1. Si no hay dos rieles visibles, ¿por qué no se cae el monorraíl?
Si miras hacia arriba en una estación, no verás dos rieles de hierro como en un tren común. En su lugar, hay una sola viga gruesa de hormigón o acero que continúa sobre las columnas. La relación entre esta única viga y el vehículo tiene principalmente dos formas: el tipo "koza" (que cabalga sobre la viga) y el tipo "kenzui" (que cuelga de la viga). En el tipo koza, las ruedas de goma corren rodeando la viga, mientras que en el tipo kenzui, las ruedas de goma corren dentro de una viga en forma de caja abierta hacia abajo [1]. Los documentos de la Asociación de Monorraíles de Japón señalan como característica del tipo koza que "no hay colisiones ni descarrilamientos en la vía dedicada". La razón es que el vehículo rodea la viga por los lados. Esto es una explicación de la asociación, no significa que los accidentes sean cero [3]. Entonces, ¿qué funciones tienen las ruedas que rodean la viga?
2. Las tres clases de ruedas de goma del monorraíl y qué pasa si se pincha una
Los vehículos del Monorraíl de Osaka tienen tres tipos de ruedas con neumáticos de goma: las "ruedas de rodadura" que sostienen y hacen rodar el vehículo, las "ruedas guía" (2 pares) que sujetan la viga desde los lados, y las "ruedas de estabilidad" (1 par). Además, los tres tipos tienen ruedas auxiliares de rodadura para cuando se produce un pinchazo [2]. Como la posición exacta de cada neumático sobre la viga no está detallada en este documento, aquí solo presentamos sus funciones. También se puede conocer el tamaño de la viga sobre la que corren gracias a los documentos de la Prefectura de Osaka. La viga de hormigón estándar tiene 22 m de longitud, 1,5 m de altura y 0,85 m de ancho [6]. El ancho es solo aproximadamente 1/26 de la longitud (22 ÷ 0,85 ≈ 25,9). En los documentos de Hitachi, también se indica que el ancho de la pista de rodadura es estrecho: 700 mm para modelos pequeños y 850 mm para modelos grandes [4]. Esta estrechez es una ventaja en zonas con mucha nieve. Los documentos de Hitachi afirman que, al ser estrecha la pista, es fácil tomar medidas contra los daños por nieve [4]. Pero, ¿puede correr por pendientes pronunciadas y curvas pequeñas aunque sea estrecho?
3. Cómo los neumáticos de goma permiten subir pendientes fuertes y tomar curvas cerradas
En los documentos de la Asociación de Monorraíles de Japón, la pendiente máxima del Monorraíl de Tama es del 6 % y el radio mínimo de curva es de 60 m. Se explica que, al usar neumáticos de goma y bogies (carros de rodadura), puede correr en pendientes pronunciadas o curvas de radio pequeño, lo que facilita elegir la ruta dentro de la ciudad [3]. El 6 % significa una pendiente que sube 6 m al avanzar 100 m horizontalmente. En los documentos de Hitachi, también se indica que, debido al sistema de neumáticos de goma, la pendiente máxima es del 60 ‰ (por mil, donde 1 ‰ es 1/1000, igual al 6 %), y que para modelos pequeños se pueden hacer curvas con radios tan pequeños como 40 m [4]. Un círculo de radio 60 m tiene un diámetro de 120 m; si el radio es 40 m, el diámetro es 80 m. Estos son valores de los documentos de Tama o Hitachi, no números comunes a todos los monorraíles. Las ventajas de los neumáticos de goma no son solo las pendientes y curvas. Un artículo de Norimono News afirma que se usan neumáticos de goma tanto en el tipo koza como en el kenzui, lo que mejora la aceleración y reduce el ruido. Al parecer, esto es posible gracias al desarrollo de neumáticos de alto rendimiento capaces de soportar vehículos ferroviarios pesados [5]. Ya sabemos la fuerza motriz. Pero, ¿qué ocurre donde la vía se divide en dos?
4. Cómo cambia de camino el monorraíl: en los desvíos se mueve la viga entera
En los desvíos de trenes, se mueve parte del riel para cambiar el camino. Según los documentos de la Prefectura de Osaka, el desvío del monorraíl es un "sistema donde la viga de vía misma se desplaza". La longitud de la viga estándar es de 22 m, pero en el desvío se unen cuatro vigas cortas de 5,5 m para formar una viga articulada que mide 22 m en total. Como las vigas cortas cambian de ángulo poco a poco, pueden describir una curva suave [6]. Para imaginar cómo funciona, piensa en poner cuatro dedos en fila y desplazarlos poco a poco para doblarlos, obteniendo una curva suave. Si piensas que la viga del desvío crea la curva con una idea similar, será más fácil de visualizar. Sin embargo, las vigas reales son mucho más grandes y pesadas. La forma de aplicar la fuerza para mover la viga y el tiempo que tarda el cambio no están escritos en los documentos leídos. Lo seguro es que lo que se mueve es la viga misma y que es un tipo articulado uniendo vigas cortas. Hasta aquí hemos hablado del tipo que cabalga sobre la viga. ¿Qué ventajas tiene el tipo que cuelga de la viga?
5. Ventajas del monorraíl colgante y el récord mundial del monorraíl de Chiba
Un artículo de Norimono News resume las ventajas del tipo kenzui (colgante) así: como las ruedas corren dentro de una viga de acero, está menos afectado por la lluvia y la nieve; al estar cubierto, hay menos ruido; y como se pueden separar más las columnas, ayuda a preservar el paisaje [5]. El tipo koza proviene de Alemania ("tipo Alweg") y el tipo kenzui de Francia ("tipo Safège"); fueron las dos formas principales que competían en la década de 1960 [5]. Sin embargo, en Japón, según el mismo artículo, de los 8 operadores de monorraíl, 6 usan el tipo koza y 2 el tipo kenzui (Monorraíl de Shonan y Monorraíl de la Ciudad de Chiba), por lo que el tipo kenzui es minoritario. Estos datos son de un artículo de junio de 2023 [5]. El primer monorraíl del mundo también fue del tipo kenzui. Es el Ferrocarril Aéreo de Wuppertal, inaugurado en 1901 en Alemania, considerado el monorraíl más antiguo del mundo, con una distancia operativa de 13,3 km [5][7]. Sin embargo, este no usaba neumáticos de goma, sino ruedas que corrían sobre rieles de hierro como en los trenes [5]. Quien superó la longitud de esta antigua línea fue el Monorraíl de la Ciudad de Chiba. Con una distancia operativa de 15,2 km (Línea 1: 3,2 km, Línea 2: 12,0 km), se considera la más larga del mundo para el tipo kenzui, y un documento de rueda de prensa de la ciudad de Chiba también indica "distancia operativa más larga del mundo (15,2 km)" [7][8]. Ya tenemos el mecanismo básico. ¿Cómo podemos comprobarlo con nuestros propios ojos?
6. Cómo comprobar el equilibrio del monorraíl viajando, observando y haciendo un experimento en casa
Lo que puedes hacer hoy en casa: Apoya dos lápices a los lados de una tira fina de cartón y muévela lentamente sosteniéndola con ambas manos. Los lápices representan las ruedas guía que sujetan la viga por los lados. El funcionamiento real de los neumáticos es más complejo. Otra opción es calcular. Una pendiente del 6 % significa que al avanzar 100 lateralmente se sube 6 verticalmente. Con una regla de 30 cm, una inclinación donde elevas un extremo 1,8 cm respecto al otro corresponde al 6 %. Intenta construirlo apilando libros. Lo que puedes hacer saliendo: Si puedes subir a un monorraíl, fíjate en el suelo del interior. En el interior del Monorraíl de Tokio hay desniveles como una grada. Según la explicación de la empresa, esto se debe a que los bogies están debajo del suelo; si se eleva la carrocería, sería necesario revisar significativamente la estructura de la vía, por lo que no se puede cambiar [10]. La forma de la viga determina incluso la forma del interior. El Monorraíl de Tokio abrió el 17 de septiembre de 1964 entre Hamamatsucho y el Aeropuerto de Haneda. Era un transporte para llevar hacia el centro de la ciudad a los turistas que llegaban para los Juegos Olímpicos de Tokio al mes siguiente [9]. Información oficial: En las páginas de la Prefectura de Osaka "¿Cómo son los vehículos del monorraíl?" y "Tipos de rieles y columnas del monorraíl" están resumidas en japonés las dimensiones de los neumáticos y las vigas [2][6].