Estas animaciones de trenes son cautivadoras, con solo un pequeño movimiento de la vía férrea, el tren puede cambiar su trayectoria. Este inteligente diseño de cambio de vías se logra con un sencillo truco en la rueda y la vía. Echemos un vistazo más de cerca a cómo funciona.
El truco en la rueda
Primero, concentremos nuestra atención en una sola vía. Supongamos que hay una bifurcación en la vía. ¿La rueda rodará por la vía izquierda o la derecha? El viaje de la rueda es impredecible. Las ruedas utilizadas en las vías tienen un flange en un lado. El flange es una característica de seguridad de la rueda que asegura que esta nunca salga de la vía. Recuerda siempre esta sencilla regla: debido a la presencia del flange, es imposible que la rueda viaje por la vía izquierda. Si quieres hacer que la rueda ruede por la vía izquierda, solo tienes que hacer que la vía derecha sea una pieza separada y doblarla como se muestra antes de que la rueda llegue a ese punto. Este es el concepto fundamental detrás del cambio de vías.
El cambio de vías en acción
Cuando ambas parejas de vías están presentes, el flange siempre está en el lado interno de las ruedas. La porción de la vía que puede doblarse se llama vía móvil, un nombre adecuado ¿no crees? Cuando las vías móviles se doblan como se muestra, el tren se moverá por la vía amarilla. Recuerda que debido a la presencia del flange, la rueda izquierda no puede rodar por la vía azul claro. Debido a la misma curvatura, la vía azul oscuro tampoco toca la vía. Se puede observar una brecha grande, por lo que la rueda derecha también podrá seguir la vía amarilla en ese lado sin ningún problema.
Doblemos las vías móviles en sentido contrario esta vez. Se crea una brecha en la región de la vía naranja. A su vez, el tren adoptará fácilmente las vías azules y se moverá en línea recta. ¡Qué mecanismo tan simple y eficaz!
El desafío de diseño
La longitud de la parte móvil de las vías no necesita ser tan extensa. Puedes reducir la longitud de las vías móviles pivotándolas como se muestra. Explicaremos la ventaja de esta longitud corta al final de este video. Con este mecanismo, la acción de cambio de vías ocurre perfectamente. Sin embargo, si haces correr tu tren en estas vías, inevitablemente descarrilará. El problema es el cruce. Las vías móviles se cruzan en un punto. Si el diseño de cruce es así, el tren chocará con la vía naranja y descarrilará.
Superando el problema del cruce
Para superar este problema, simplemente proporciona una brecha cerca de este cruce en ambos rieles. En este nuevo diseño de cruce, sin importar si el tren va por la vía izquierda o derecha, las ruedas cruzarán el cruce sin golpear ninguna vía. Así, en este nuevo diseño, el tren puede cambiar de vías y también cruzar el cruce sin ningún problema.
Aquí tienes un pequeño desafío de diseño para ti. Observemos el movimiento de las ruedas sobre el área de cruce en cámara lenta. Puedes ver que las ruedas van a caer en esta brecha. ¿Puedes sugerir una solución para este problema? Podemos superar este problema simplemente aumentando la longitud de las vías móviles, como se muestra. Esto proporcionará un buen soporte a las ruedas durante el movimiento sobre las brechas en la vía.
¿Has notado dos piezas adicionales de la vía cerca del cruce? Se llaman vías de inspección y tienen una importante tarea durante el cruce. La mayoría de las vías utilizan un radio mayor para el giro, esto se hace para que el tren pueda cambiar su trayectoria a altas velocidades de manera suave.
Sin embargo, existe un problema en un diseño de vía con un radio mayor o una desviación de ángulo más pequeña como este. Existe una alta posibilidad de que la rueda viaje sobre la «vía alada» y el tren descarrile. Las vías de inspección se colocan con una brecha fija con las vías principales a ambos lados. Incluso si la rueda intenta viajar sobre la «vía alada», la rueda de la vía de inspección lo impedirá. Esto canalizará las ruedas hacia la vía adecuada y pasarán fácilmente por la trayectoria prevista.
Optimización del diseño
Veamos ahora la importancia de una vía móvil más corta. Esto se considera, de hecho, una optimización del diseño. ¿Puedes predecir los puntos de máxima tensión en estas vías de cambio? Están en el talón del cambio de vía y la punta del cruce. Estos componentes se reemplazan con mucha frecuencia debido al desgaste en comparación con las vías principales. Por eso, la vía móvil se divide en dos partes.
Cuando el cambio está al final de su vida útil, simplemente reemplaza la vía de cambio. De esta manera, puedes reducir la cantidad de hierro que necesita ser reemplazada después de que se desgaste. Las vías móviles se operan juntas utilizando una barra de cambio. Hace mucho tiempo, esta barra de cambio era controlada manualmente por un operador llamado cambista. Hoy en día, motores eléctricos realizan esta tarea al recibir instrucciones de un operador. Esperamos que hayas disfrutado aprendiendo cómo funciona el cambio de vías en los ferrocarriles. ¡Hasta la próxima vez y gracias por seguirnos!
