La catenaria es una curva ideal que representa físicamente la curva generada por una cadena, o hilo ¿Sabes por qué muchos arquitectos como Antonio Gaudí empleaban el arco catenario en sus construcciones?
#2: Si nos ponemos "tiquis-mickey's-mauser", de donde toman la corriente es el hilo de contacto, pero bueno, en general al conjunto se le llama catenaria.
#2 la "catenaria" del ferrocarril es llamada así de forma errónea, ya que una catenaria, por definición, sólo soporta su peso propio, y la del tren soporta su peso propio y el del cable que está en contacto con el pantógrafo
LA TECNOLOGÍA FRANCESA SÓLO FUNCIONABA BIEN EN FRANCIA
Los pantógrafos y catenarias de los trenes japoneses no tenían mayores problemas, pero cuando los ferrocarriles franceses empezaron a explotar sus primeras líneas de alta velocidad con su TGV, parece ser que sus pantógrafos, trabajando con sus catenarias, tenían un rendimiento algo mejor que los modelos japoneses.
En la siguiente línea de alta velocidad que se construyó en Japón se probaron las patentes francesas. Y fueron un desastre. Los pantógrafos se enganchaban en la catenaria de una manera rutinaria. Y era inexplicable, porque en el TGV no sucedía. Se revisaron las instalaciones de los japoneses hasta la náusea, pero los ingenieros franceses no podían decir nada diferente a que la instalación estaba perfectamente realizada y los elementos eran de la calidad necesaria; todo era igual o mejor que en las líneas francesas.
Pero las líneas francesas funcionaban bien, y las japonesas no. Costó mucho encontrar la explicación, pero se terminó encontrando. Y costó porque se estaba buscando la causa en algo que «los japoneses» estuviesen haciendo mal y, sin embargo, la razón de que en los ferrocarriles franceses no hubiese enganches de la catenaria y en los japoneses sí estaba en que había algo que los japoneses estaban haciendo «mejor» que los franceses.
El TGV francés con su catenaria y pantógrafo. CATENARIAS BIEN O MAL AFINADAS
Es menester hablar de música durante unos párrafos. Una cuerda de guitarra, cuando la pulsamos, oscila de un lado a otro a una frecuencia muy precisa y, si la tensamos un poco más o un poco menos, oscila a otra frecuencia que puede que no sea la correcta.
Cuando la guitarra está «afinada», es decir con cada cuerda oscilando a su frecuencia correcta con la tensión exacta, todavía podemos hacer que una cuerda resuene, o lo que es lo mismo suene a otra frecuencia mayor, acortando la cuerda, que es lo que conseguimos cuando con los dedos de la mano izquierda apretamos la cuerda sobre los «trastes»: así oscila en una distancia más corta y lo hace más deprisa o, en otras palabras, da un tono más agudo.
En una guitarra afinada, al pulsar la segunda cuerda (empezando a contar por la más fina, la de abajo) en el quinto traste debe sonar igual que la primera. Y ahí se da, además, otro fenómeno: si dos cuerdas tienen la misma frecuencia de resonancia y pulsamos una de ellas, las vibraciones de la pulsada, transmitidas por el aire (sí: el sonido) hacen vibrar la cuerda hermana; pero en cuanto hay una mínima diferencia entre las frecuencias de resonancia de las dos, no se da esa transmisión de energía entre una y otra, porque la energía que capta la receptora la desaprovecha. Es como si empujamos un columpio a una frecuencia diferente a la de su balanceo: terminaremos empujándolo cuando todavía está subiendo y lo frenaremos en lugar de acelerarlo.
Resumiendo, antes de volver a los trenes: la frecuencia a la que resuena una cuerda (o cable de catenaria, o barra de hierro, o lo que sea) depende de su longitud, aparte de la tensión (que es lo que aumentamos o disminuimos cuando afinamos moviendo las clavijas de cada cuerda).
Con esas ideas en la cabeza volvamos a la vía del tren: kilómetros de catenaria, un cable metálico mantenido a cierta tensión muy concreta por unos pesos que se colocan cada pocos cientos de metros y colgando de postes colocados a unas distancias regulares, cada cincuenta metros por ejemplo.
La frecuencia a la que resuena esa línea depende de la longitud de cada salto, de la distancia entre postes por lo tanto y, efectivamente, en las catenarias japonesas había una frecuencia en la que oscilaba de una manera natural y, a una determinada velocidad, el avance del pantógrafo iba aumentando cada vez la oscilación. LAS LÍNEAS ELÉCTRICAS TAMPOCO SE DEBEN USAR COMO COLUMPIOS
El tren pasaba por uno de los tramos entre postes, con el pantógrafo apretado contra la catenaria para hacer buen contacto y la catenaria se elevaba un poco. Como podemos ver si movemos una cuerda arriba y abajo, la oscilación en un tramo se transmite al siguiente, que oscila también, pero en sentido contrario: si «subimos» este tramo, la rigidez de la línea hace que «bajen» los tramos anterior y posterior. Pero luego, después de bajar, los tramos anterior y posterior suben un poco, justo cuando el tren entra en ellos y su pantógrafo empuja ese tramo de catenaria también hacia arriba.
El siguiente tramo, con el nuevo empujón del pantógrafo sube más y hace que el siguiente baje más, con lo que en su recuperación sube algo más de lo que lo hizo el anterior y se vuelve a encontrar con que en el momento preciso entra un tren en ese tramo y le pega otro empujoncito hacia arriba. En otras palabras, a una determinada velocidad entra en resonancia la catenaria con el tren, van oscilando los tramos cada vez más arriba hasta que la catenaria y el pantógrafo se mueven más allá de sus límites de buen funcionamiento y algo se rompe.
Pero eso es lo que ya sabían los japoneses. La pregunta a contestar era otra: ¿por qué eso mismo no pasaba en los trenes franceses, con la misma catenaria, el mismo pantógrafo, las mismas tensiones y a las mismas velocidades? Respuesta: porque los franceses son latinos (más o menos) y los japoneses no. EL ESPÍRITU LATINO APLICADO A LAS OBRAS PÚBLICAS
Traducido a catenarias y pantógrafos, los japoneses recibieron unos materiales para montar sus líneas ferroviarias con unas instrucciones que decían que cada poste se tenía que poner a cincuenta metros del anterior, y eso hicieron hasta el segundo decimal. Los franceses, en cambio, donde decía «cincuenta metros» entendieron «unos cincuenta metros, más o menos». En otras palabras, que los postes del TGV no están todos a la misma distancia, sino que un margen (no nos atrevemos a llamarlo «error» a la vista del resultado) de quince o veinte centímetros adelante o atrás en la posición del poste no se consideraba digno de mencionarlo siquiera, mientras que los metódicos y precisos japoneses, conscientes de que una técnica como la que se necesita para un tren de alta velocidad exige precisión y método, los habían colocado con un margen de milímetros o menos.
El resultado: en las líneas ferroviarias francesas, cada tramo de catenaria tenía una frecuencia de resonancia marginalmente diferente de la del tramo precedente y de la del posterior y a ninguna velocidad del tren entraba en resonancia de forma grave. En Japón, en cambio, había velocidades que rompían la catenaria por hacer las cosas excesivamente bien.
Que no necesita apoyos a los lados para sustentarse? Minimiza los esfuerzos de compresión? No sé, yo creo que evita los esfuerzos flectores, pues una cadena no tiene resistencia alguna a la flexión, por lo que una estructura siguiendo la curva catenaria minimizará en realidad los esfuerzos de flexión, no de compresión.
#3#4#13 Con la física en el olvido, entiendo que sí minora los esfuerzos a compresión. Si lo comparamos con, por ejemplo, un arco de medio punto, al tener éste último el axil desplazado de su eje, parte de la dovela está a tracción. Por lo que a axiles iguales, la superficie de reparto es menor y por tanto la compresión mayor.
Y sí tiene empujes horizontales. Que sean mayores o menores dependerá de la flecha que le pongan (es decir, de la cuerda que sobre).
Comentarios
Los de los negativos admitidlo, sois de letras, ¿verdad?
#6 zhi.
#6 No queremos vuestra magia aquí!
(no se por qué votan negativo)
#6 y con faltas...
#6 Mira qué otras cosas han votado negativo y tendrás la explicación.
Puto amo el de derivando.
Como soy un friki de los trenes, para mi la catenaria es la linea aérea que transmite energía eléctrica al ferrocarril.
#2 precisamente coge el nombre por la forma que dibuja el cable
#2: Si nos ponemos "tiquis-mickey's-mauser", de donde toman la corriente es el hilo de contacto, pero bueno, en general al conjunto se le llama catenaria.
#2 Y a Gaudí lo atropelló un tranvía.
#2 la "catenaria" del ferrocarril es llamada así de forma errónea, ya que una catenaria, por definición, sólo soporta su peso propio, y la del tren soporta su peso propio y el del cable que está en contacto con el pantógrafo
#2 Por mas que he buscado sólo encontré esta história en este libro:
https://latam.casadellibro.com/ebook-grandes-desastres-tecnol0gicos-ebook/9788499673745/2032215
LA TECNOLOGÍA FRANCESA SÓLO FUNCIONABA BIEN EN FRANCIA
Los pantógrafos y catenarias de los trenes japoneses no tenían mayores problemas, pero cuando los ferrocarriles franceses empezaron a explotar sus primeras líneas de alta velocidad con su TGV, parece ser que sus pantógrafos, trabajando con sus catenarias, tenían un rendimiento algo mejor que los modelos japoneses.
En la siguiente línea de alta velocidad que se construyó en Japón se probaron las patentes francesas. Y fueron un desastre. Los pantógrafos se enganchaban en la catenaria de una manera rutinaria. Y era inexplicable, porque en el TGV no sucedía. Se revisaron las instalaciones de los japoneses hasta la náusea, pero los ingenieros franceses no podían decir nada diferente a que la instalación estaba perfectamente realizada y los elementos eran de la calidad necesaria; todo era igual o mejor que en las líneas francesas.
Pero las líneas francesas funcionaban bien, y las japonesas no. Costó mucho encontrar la explicación, pero se terminó encontrando. Y costó porque se estaba buscando la causa en algo que «los japoneses» estuviesen haciendo mal y, sin embargo, la razón de que en los ferrocarriles franceses no hubiese enganches de la catenaria y en los japoneses sí estaba en que había algo que los japoneses estaban haciendo «mejor» que los franceses.
El TGV francés con su catenaria y pantógrafo.
CATENARIAS BIEN O MAL AFINADAS
Es menester hablar de música durante unos párrafos. Una cuerda de guitarra, cuando la pulsamos, oscila de un lado a otro a una frecuencia muy precisa y, si la tensamos un poco más o un poco menos, oscila a otra frecuencia que puede que no sea la correcta.
Cuando la guitarra está «afinada», es decir con cada cuerda oscilando a su frecuencia correcta con la tensión exacta, todavía podemos hacer que una cuerda resuene, o lo que es lo mismo suene a otra frecuencia mayor, acortando la cuerda, que es lo que conseguimos cuando con los dedos de la mano izquierda apretamos la cuerda sobre los «trastes»: así oscila en una distancia más corta y lo hace más deprisa o, en otras palabras, da un tono más agudo.
En una guitarra afinada, al pulsar la segunda cuerda (empezando a contar por la más fina, la de abajo) en el quinto traste debe sonar igual que la primera. Y ahí se da, además, otro fenómeno: si dos cuerdas tienen la misma frecuencia de resonancia y pulsamos una de ellas, las vibraciones de la pulsada, transmitidas por el aire (sí: el sonido) hacen vibrar la cuerda hermana; pero en cuanto hay una mínima diferencia entre las frecuencias de resonancia de las dos, no se da esa transmisión de energía entre una y otra, porque la energía que capta la receptora la desaprovecha. Es como si empujamos un columpio a una frecuencia diferente a la de su balanceo: terminaremos empujándolo cuando todavía está subiendo y lo frenaremos en lugar de acelerarlo.
Resumiendo, antes de volver a los trenes: la frecuencia a la que resuena una cuerda (o cable de catenaria, o barra de hierro, o lo que sea) depende de su longitud, aparte de la tensión (que es lo que aumentamos o disminuimos cuando afinamos moviendo las clavijas de cada cuerda).
Con esas ideas en la cabeza volvamos a la vía del tren: kilómetros de catenaria, un cable metálico mantenido a cierta tensión muy concreta por unos pesos que se colocan cada pocos cientos de metros y colgando de postes colocados a unas distancias regulares, cada cincuenta metros por ejemplo.
La frecuencia a la que resuena esa línea depende de la longitud de cada salto, de la distancia entre postes por lo tanto y, efectivamente, en las catenarias japonesas había una frecuencia en la que oscilaba de una manera natural y, a una determinada velocidad, el avance del pantógrafo iba aumentando cada vez la oscilación.
LAS LÍNEAS ELÉCTRICAS TAMPOCO SE DEBEN USAR COMO COLUMPIOS
El tren pasaba por uno de los tramos entre postes, con el pantógrafo apretado contra la catenaria para hacer buen contacto y la catenaria se elevaba un poco. Como podemos ver si movemos una cuerda arriba y abajo, la oscilación en un tramo se transmite al siguiente, que oscila también, pero en sentido contrario: si «subimos» este tramo, la rigidez de la línea hace que «bajen» los tramos anterior y posterior. Pero luego, después de bajar, los tramos anterior y posterior suben un poco, justo cuando el tren entra en ellos y su pantógrafo empuja ese tramo de catenaria también hacia arriba.
El siguiente tramo, con el nuevo empujón del pantógrafo sube más y hace que el siguiente baje más, con lo que en su recuperación sube algo más de lo que lo hizo el anterior y se vuelve a encontrar con que en el momento preciso entra un tren en ese tramo y le pega otro empujoncito hacia arriba. En otras palabras, a una determinada velocidad entra en resonancia la catenaria con el tren, van oscilando los tramos cada vez más arriba hasta que la catenaria y el pantógrafo se mueven más allá de sus límites de buen funcionamiento y algo se rompe.
Pero eso es lo que ya sabían los japoneses. La pregunta a contestar era otra: ¿por qué eso mismo no pasaba en los trenes franceses, con la misma catenaria, el mismo pantógrafo, las mismas tensiones y a las mismas velocidades? Respuesta: porque los franceses son latinos (más o menos) y los japoneses no.
EL ESPÍRITU LATINO APLICADO A LAS OBRAS PÚBLICAS
Traducido a catenarias y pantógrafos, los japoneses recibieron unos materiales para montar sus líneas ferroviarias con unas instrucciones que decían que cada poste se tenía que poner a cincuenta metros del anterior, y eso hicieron hasta el segundo decimal. Los franceses, en cambio, donde decía «cincuenta metros» entendieron «unos cincuenta metros, más o menos». En otras palabras, que los postes del TGV no están todos a la misma distancia, sino que un margen (no nos atrevemos a llamarlo «error» a la vista del resultado) de quince o veinte centímetros adelante o atrás en la posición del poste no se consideraba digno de mencionarlo siquiera, mientras que los metódicos y precisos japoneses, conscientes de que una técnica como la que se necesita para un tren de alta velocidad exige precisión y método, los habían colocado con un margen de milímetros o menos.
El resultado: en las líneas ferroviarias francesas, cada tramo de catenaria tenía una frecuencia de resonancia marginalmente diferente de la del tramo precedente y de la del posterior y a ninguna velocidad del tren entraba en resonancia de forma grave. En Japón, en cambio, había velocidades que rompían la catenaria por hacer las cosas excesivamente bien.
Al que le haya gustado que busque información sobre la curva braquistócrona que también mola mucho.
#9: O las cúpulas geodésicas.
#9 ¡O la clotoide!
#14 Attica!
#17
#14 ha pensado también en esa curva.
Brujería!!!
Que no necesita apoyos a los lados para sustentarse? Minimiza los esfuerzos de compresión? No sé, yo creo que evita los esfuerzos flectores, pues una cadena no tiene resistencia alguna a la flexión, por lo que una estructura siguiendo la curva catenaria minimizará en realidad los esfuerzos de flexión, no de compresión.
#3
Teniendo en cuenta que la tensión es
N/A + M*y/I
Se refiere a que eliminando el momento flector, y que la N siempre es a compresion, las compresion es menor
#3 #4 #13 Con la física en el olvido, entiendo que sí minora los esfuerzos a compresión. Si lo comparamos con, por ejemplo, un arco de medio punto, al tener éste último el axil desplazado de su eje, parte de la dovela está a tracción. Por lo que a axiles iguales, la superficie de reparto es menor y por tanto la compresión mayor.
Y sí tiene empujes horizontales. Que sean mayores o menores dependerá de la flecha que le pongan (es decir, de la cuerda que sobre).
#20 tan olvidada no la tienes
#26 Ois, adulador
#3: Lo que pasa es que apoya casi en vertical, pero si, algo empuja hacia los lados.
Los esfuerzos de compresión... no se si los minimizará, supongo que sea cuestión de calcular cómo sería esa estructura con una viga y con ese arco.
Ese día Calatrava faltó a clase.
Explicación clara y lo que es mejor, muy divertida.
Tendrá alguno en el que hable de la ecuación que define a las curvas de la carretera?
#17 esas clotoides!
... creia que era la paraboloide hiperbólica