ICE en Alemania, Acela en Estados Unidos, Shinkansen en Japón, TGV en Francia y AVE en España. La eficiencia de los motores eléctricos, a pesar de ser alta, aunque se puede aumentar con la recuperación de la energía cinética. El principal inconveniente de la electrificación ferroviaria es el coste de la infraestructura necesaria. La red de ferrocarril es considerada parte de la infraestructura estatal, como también lo son las carreteras, espacio aéreo y líneas acuáticas y por lo tanto son financiadas por el estado. En Estados Unidos la infraestructura de los ferrocarriles es de propiedad privada y por tanto no hay el estímulo para hacer las inversiones en electrificación.

Historia

La primera locomotora eléctrica fue construida por el escocés Robert Davidson a Aberdeen en 1837 y recibía el suministro eléctrico de baterías galvánicas. Davidson más tarde hizo una locomotora eléctrica llamada Galvani en 1841. Fue probada en Escocia en septiembre de 1842 pero estaba energéticamente limitada.

El primer tren de pasajeros fue presentado por Werner von Siemens en Berlín en 1879. La locomotora tenía una potencia de 2.2 kW y el tren completo llegaba a un máximo de 13 km / h. Durante cuatro meses llevó unos 90.000 pasajeros en un circuito circular de 300 metros. Una dinamo estacionaria le suministraba la electricidad. El primer tramo electrificado del mundo fue establecido en Lichterfelde cerca de Berlín en 1881. Fue construido por Werner von Siemens.

En Gran Bretaña se establecieron ferrocarriles eléctricos en 1883 en Brighton, en Estados Unidos en 1888.

En las áreas urbanas los túneles, cada vez más frecuentes, hacían que el humo fuera nocivo para los pasajeros y esto impulsó la electrificación. Se considera a Kálmán Kanda un ingeniero húngaro como el padre del tren eléctrico, ya que en 1894 desarrolló motores de corriente alterna de tres fases y generadores para locomotoras. En 1915 formuló el principio de que un sistema electrificado de tren sólo podía funcionar con éxito si utiliza la frecuencia estándar de la red pública.

En Europa la electrificación fue prioritaria en zonas montañosas donde el carbón no era fácil de proporcionar y en cambio la energía hidroeléctrica sí. En la década de 1960 se electrificó la mayoría de las líneas europeas. En cambio en Estados Unidos la electrificación entró en declive cuando introdujeron a los motores diesel. En la década de 1980 hubo un resurgimiento de la electrificación con la llegada de los trenes de alta velocidad.

El 2 de septiembre de 2006 una locomotora Siemens Electric estándar Eurosprinter ES64-U4 alcanzó el récord de 357 km / h.

Tipo de locomotoras eléctricas

El suministro de electricidad puede provenir de sistemas de baterías recargables o ultracapacitors o bien de una fuente estacionaria como el tercer raíl o líneas por encima del tren. Esto contrasta con las locomotoras diesel que combinan un sistema diesel a bordo con un sistema de baterías.

En las locomotoras eléctricas las características de diseño distintivas son:

  • El tipo de energía eléctrica utilizado (corriente alterna o corriente continua).
  • El método de almacenamiento (baterías, ultracapacitors) o de transmisión de energía.
  • El sistema de acoplamiento mecánico.
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