¿Por qué los trenes utilizan ruedas de metal y los coches neumáticos de goma?

Los vehículos vienen en muchas formas y cada uno de ellos utiliza diferentes tecnologías para funcionar de manera eficiente. Por ejemplo, los automóviles y autobuses que circulan por carreteras utilizan neumáticos de goma, mientras que los trenes y metros que circulan sobre vías utilizan 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 se produce cuando dos superficies entran en contacto, resistiendo su movimiento. Cuanto más lisas sean las superficies de contacto, menor será la fricción, lo que les permitirá moverse más rápido entre sí.

Al considerar el diseño de un vehículo, la fricción juega un papel clave. La velocidad a la que circula un vehículo y el tipo de terreno que recorre influyen mucho en el tipo de ruedas que necesita.

¿Por qué los trenes utilizan ruedas de metal?

Los trenes están diseñados para viajar a altas velocidades a lo largo de largas distancias mientras transportan cargas enormes. Corren sobre pistas suaves y uniformes, lo que les permite mantener la velocidad con una fricción mínima. Las ruedas de metal reducen significativamente la fricción (hasta entre un 85% y un 99%) en comparación con otros materiales. Esto se debe a que tanto los rieles como las ruedas están hechos de metal liso, lo que permite un movimiento más eficiente y sin fricción.

Además, los trenes no necesitan detenerse bruscamente. Con su inmenso peso y potencia, dependen del impulso para seguir moviéndose, lo que significa que no necesitan ruedas que generen mucha fricción. Los neumáticos de caucho, que crearían mucha más fricción, requerirían mucha más energía para mover el pesado tren, lo que los haría poco prácticos.

¿Por qué los coches utilizan neumáticos de goma?

Los automóviles, por otro lado, necesitan circular por carreteras y, a menudo, se enfrentan a terrenos irregulares e impredecibles, como baches y caminos de tierra. Para hacer frente a esto, los automóviles necesitan ruedas que proporcionen un fuerte agarre, lo cual es posible gracias a los neumáticos de goma. La fricción entre la goma y la carretera le da al vehículo la tracción que necesita para conducir de forma segura y suave.

A diferencia de los trenes, los coches necesitan parar y arrancar con frecuencia. Los neumáticos de goma ayudan a facilitar las paradas y arranques rápidos, proporcionando la fricción necesaria para una conducción segura. Además, los neumáticos de caucho son menos costosos y más fáciles de reemplazar que las ruedas de metal, lo que los convierte en una opción más práctica para vehículos que experimentan un desgaste regular.

Conclusión: la fricción define el diseño de las ruedas

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