3. Materiales para el transporte terrestre

Ojeando artículos de prensa de hace unos años me he encontrado con este recorte de prensa donde se muestra el accidente del piloto de Fórmula 1 Robert Kubica en el gran premio de Canadá de 2007. ¿Cómo sobrevivió a este accidente?

 

 

 

 

 

Materiales compuestos

Viendo las imágenes, observamos cómo su coche, un BMW, se eleva por los aires, choca con la barrera, da varias vueltas y se detiene. El coche queda destrozado y parece que lo único que está íntegro es el habitáculo del piloto. Los sistemas de seguridad le salvaron la vida en este accidente a 300 km/h.

Estos coches tienen estructuras ligeras, resistentes y con capacidad de absorber energía y son fabricados con materiales compuestos, que forman el 80% del vehículo (habitáculo, suspensiones, cajas de cambio, etcétera). El 20% restante son piezas metálicas que están en el motor, las ruedas, o transmisiones. Pero ¿qué son los materiales compuestos?

Son aquellos que están formados por dos o más materiales de diferente naturaleza que cuando se combinan dan como resultado un material que tiene las mismas propiedades de los primeros, pero mejoradas. A los dos materiales de los que se parte se les denomina matriz y refuerzo. El primero es el responsable de las propiedades físicas y químicas del nuevo material, y protege y da cohesión al elemento refuerzo. Este último define las propiedades mecánicas del nuevo material como la elasticidad o la tenacidad. Los materiales compuestos se clasifican dependiendo del tipo de material que se utilice como elemento matriz, que puede ser metálico, cerámico o polimérico.

En la industria automovilística se han empezado a utilizar estos materiales para reducir el peso de los vehículos sin sacrificar su robustez y su seguridad. Si se disminuye el peso, se mejora el rendimiento de combustible y por tanto se reduce la emisión de gases contaminantes a la atmósfera. Un 10% en la reducción del peso permite un ahorro de un 6% a un 8% en consumo de combustible. Podemos encontrar materiales compuestos de matriz polimérica en elementos de la carrocería, como puertas y capós. También en los alerones, tapacubos, paragolpes, cantoneras y rejillas. En los componentes mecánicos del motor y en las instalaciones de climatización y eléctricas. Y en el habitáculo, salpicadero y mandos.

Las ventajas de la utilización de estos materiales en la fabricación de vehículos son varias, entre otras las siguientes:

  • Reducción del peso (hasta el 50%) y mejora de prestaciones con un menor coste de fabricación.
  • Mayor resistencia a la abrasión y al desgaste, sobre todo en cojinetes y casquillos.
  • Mejora del sistema de amortiguación del vehículo.
  • Absorción de impactos sin que se aprecien deformaciones.
  • Resistencia a agentes químicos (combustibles y refrigerantes) y a la corrosión.
  • Mejor aislamiento térmico.
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Imagen 11. Autor: Wiki pimipi. Dominio público

¿Te has fijado que los faros de algunos coches llevan leds?

Los leds son dispositivos semiconductores que cuando se les suministra corriente emiten energía en forma de luz. Estos dispositivos tienen una larga duración y un coste muy bajo.

Si quieres saber qué es un led, visita esta página de la wikipedia.

Actualmente se está investigando sobre la fabricación de leds con distintos materiales, orgánicos e inorgánicos. Si quieres saber más sobre este tema, puedes entrar en la siguiente página.

Icono IDevice Pre-conocimiento
Fíjate en estas dos imágenes:
  Imágenes 12 y 13. Autor: Desconocido. Licencia Creative Commons
 
Como ves, los coches han cambiado mucho desde los años 60 hasta ahora. Los materiales con los que uno y otro coche están hechos son bien diferentes, al igual que los sistemas de seguridad. Puedes entrar en la siguiente página y ver cuál ha sido la Evolución de los coches en 40 años.

Trenes de levitación magnética

Veamos qué tipos de materiales son los empleados en los transportes. Buscando en Internet he encontrado que los últimos trenes que se están construyendo son los llamados Maglev o trenes de levitación magnética. Se llaman así porque no tocan los raíles.

Imagen 14. Autor: Alex Needham. Dominio público

Estos trenes utilizan una gran cantidad de imanes para su sustentación y propulsión. Al no tener el tren contacto físico con el raíl, el único rozamiento que aparece es el del aire, lo que hace que la velocidad alcanzada sea muy elevada. Otra ventaja es que el nivel de ruido es muy bajo.

También tienen una serie de inconvenientes que han hecho que de momento sólo se utilicen como trenes de pasajeros, no pudiéndose utilizar como trenes de mercancías. Uno de estos inconvenientes es el gran consumo de energía que necesitan para mantener y controlar la polaridad de los imanes y el alto coste de las infraestructuras necesarias para su construcción, las vías y el sistema eléctrico.

En la imagen podemos ver el tren que une Shanghai con su aeropuerto. Este tren alcanza una velocidad máxima de 431 km/h y una velocidad media de 250 km/h. El trayecto que recorre es de 30 km, tardando solamente 7 minutos 20 segundos.

Existen dos tipos de trenes de levitación magnética: l
  • Trenes con suspensión electromagnética, EMS.
  • Tenes con suspensión electrodinámica, EDS.
En la siguiente infografía de Consumer Eroski puedes ver cómo funcionan cada uno de ellos. Y si quieres, puedes averiguar cómo se espera poder cubrir los 5000 km que hay entre Londres y Nueva York en menos de una hora...

Si hay problemas para ver la animación haz clic sobre ella con el botón derecho del ratón y elige "Reproduccir"
Pregunta Verdadero-Falso
Indica si las siguientes proposiciones son ciertas o falsas.


MAGLEV son las siglas de magnetic levitation:

Verdadero Falso


Los trenes MAGLEV sufren rozamiento con los rieles sobre los que se desplazan:

Verdadero Falso


Los trenes EDS, a diferencia de los EMS, necesitan ruedas desplegables para circular a velocidades lentas:

Verdadero Falso