Tren

En el transporte ferroviario, un tren (del francés antiguo trahiner, del latín trahere, "tirar, arrastrar") es una serie de vehículos conectados que circulan por una vía férrea y transportan personas o mercancías. Los trenes suelen ser tirados o empujados por locomotoras (a menudo conocidas simplemente como "motores"), aunque algunos son autopropulsados, como unidades múltiples. Los pasajeros y la carga se transportan en vagones de ferrocarril, también conocidos como vagones. Los trenes están diseñados para un determinado ancho o distancia entre rieles. La mayoría de los trenes operan sobre vías de acero con ruedas de acero, cuya baja fricción los hace más eficientes que otras formas de transporte.

Los trenes tienen sus raíces en los vagones, que utilizaban las vías del tren y eran impulsados ​​por caballos o tirados por cables. Tras la invención de la locomotora de vapor en el Reino Unido en 1804, los trenes se extendieron rápidamente por todo el mundo, lo que permitió que las mercancías y los pasajeros se desplazaran por tierra de forma más rápida y económica que nunca. El tránsito rápido y los tranvías se construyeron por primera vez a fines del siglo XIX para transportar a un gran número de personas dentro y alrededor de las ciudades. A partir de la década de 1920 y acelerando después de la Segunda Guerra Mundial, las locomotoras diésel y eléctricas reemplazaron al vapor como medio de fuerza motriz. Tras el desarrollo de automóviles, camiones y extensas redes de carreteras que ofrecían una mayor movilidad, así como aviones más rápidos, los trenes declinaron en importancia y participación en el mercado, y muchas líneas ferroviarias fueron abandonadas.

Desde la década de 1970, los gobiernos, los ambientalistas y los defensores de los trenes han promovido un mayor uso de los trenes debido a su mayor eficiencia de combustible y menores emisiones de gases de efecto invernadero en comparación con otros modos de transporte terrestre. El tren de alta velocidad, construido por primera vez en la década de 1960, ha demostrado ser competitivo con los automóviles y aviones en distancias cortas y medias. El tren de cercanías ha ganado importancia desde la década de 1970 como una alternativa a las carreteras congestionadas y un medio para promover el desarrollo, al igual que el tren ligero en el siglo XXI. Los trenes de carga siguen siendo importantes para el transporte de mercancías a granel como el carbón y los cereales, además de ser un medio para reducir la congestión del tráfico vial por parte de los camiones de carga.

Mientras que los trenes convencionales operan en vías relativamente planas con dos rieles, existen varios trenes especializados que son significativamente diferentes en su modo de operación. Los monorrieles operan en un solo riel, mientras que los funiculares y los trenes de cremallera están diseñados exclusivamente para atravesar pendientes pronunciadas. Los trenes experimentales, como los maglev de alta velocidad, que utilizan la levitación magnética para flotar sobre una guía, se están desarrollando en la década de 2020 y ofrecen velocidades más altas que incluso los trenes convencionales más rápidos. El desarrollo de trenes que utilizan combustibles alternativos como el gas natural y el hidrógeno es otro desarrollo del siglo XXI.

Historia

Historia temprana

Los trenes son una evolución de los vagones con ruedas que se desplazan sobre vagones de piedra, los primeros de los cuales fueron construidos por Babilonia alrededor del año 2200 a. A partir de la década de 1500, se introdujeron vagones para transportar material de las minas; a partir de la década de 1790, se introdujeron rieles de hierro más fuertes. Siguiendo los primeros desarrollos en la segunda mitad de la década de 1700, en 1804 una locomotora de vapor construida por el inventor británico Richard Trevithick impulsó el primer tren de vapor.Fuera de las minas de carbón, donde el combustible estaba fácilmente disponible, las locomotoras de vapor no se probaron hasta la apertura del Ferrocarril de Stockton y Darlington en 1825. El ingeniero británico George Stephenson hizo funcionar una locomotora de vapor llamada Locomotion No. 1 en este recorrido de 40 kilómetros (25 millas). línea larga, transportando a más de 400 pasajeros a una velocidad de hasta 13 kilómetros por hora (8 mph). El éxito de esta locomotora y la Rocket de Stephenson en 1829 convencieron a muchos del valor de las locomotoras de vapor y, en una década, comenzó la burbuja del mercado de valores conocida como "Railway Mania" en todo el Reino Unido.

Las noticias del éxito de las locomotoras de vapor llegaron rápidamente a los Estados Unidos, donde se inauguró el primer ferrocarril de vapor en 1829. Los pioneros ferroviarios estadounidenses pronto comenzaron a fabricar sus propias locomotoras, diseñadas para manejar las curvas más pronunciadas y las vías más irregulares típicas de los ferrocarriles del país.

Las otras naciones de Europa también tomaron nota de los desarrollos ferroviarios británicos, y la mayoría de los países del continente construyeron y abrieron sus primeros ferrocarriles en las décadas de 1830 y 1840, luego del primer recorrido de un tren de vapor en Francia a fines de 1829. En la década de 1850, los trenes continuó expandiéndose por Europa, con muchas influencias o compras de diseños de locomotoras estadounidenses. Otros países europeos siguieron sus propios diseños distintos. En todo el mundo, las locomotoras de vapor se hicieron más grandes y poderosas durante el resto del siglo a medida que avanzaba la tecnología.

Los trenes entraron en servicio por primera vez en América del Sur, África y Asia a través de la construcción por parte de las potencias imperiales, que a partir de la década de 1840 construyeron ferrocarriles para consolidar el control de sus colonias y transportar carga para la exportación. En Japón, que nunca fue colonizado, los ferrocarriles llegaron por primera vez a principios de la década de 1870. Para 1900, los ferrocarriles operaban en todos los continentes además de la Antártida deshabitada.

Nuevas tecnologías

A pesar de que la tecnología de las locomotoras de vapor siguió mejorando, los inventores en Alemania comenzaron a trabajar en métodos alternativos para impulsar los trenes. Werner von Siemens construyó el primer tren propulsado por electricidad en 1879 y fue pionero en los tranvías eléctricos. Otro inventor alemán, Rudolf Diesel, construyó el primer motor diésel en la década de 1890, aunque el potencial de su invento para propulsar trenes no se descubrió hasta décadas después. Entre 1897 y 1903, las pruebas de locomotoras eléctricas experimentales en el Royal Prussian Military Railway en Alemania demostraron que eran viables y establecieron récords de velocidad superiores a 160 kilómetros por hora (100 mph).

Los primeros vagones autopropulsados ​​"doodlebug" a gas entraron en servicio en los ferrocarriles en la primera década del siglo XX. La experimentación con diesel y energía a gas continuó, culminando con la "Flying Hamburger" alemana en 1933 y la influyente EMD FT estadounidense en 1939. Estas exitosas locomotoras diesel demostraron que la energía diesel era superior al vapor, debido a costos más bajos, facilidad de mantenimiento, y mejor confiabilidad. Mientras tanto, Italia desarrolló una extensa red de trenes eléctricos durante las primeras décadas del siglo XX, impulsada por la falta de reservas significativas de carbón en ese país.

Dieselización y aumento de la competencia

La Segunda Guerra Mundial trajo una gran destrucción a los ferrocarriles existentes en Europa, Asia y África. Después de la conclusión de la guerra en 1945, las naciones que habían sufrido grandes daños en sus redes ferroviarias aprovecharon la oportunidad que brindaban los fondos del Plan Marshall (o la asistencia económica de la URSS y el Comecon, para las naciones detrás de la Cortina de Hierro) y los avances tecnológicos para convertir sus trenes a diésel o energía eléctrica. Francia, Rusia, Suiza y Japón fueron líderes en la adopción generalizada de ferrocarriles electrificados, mientras que otras naciones se centraron principalmente en la dieselización. Para 1980, la mayoría de las locomotoras de vapor del mundo se habían retirado, aunque seguían usándose en partes de África y Asia, junto con algunos reductos en Europa y América del Sur.China fue el último país en dieselizarse por completo, debido a sus abundantes reservas de carbón; Las locomotoras de vapor se utilizaron para transportar trenes de la línea principal hasta 2005 en Mongolia Interior.

Los trenes comenzaron a enfrentar una fuerte competencia de automóviles y camiones de carga en la década de 1930, que se intensificó mucho después de la Segunda Guerra Mundial. Después de la guerra, el transporte aéreo también se convirtió en un importante competidor para los trenes de pasajeros. Grandes cantidades de tráfico se trasladaron a estas nuevas formas de transporte, lo que resultó en una disminución generalizada del servicio de trenes, tanto de carga como de pasajeros. Un nuevo desarrollo en la década de 1960 fue el tren de alta velocidad, que se ejecuta en derechos de paso exclusivos y viaja a velocidades de 240 kilómetros por hora (150 mph) o más. El primer servicio ferroviario de alta velocidad fue el Shinkansen japonés, que entró en servicio en 1964.En las décadas siguientes, se desarrollaron redes ferroviarias de alta velocidad en gran parte de Europa y Asia oriental, brindando un servicio rápido y confiable competitivo con automóviles y aviones. El primer tren de alta velocidad en las Américas fue el Acela de Amtrak en los Estados Unidos, que entró en servicio en el año 2000.

Hasta el día de hoy

Hacia fines del siglo XX, una mayor conciencia de los beneficios de los trenes para el transporte condujo a un resurgimiento de su uso e importancia. Los trenes de carga son significativamente más eficientes que los camiones, al mismo tiempo que emiten muchas menos emisiones de gases de efecto invernadero por tonelada-milla; los trenes de pasajeros también son mucho más eficientes energéticamente que otros modos de transporte. Según la Agencia Internacional de Energía, "En promedio, el tren requiere 12 veces menos energía y emite entre 7 y 11 veces menos GEI por pasajero-kilómetro recorrido que los vehículos privados y los aviones, lo que lo convierte en el modo de transporte motorizado de pasajeros más eficiente. Aparte del transporte marítimo, el tren de mercancías es la forma de transporte de mercancías más eficiente desde el punto de vista energético y menos intensiva en carbono". Como tal, el transporte ferroviario se considera una parte importante para lograr una energía sostenible.Los trenes de carga intermodales, que transportan contenedores de envío de doble pila, han generado desde la década de 1970 un negocio significativo para los ferrocarriles y ganado participación de mercado a los camiones. También se ha promovido un mayor uso de los trenes de cercanías como un medio para combatir la congestión del tráfico en las carreteras de las zonas urbanas.

Tipos y terminología

Los trenes se pueden clasificar en tipos en función de si transportan pasajeros o carga (aunque existen trenes mixtos que transportan ambos), por su peso (tren pesado para trenes regulares, tren ligero para sistemas de tránsito rápido más livianos), por su velocidad y por qué forma de pista que utilizan. Los trenes convencionales operan en dos rieles, pero también se utilizan otros tipos de sistemas de vías en todo el mundo.

Terminología

La terminología ferroviaria que se utiliza para describir un tren varía según los países. Los dos sistemas principales de terminología son los términos de la Unión Internacional de Ferrocarriles en gran parte del mundo y los términos de la Asociación de Ferrocarriles Estadounidenses en América del Norte.

Los trenes se definen típicamente como una o más locomotoras acopladas, con o sin vagones. Una colección de vagones de pasajeros o de carga conectados entre sí (no necesariamente con una locomotora) se conoce (especialmente en inglés británico e indio) como un rastrillo. Una colección de vehículos sobre raíles también puede llamarse un conjunto. Un conjunto de vehículos que están acoplados de forma permanente o semipermanente (como el Pioneer Zephyr) se denomina tren. El término material rodante se utiliza para describir cualquier tipo de vehículo ferroviario.

Componentes

Bogies

Los bogies, también conocidos en Norteamérica como camiones, sostienen las ruedas y los ejes de los trenes. Los camiones van desde un solo eje hasta cuatro o más. Los camiones de dos ejes son los más utilizados en todo el mundo, ya que son más capaces de manejar curvas y soportar cargas pesadas que los camiones de un solo eje.

Acopladores

Los vehículos ferroviarios están unidos entre sí por varios sistemas de acoplamiento. En gran parte de Europa, India y América del Sur, los trenes utilizan principalmente topes y acopladores de cadena, mientras que en el resto del mundo se utilizan acopladores de articulación.

Frenos

Debido a que los trenes son pesados, se necesitan frenos potentes para reducir la velocidad o detener los trenes, y debido a que las ruedas de acero sobre rieles de acero tienen una fricción relativamente baja, los frenos deben distribuirse entre tantas ruedas como sea posible. Los primeros trenes solo podían detenerse con frenos de mano aplicados manualmente, lo que requería que los trabajadores se subieran a los vagones y aplicaran los frenos cuando el tren bajaba. Los frenos de mano todavía se usan para estacionar automóviles y locomotoras, pero el sistema de frenado predominante para los trenes en todo el mundo son los frenos de aire, inventados en 1869 por George Westinghouse. Los frenos de aire se aplican a la vez a todo el tren usando mangueras de aire.

Dispositivos de advertencia

Por seguridad y comunicación, los trenes están equipados con campanas, bocinas y luces. Las locomotoras de vapor suelen utilizar silbatos de vapor en lugar de bocinas. Se pueden instalar otros tipos de luces en locomotoras y vagones, como luces de clasificación, luces Mars y luces de zanja.

Taxis

En la mayoría de los casos, las locomotoras están equipadas con cabinas, también conocidas como compartimentos de conducción, donde un maquinista controla el funcionamiento del tren. También se pueden instalar en vagones de tren sin motor conocidos como cabina o vagones de control, para permitir que un tren opere con la locomotora en la parte trasera.

Operaciones

Programación y despacho

Para evitar colisiones u otros accidentes, los trenes a menudo se programan y casi siempre están bajo el control de los despachadores de trenes. Históricamente, los trenes operaban según horarios; la mayoría de los trenes de pasajeros continúan operando según horarios fijos, aunque los trenes de carga pueden funcionar según sea necesario o cuando hay suficientes vagones de carga disponibles para justificar el funcionamiento de un tren.

Mantenimiento

Las reparaciones simples se pueden hacer mientras un tren está estacionado en las vías, pero las reparaciones más extensas se realizarán en un depósito de fuerza motriz. Existen instalaciones similares para reparar vagones de tren dañados o defectuosos. Los trenes de mantenimiento de vía se utilizan para construir y reparar vías férreas y otros equipos.

Tripulación

Los conductores de trenes, también conocidos como ingenieros, son los responsables de operar los trenes. Los conductores están a cargo de los trenes y su carga, y ayudan a los pasajeros en los trenes de pasajeros. Los guardafrenos, también conocidos como ferroviarios, fueron históricamente responsables de aplicar los frenos manualmente, aunque el término se usa hoy en día para referirse a los miembros de la tripulación que realizan tareas como operar interruptores, acoplar y desacoplar vagones de tren y poner frenos de mano en el equipo. Las locomotoras de vapor requieren un bombero que sea responsable de alimentar y regular el fuego y la caldera de la locomotora.En los trenes de pasajeros, otros miembros de la tripulación ayudan a los pasajeros, como los chefs para preparar la comida y los asistentes de servicio para proporcionar alimentos y bebidas a los pasajeros. Otras funciones específicas de los trenes de pasajeros incluyen a los asistentes de los vagones de pasajeros, que ayudan a los pasajeros a subir y bajar de los trenes, responder preguntas y mantener limpios los vagones del tren, y los asistentes de los vagones dormitorio, que realizan tareas similares en los vagones dormitorio.

Medir

En todo el mundo, se utilizan varios anchos de vía para trenes. En la mayoría de los casos, los trenes solo pueden circular por vías del mismo ancho; donde se encuentran trenes de diferente ancho, se conoce como ruptura de ancho. El ancho de vía estándar, definido como 1435 mm (4 pies 8,5 pulgadas) entre los rieles, es el ancho de vía más común en todo el mundo, aunque también se utilizan trenes de vía ancha y de vía estrecha. Los trenes también deben encajar dentro del perfil del gálibo de carga para evitar que se ensucien los puentes y la infraestructura de la vía, siendo esto un factor limitante potencial en las cargas, como los tipos de contenedores intermodales, que se pueden transportar.

La seguridad

A veces ocurren accidentes de tren, incluidos descarrilamientos (cuando un tren se sale de las vías) y choques de trenes (colisiones entre trenes). Los accidentes eran más comunes en los primeros días de los trenes, cuando los sistemas de señales ferroviarias, el control de tráfico centralizado y los sistemas de seguridad para evitar colisiones eran primitivos o aún no existían. Para prevenir accidentes se utilizan sistemas como la parada automática de trenes; estos son sistemas a prueba de fallas que aplican los frenos en un tren si pasa una señal roja y entra en un bloque ocupado, o si alguno de los equipos del tren falla. Los sistemas de seguridad más avanzados, como el control positivo del tren, también pueden regular automáticamente la velocidad del tren, evitando que los descarrilamientos entren en curvas o cambien demasiado rápido.

Los trenes modernos tienen un historial de seguridad muy bueno en general, comparable con los viajes aéreos. En los Estados Unidos, entre 2000 y 2009, los viajes en tren promediaron 0,43 muertes por mil millones de pasajeros y millas recorridas. Si bien esto fue más alto que el de los viajes aéreos con 0,07 muertes por mil millones de millas de pasajeros, también estuvo muy por debajo de las 7,28 muertes por mil millones de millas de pasajeros de los viajes en automóvil. En el siglo XXI, varios descarrilamientos de trenes petroleros causaron muertes, sobre todo el desastre ferroviario canadiense Lac-Mégantic en 2013, que mató a 47 personas y arrasó gran parte de la ciudad de Lac-Mégantic.

La gran mayoría de las muertes relacionadas con trenes, más del 90 por ciento, se deben a la entrada ilegal en las vías del tren o colisiones con vehículos de carretera en los pasos a nivel. Se han formado organizaciones como Operation Lifesaver para mejorar la conciencia de seguridad en los cruces de ferrocarril, y los gobiernos también han lanzado campañas publicitarias. Los trenes no pueden detenerse rápidamente cuando van a gran velocidad; incluso una aplicación de freno de emergencia puede requerir más de una milla de distancia para detenerse. Como tal, el énfasis está en educar a los automovilistas para que cedan el paso a los trenes en los cruces y eviten los traspasos.

Poder de motivación

Antes del vapor

Los primeros trenes eran tirados por cuerdas, accionados por gravedad o tirados por caballos.

Vapor

Las locomotoras de vapor funcionan mediante el uso de una caldera para calentar agua y convertirla en vapor, lo que impulsa los pistones de la locomotora que, a su vez, están conectados a las ruedas. A mediados del siglo XX, la mayoría de las locomotoras de vapor fueron reemplazadas por locomotoras diesel o eléctricas, que eran más baratas, limpias y confiables. Las locomotoras de vapor todavía se utilizan en los ferrocarriles patrimoniales operados en muchos países para el mercado de ocio y entusiastas.

Diesel

Las locomotoras diésel funcionan con un motor diésel, que genera electricidad para impulsar los motores de tracción. Esto se conoce como transmisión diésel-eléctrica y se utiliza en casi todos los diésel. La energía diesel reemplazó al vapor por una variedad de razones: las locomotoras diesel eran menos complejas, mucho más confiables, más baratas, más limpias, más fáciles de mantener y más eficientes en combustible.

Eléctrico

Los trenes eléctricos reciben su corriente a través de líneas aéreas o a través de un sistema eléctrico de tercer carril, que luego se utiliza para alimentar los motores de tracción que impulsan las ruedas. La tracción eléctrica ofrece un costo más bajo por milla de operación del tren pero a un costo inicial más alto, que solo puede justificarse en líneas de alto tráfico. Aunque el costo por milla de construcción es mucho más alto, la tracción eléctrica es más barata de operar gracias a los menores costos de mantenimiento y compra de locomotoras y equipos. En comparación con las locomotoras diésel, las locomotoras eléctricas no producen emisiones directas y aceleran mucho más rápido, lo que las hace más adecuadas para el servicio de pasajeros, especialmente bajo tierra.

Otros tipos

Se han probado varios otros tipos de propulsión de trenes, algunos con más éxito que otros.

A mediados de la década de 1900, se desarrollaron y utilizaron con éxito locomotoras de turbina de gas, aunque la mayoría se retiraron debido a los altos costos de combustible y la poca confiabilidad.

En el siglo XXI, se están desarrollando combustibles alternativos para locomotoras, debido al aumento de los costos del diésel y al deseo de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero de los trenes. Los ejemplos incluyen hydrail (trenes propulsados ​​por pilas de combustible de hidrógeno) y el uso de gas natural comprimido o licuado.

Vagones de tren

Los vagones de tren, también conocidos como vagones, son vehículos ferroviarios sin motor que normalmente son tirados por locomotoras. Existen muchos tipos diferentes, especializados para manejar varios tipos de carga. Algunos tipos comunes incluyen furgones (también conocidos como vagones de mercancías cubiertos) que transportan una amplia variedad de carga, vagones planos (también conocidos como vagones planos) que tienen techos planos para transportar carga, vagones tolva que transportan productos a granel y carros cisterna que transportan líquidos. y gases Los ejemplos de tipos de vagones de tren más especializados incluyen vagones de botellas que contienen acero fundido, vagones Schnabel que manejan cargas muy pesadas y vagones frigoríficos que transportan productos perecederos.

Los primeros vagones de tren eran pequeños y livianos, muy parecidos a las primeras locomotoras, pero con el tiempo se han vuelto más grandes a medida que las locomotoras se vuelven más poderosas.

Trenes de pasajeros

Un tren de pasajeros se utiliza para transportar personas a lo largo de una vía férrea. Estos trenes pueden consistir en vagones de pasajeros sin motor (también conocidos como coches o vagones) arrastrados por una o más locomotoras, o pueden ser autopropulsados; Los trenes de pasajeros autopropulsados ​​se conocen como unidades múltiples o automotores. Los trenes de pasajeros viajan entre estaciones o depósitos, donde los pasajeros pueden embarcar y desembarcar. En la mayoría de los casos, los trenes de pasajeros operan con un horario fijo y tienen prioridad sobre los trenes de carga.

Los trenes de pasajeros se pueden dividir en servicios de corta y larga distancia.

Trenes de larga distancia

Los trenes de pasajeros de larga distancia recorren cientos o incluso miles de millas entre ciudades. El servicio de trenes de pasajeros más largo del mundo es el Ferrocarril Transiberiano de Rusia entre Moscú y Vladivostok, una distancia de 9289 kilómetros (5772 millas). Por lo general, los trenes de larga distancia pueden tardar días en completar su recorrido y detenerse en decenas de estaciones a lo largo de su recorrido. Para muchas comunidades rurales, son la única forma de transporte público disponible.

Trenes de corta distancia

Los trenes de pasajeros de corta distancia o regionales tienen tiempos de viaje medidos en horas o incluso minutos, en lugar de días. Corren con más frecuencia que los trenes de larga distancia y, a menudo, los utilizan los viajeros. Los trenes de pasajeros de corta distancia diseñados específicamente para viajeros se conocen como trenes de cercanías.

Trenes de alta velocidad

Los trenes de alta velocidad están diseñados para ser mucho más rápidos que los trenes convencionales y, por lo general, funcionan en sus propias vías separadas que otros trenes más lentos. El primer tren de alta velocidad fue el Shinkansen japonés, que se inauguró en 1964. En el siglo XXI, servicios como el TGV francés y el Intercity Express alemán compiten con los aviones en el tiempo de viaje en distancias cortas y medias.

Un subconjunto de trenes de alta velocidad son los trenes de alta velocidad, que cierran la brecha entre los trenes convencionales y los de alta velocidad, y viajan a velocidades entre los dos. Los ejemplos incluyen Northeast Regional en los Estados Unidos, Gatimaan Express en India y KTM ETS en Malasia.

Trenes de tránsito rápido

Se utilizan varios tipos de trenes para proporcionar un tránsito rápido a las áreas urbanas. Estos se diferencian de los trenes de pasajeros tradicionales en que operan con más frecuencia, por lo general no comparten vías con los trenes de carga y cubren distancias relativamente cortas. Muchos tipos diferentes de sistemas están en uso a nivel mundial.

Los trenes de tránsito rápido que operan en túneles subterráneos se conocen como subterráneos, subterráneos o metros. Los ferrocarriles elevados operan en viaductos o puentes sobre el suelo, a menudo sobre las calles de la ciudad. "Metro" también puede referirse al tránsito rápido que opera a nivel del suelo. En muchos sistemas, dos o incluso los tres de estos tipos pueden existir en diferentes partes de una red.

Tranvías

Los tranvías, también conocidos en América del Norte como tranvías, normalmente funcionan en las calles de las ciudades o en paralelo a ellas, con paradas frecuentes y una alta frecuencia de servicio.

Tren Ligero

El tren ligero es un término general para una variedad de sistemas, que pueden incluir características de tranvías, trenes de pasajeros y sistemas de tránsito rápido.

Trenes especializados

Hay una serie de trenes especializados que difieren de la definición tradicional de un tren como un conjunto de vehículos que viajan sobre dos carriles.

Monocarril

Los monorrieles se desarrollaron para satisfacer el tráfico de demanda media en el tránsito urbano y consisten en un tren que circula en un solo riel, generalmente elevado. Los monorrieles representan una pequeña proporción de los sistemas de trenes en uso en todo el mundo. Casi todos los trenes monorraíl utilizan motores de inducción lineales.

Levitación magnética

Para lograr una operación mucho más rápida a más de 500 kilómetros por hora (310 mph), la tecnología maglev se ha investigado desde principios del siglo XX. La tecnología utiliza imanes para levitar el tren por encima de la vía, lo que reduce la fricción y permite velocidades más altas. El primer tren de levitación magnética comercial fue un servicio de transporte al aeropuerto introducido en 1984 en el aeropuerto de Birmingham en Inglaterra.

El tren Shanghai Maglev, inaugurado en 2003, es el servicio de tren comercial más rápido de cualquier tipo, operando a velocidades de hasta 430 km/h (270 mph). El maglev de la serie L0 de Japón tiene el récord del tren más rápido del mundo, con una velocidad máxima de 603,0 kilómetros por hora (374,7 mph). Maglev aún no se ha utilizado para rutas de transporte público entre ciudades, con solo unos pocos ejemplos en uso en todo el mundo a partir de 2021.

Trenes mineros

Los trenes mineros se operan en grandes minas y transportan trabajadores y mercancías. Suelen funcionar con electricidad, para evitar emisiones que supondrían un riesgo para la salud de los trabajadores subterráneos.

Trenes militarizados

Si bien durante mucho tiempo han sido importantes para el transporte de tropas y equipo militar, los trenes se han utilizado ocasionalmente para el combate directo. Los trenes blindados se han utilizado en varios conflictos, al igual que los sistemas de artillería basados ​​en ferrocarriles. Los sistemas ICBM lanzados por vagones también han sido utilizados por estados con armas nucleares.

Cremallera

Para subir pendientes pronunciadas, se utilizan trenes de cremallera especializados. Para evitar deslizamientos, se utiliza un sistema de piñón y cremallera, con un carril dentado colocado entre los dos carriles regulares, que engrana con un engranaje impulsor debajo de la locomotora.

Funicular

Los funiculares también se utilizan para subir pendientes pronunciadas, pero en lugar de una rejilla se utiliza una cuerda, que está unida a dos carros y una polea. Los dos vagones del funicular suben y bajan la pendiente sobre juegos de rieles paralelos cuando se gira la polea. Este diseño hace que los funiculares sean un medio eficiente para subir y bajar personas y carga en pendientes. El funicular más antiguo, el Reisszug, se inauguró alrededor de 1500.

Los trenes de mercancías

Los trenes de mercancías se dedican al transporte de mercancías (también conocidas como mercancías), más que de personas, y están formados por vagones o vagones de mercancías. Los trenes de carga más largos normalmente operan entre patios de clasificación, mientras que los trenes locales brindan servicio de carga entre patios y puntos de carga y descarga individuales a lo largo de las líneas ferroviarias. En cambio, los principales puntos de origen o destino de la carga pueden ser atendidos por trenes unitarios, que transportan exclusivamente un tipo de carga y se mueven directamente desde el origen hasta el destino y de regreso sin paradas intermedias.

En las circunstancias adecuadas, el transporte de mercancías por tren es menos costoso que otros modos de transporte y también más eficiente desde el punto de vista energético que el transporte de mercancías por carretera. En los Estados Unidos, los ferrocarriles en promedio movieron una tonelada de carga 702 kilómetros (436 millas) por galón de combustible, a partir de 2008, una eficiencia cuatro veces mayor que la de los camiones. El Instituto de Estudios Ambientales y Energéticos estima que el transporte de mercancías por tren es entre 1,9 y 5,5 veces más eficiente que por camión, y además genera una contaminación significativamente menor. El transporte de mercancías por ferrocarril es más económico cuando las mercancías se transportan a granel y en largas distancias, pero es menos adecuado para distancias cortas y cargas pequeñas.Con el advenimiento de la contenedorización, el transporte ferroviario de mercancías se ha convertido en parte de una red de transporte de mercancías intermodal vinculada con el transporte por carretera y los buques portacontenedores.

La principal desventaja del transporte de mercancías por ferrocarril es su falta de flexibilidad y, por este motivo, el ferrocarril ha perdido gran parte del negocio del transporte de mercancías frente a la competencia por carretera. Muchos gobiernos están tratando de alentar el regreso de más carga a los trenes debido a los beneficios para la comunidad que traería.

Impacto cultural

Desde los albores del ferrocarril, los trenes han tenido un impacto cultural significativo en todo el mundo. Los viajes rápidos en tren hicieron posibles viajes de días u horas que antes tomaban meses. El transporte tanto de carga como de pasajeros se hizo mucho más barato, lo que permitió economías interconectadas en grandes áreas. Los pueblos y ciudades a lo largo de las líneas del ferrocarril crecieron en importancia, mientras que los que se pasaron por alto declinaron o incluso se convirtieron en pueblos fantasma. Las principales ciudades como Chicago se hicieron prominentes porque eran lugares donde se juntaban varias líneas de tren. En los Estados Unidos, la finalización del primer ferrocarril transcontinental desempeñó un papel importante en la colonización de la parte occidental de la nación por parte de inmigrantes no indígenas y su incorporación al resto del país.El Ferrocarril Transiberiano Ruso tuvo un impacto similar al conectar el vasto país de este a oeste y hacer posible viajar a través de la Siberia helada.

Los trenes han tenido durante mucho tiempo una gran influencia en la música, el arte y la literatura. Muchas películas involucran mucho o están ambientadas en trenes. Los juegos de trenes de juguete son comúnmente utilizados por niños, tradicionalmente niños. Railfans se encuentran en todo el mundo, junto con los aficionados que crean maquetas de trenes. Los entusiastas de los trenes generalmente tienen una relación positiva con la industria ferroviaria, aunque a veces causan problemas al entrar ilegalmente.