Aerodinamica de trenes

Hola a todos,

me presento como nuevo forero y aprovecho y hago una preguntilla estupida...Soy Juan Luis, y estaba iniciando mi proyecto de fin de carrera sobre trenes. Pero queria haceros una pregunta relacionada con la aerodinamica de los trenes. Si en teoria un cuerpo es mas aerodinamico cuando se parece a una gota, o si la cabeza es ovalada , por qué los trenes de mas velocidad no se parecen en nada a un cuerpo ovalado sino mas bien a la cabeza de un pato? o como el ICE?? Se debe a que asi tienen menos volumen?? Es una duda que tengo y que tal vez podais resolverme aqui...

El tren del AVE que parece un pato dicen que es muy aerodinamico, pero por que tiene esa forma? es por los vientos laterales? Es que si solo es por la aerodinamica frontal, al parecerse mas a una L tumbada que a una D no parece logico, no??

Espero haberme explicado mas o menos. Cualquier ayuda es bienvenida!

Un saludo,

Juan Luis.

Bueno, aunque no tengo ni idea, creo que algo oí en su día sobre las corrientes y fluctuaciones laterales de aire al cruzarse con otro tren, en un túnel, por ejemplo.

Hola.

Yo de aerodinámica sé más bien poco pero si quieres, lee sobre fórmula 1. Podrás encontrar artículos interesantísimos sobre el tema.

Un saludo

Hola,

gracias a los dos. Esperemos que alguien que controle de aerodinamica nos aclare un poco el tema. Si no, hare como dices. Ir a ver sobre coches...

Un saludo.

Una de las principales funciones del diseño del frontal de estos trenes es que el vehiculo se "pegue" a la vía, se trata de evitar que el Ave "vuele", por lo tanto se busca que el diseño genere al circular a elevada velocidad una componente o esfuerzo dirigida al plano de la vía que de estabilidad y adherencia al vehículo.

Busdongo escribió:

Una de las principales funciones del diseño del frontal de estos trenes es que el vehiculo se "pegue" a la vía, se trata de evitar que el Ave "vuele", por lo tanto se busca que el diseño genere al circular a elevada velocidad una componente o esfuerzo dirigida al plano de la vía que de estabilidad y adherencia al vehículo.

Que valla por delante que yo no estoy muy puesto en el tema de la aerodinamica.
En mi opinion la aerodinamica juega un papel más estético y de imagen de modernidad que práctico. Sin lugar a adudas el eguro que tambien influye en el consumo.
En serio, si alguien puede confirmar lo que dice Busdongo que lo diga, que yo por lo menos no me subo a un ave en la vida. Pretender evitar con un morro pato que el tren no sea bulnerable al viento y que no vuele lo encuentro exajerado. A mi entender es como decir que una locomotora electrica es más estable que una diesel por la presión que ejerce el pantografo sobre la catenaria. Efectivamente ejerce una presión el aire sobre el morro con lo cual solo se beneficia el boge delantero. No se cuantos kg. de presion ejerce el viento sobre el morro del tren a 300 km/h, pero creo que debe ser irrelevante para el peso que tiene el tren de por si.
Y si ya nos salimos del terreno de la alta velocidad... estetico y si quereis algo de beneficio en consumo o, como ya he dicho antes, práctico a efectos de ruidos.
Los franceses, a los que considero pioneros de la alta velocidad, a sus locomotoras del año 1980 tipo 15000, 7200, etc
que ya estaban diseñadas para velocidades de 160-200 km/h. no les hicieron un frontal especialmente aerodinamico que digamos, más bien al contrario. No creo que un civia mejore mucho frente a una 440 por tener el morro a lo F1. Mejor así, posiblemente.

wasowsky escribió:

Busdongo escribió:

Una de las principales funciones del diseño del frontal de estos trenes es que el vehiculo se "pegue" a la vía, se trata de evitar que el Ave "vuele", por lo tanto se busca que el diseño genere al circular a elevada velocidad una componente o esfuerzo dirigida al plano de la vía que de estabilidad y adherencia al vehículo.

Que valla por delante que yo no estoy muy puesto en el tema de la aerodinamica.
En mi opinion la aerodinamica juega un papel más estético y de imagen de modernidad que práctico. Sin lugar a adudas el eguro que tambien influye en el consumo.
En serio, si alguien puede confirmar lo que dice Busdongo que lo diga, que yo por lo menos no me subo a un ave en la vida. Pretender evitar con un morro pato que el tren no sea bulnerable al viento y que no vuele lo encuentro exajerado. A mi entender es como decir que una locomotora electrica es más estable que una diesel por la presión que ejerce el pantografo sobre la catenaria. Efectivamente ejerce una presión el aire sobre el morro con lo cual solo se beneficia el boge delantero. No se cuantos kg. de presion ejerce el viento sobre el morro del tren a 300 km/h, pero creo que debe ser irrelevante para el peso que tiene el tren de por si.
Y si ya nos salimos del terreno de la alta velocidad... estetico y si quereis algo de beneficio en consumo o, como ya he dicho antes, práctico a efectos de ruidos.
Los franceses, a los que considero pioneros de la alta velocidad, a sus locomotoras del año 1980 tipo 15000, 7200, etc
que ya estaban diseñadas para velocidades de 160-200 km/h. no les hicieron un frontal especialmente aerodinamico que digamos, más bien al contrario. No creo que un civia mejore mucho frente a una 440 por tener el morro a lo F1. Mejor así, posiblemente.

El S-102 tubo muchos problemas porque se le levantaba el morro igual que a los Ferrari

wasowsky escribió:

Busdongo escribió:

Una de las principales funciones del diseño del frontal de estos trenes es que el vehiculo se "pegue" a la vía, se trata de evitar que el Ave "vuele", por lo tanto se busca que el diseño genere al circular a elevada velocidad una componente o esfuerzo dirigida al plano de la vía que de estabilidad y adherencia al vehículo.

Que valla por delante que yo no estoy muy puesto en el tema de la aerodinamica.
En mi opinion la aerodinamica juega un papel más estético y de imagen de modernidad que práctico. Sin lugar a adudas el eguro que tambien influye en el consumo.
En serio, si alguien puede confirmar lo que dice Busdongo que lo diga, que yo por lo menos no me subo a un ave en la vida. Pretender evitar con un morro pato que el tren no sea bulnerable al viento y que no vuele lo encuentro exajerado. A mi entender es como decir que una locomotora electrica es más estable que una diesel por la presión que ejerce el pantografo sobre la catenaria. Efectivamente ejerce una presión el aire sobre el morro con lo cual solo se beneficia el boge delantero. No se cuantos kg. de presion ejerce el viento sobre el morro del tren a 300 km/h, pero creo que debe ser irrelevante para el peso que tiene el tren de por si.
Y si ya nos salimos del terreno de la alta velocidad... estetico y si quereis algo de beneficio en consumo o, como ya he dicho antes, práctico a efectos de ruidos.
Los franceses, a los que considero pioneros de la alta velocidad, a sus locomotoras del año 1980 tipo 15000, 7200, etc
que ya estaban diseñadas para velocidades de 160-200 km/h. no les hicieron un frontal especialmente aerodinamico que digamos, más bien al contrario. No creo que un civia mejore mucho frente a una 440 por tener el morro a lo F1. Mejor así, posiblemente.

El S-102 tubo muchos problemas porque se le levantaba el morro igual que a los Ferrari

Hombre yo tampoco soy un experto en aerodinámica, pero el principio básico es vencer la resistencia del aire, a altas velocidades la mayor parte de la potencia y consumo de los vehículos se usa para vencer la resistencia del aire, con lo que una superficie frontal más afilada hace que la resistencia del aire sea menor, con lo que el consumo disminuye y la potencia necesaria para vencer esa resistencia es menor. Y si no ahi teneis el caso del TRD 594, que es lo más antiaerodinámico que existe y al que seguro que el cambio de testero le beneficia haciendo que el consumo de gasoil sea menor.

No te creas amigo bilbaino , el CAP todavia no lo he hecho, hasta 2012 tengo tiempo, más bién las clases de física del tuto y aparte que me encanta ese mundillo. En cuanto a consumos reducidos, influyen muchísimos factores, no solo la aerodinámica.

Efectivamente, como dice 448030: "el principio básico es vencer la resistencia del aire, a altas velocidades la mayor parte de la potencia y consumo de los vehículos se usa para vencer la resistencia del aire".
El aire es un fluido, aunque gaseoso, y por lo tanto para atravesarlo se trata de conseguir formas que ofrezcan la menor resistencia posible.

No soy ningún experto en aerodinámica, ni ingeniero industrial que pueda diseñar trenes, pero sí estudio ingeniería de caminos y en una de las asignaturas de ferrocarriles nos comentaron que en temas de aerodinámica de alta velocidad existen dos vertientes, una en la que los trenes son tipo los ICE alemanes o TGV franceses y otra como el TALGO 350 (el pato).
Los primeros son más aerodinámicos respecto a la cabina que va delante, ya que las formas de esas cabinas son más ovaladas y ofrecen menos resitencia al aire que la del pato. Sin embargo, en la cabina que va en la cola del tren, el pato sale ganando respecto a las otras ya que con el bulto que hace la cabina se reduce bastante más el efecto de succión que se genera en la cola de los trenes al dejar un vacío cuando pasan y que "tira" del tren hacia atrás.
Básicamente lo que gana un ICE por delante al cortar mejor el aire, lo pierde en la cola porque la succión es mayor, mientras que al pato le pasa lo contrario, ofrece más resistencia por delante, pero se comporta mejor por detrás.
Por lo que nos comentaron, los estudios que hay hasta ahora no reflejan claramente qué sistema es mejor.

Espero haber aportado algo más de información, y en caso de que esté equivocado o que alguien experto pueda decirnos algo más, mejor.

Un saludo.

Lo siento no he podido dejar de fijarme en este foro porque yo también estoy haciendo un trabajo parecido, y respondiendo a la pregunta inicial, no hay alguna razón exacta del porque de las formas de los frontales de los trenes, ya que de cada una depende los estudios realizados y los condicionantes que se han tenido en cuenta (vientos laterales, efectos aerodinámicos cuando se cruza con otro tren...)
La razón de porque los trenes, los coches y los aviones no tienen la forma de la gota de agua, es porque estos vehículos deben llevar personas y material en su interior (cada uno con su función),esto hace modificar la aerodinámica dependiendo de cual sea su utilidad. Entonces ya dependen del "bulto" que tengan en su interior, y ademas, también hay que añadir las ruedas, que son un impedimento aerodinámico muy importante. Después aún podríais pensar que se podría hacer el vehículo mas alto o lo que sea para que cumpliera con la forma de la gota, pero por debajo (excepto el caso de los aviones) hay el suelo, que ademas no siempre es liso, y por encima, el vehículo no se puede hacer infinitamente alto porque debe pasar por túneles, puentes, debe entrar en estaciones, casas (en el caso de los coches)... Y además en el caso de los trenes sobretodo, la longitud del tren, que puede variar, también hace imposible precisar la aerodinámica de la locomotora frontal.
Por otro lado, también he leído que también la utilizan para generar carga contra el suelo. Eso puede ser cierto, aún que yo personalmente no creo, porque el peso de los trenes ya es suficiente como para mantenerlos en el suelo y las curvas que toman no son tan cerradas como para precisar de eso (si e equivoco perdón, acepto las culpas, es lo que yo creo), este caso se tiene mas en los coches y vehículos con un peso mucho menor, donde la posibilidad de generar carga aerodinámica afecta mucho mas a la velocidad por curva.
En el caso de la estética, os puedo asegurar que en los trenes eso no afecta pero si que puede afectar en el caso de los coches donde la estética influye en la decisión de los posibles compradores.
Espero haber aclarado un poco las cosas un que sea un poco tarde para hacer el trabajo.