¿Por qué los trenes usan ruedas de metal y los automóviles usan neumáticos de goma?

Los vehículos vienen en muchas formas y formas, y cada uno usa diferentes tecnologías para operar de manera eficiente. Por ejemplo, los automóviles y los autobuses que viajan en las carreteras usan neumáticos de goma, mientras que los trenes y el metro que funcionan en vías usan ruedas de metal. La razón detrás de estas diferentes opciones se reduce a un factor crucial: la fricción.

¿Qué es la fricción?

La fricción es la fuerza que ocurre cuando dos superficies entran en contacto, resistiendo su movimiento. Cuanto más suave las superficies de contacto, menos fricción hay, lo que les permite moverse más rápido entre sí.

Al considerar el diseño del vehículo, la fricción juega un papel clave. La velocidad a la que viaja un vehículo y el tipo de terreno que cubre influye en gran medida en el tipo de ruedas que necesita.

¿Por qué los trenes usan ruedas de metal?

Los trenes están diseñados para viajar a altas velocidades a largas distancias mientras llevan enormes cargas. Se ejecutan en pistas suaves, incluso, lo que les permite mantener la velocidad con una fricción mínima. Las ruedas de metal reducen significativamente la fricción, hasta un 85% a 99%, comparada con otros materiales. Esto se debe a que tanto los rieles como las ruedas están hechas de metal liso, lo que permite un movimiento más eficiente y sin fricción.

Además, los trenes no necesitan detenerse abruptamente. Con su inmenso peso y potencia, confían en el impulso para seguir moviéndose, lo que significa que no requieren ruedas que generen mucha fricción. Los neumáticos de goma, que crearían mucha más fricción, requerirían significativamente más energía para mover el tren pesado, haciéndolos poco prácticos.

¿Por qué los automóviles usan neumáticos de goma?

Los automóviles, por otro lado, necesitan viajar por carreteras y a menudo lidiar con terrenos irregulares e impredecibles, como baches y caminos de tierra. Para manejar esto, los automóviles necesitan ruedas que proporcionen un fuerte agarre, lo que hace posible por neumáticos de goma. La fricción entre el caucho y la carretera le da al vehículo la tracción que necesita para conducir de manera segura y suave.

A diferencia de los trenes, los autos deben detenerse y comenzar con frecuencia. Los neumáticos de goma ayudan a facilitar las paradas y los inicios rápidos, proporcionando la fricción necesaria para conducir segura. Además, los neumáticos de goma son menos costosos y más fáciles de reemplazar que las ruedas de metal, lo que los convierte en una opción más práctica para los vehículos que experimentan un desgaste regular.

Conclusión: la fricción define el diseño de la rueda

En conclusión, la fricción es el factor más importante que influye en el diseño de las ruedas para diferentes tipos de vehículos. Los trenes, que necesitan moverse rápidamente con cargas pesadas, usan ruedas de metal para reducir la fricción. Los automóviles, que deben navegar por terrenos variados, requieren neumáticos de goma para aumentar la fricción y mejorar la tracción.