El modelismo ferroviario es una actividad recreativa cuyo objeto es imitar a escala trenes y sus entornos. Los trenes pueden ser estáticos o en movimiento. En este último caso, normalmente se utiliza electricidad de bajo voltaje (entre 9 y 24 voltios) tanto para el movimiento como para los accesorios, iluminación, etc. y son conocidos comúnmente como trenes eléctricos a escala. Durante parte del siglo XX también han sido populares los de cuerda y existen modelos de locomotoras propulsadas por vapor real.
La escala normalizada más popular desde mediados del siglo XX hasta hoy es la H0, seguida de la N. Pero existen otras.
En el Reino Unido, las escalas habituales son distintas y están basadas en la reducción de medidas imperiales a sistema métrico. Se suelen denominar por el número de milímetros a escala que corresponden a un pie real (nótese que los anchos de via se corresponden con los del resto de Europa):
Por otra parte, se fabrican nuevamente ferrocarriles de escalas grandes, como las antiguas, con las cuales los aficionados consiguen una reproducción muy detallada de las locomotoras y los vagones. Algunas de las marcas que fabrican trenes de estas escalas disponen de modelos a prueba de intemperie, lo que permite montar los circuitos y hacer circular los trenes al aire libre, incluso cuando llueve. La escala G (1:24) fue introducida y desarrollada en 1968 por Ernst Paul Lehmann Patentwerk con la marca de su propiedad LGB ("Lehmann Gross Bahn" en alemán, que quiere decir: "Gran Tren Lehmann"), para uso en interiores y exteriores; su nombre proviene del alemán groß (significa "grande"). Tradicionalmente, la escala G usa una vía con trocha de 45 mm, como la empleada por los modelos estándar de escala 1 de trocha angosta, utilizando la escala correcta de 1:22,5. Popularmente, se cree que su nombre proviene de jardín (G = garden en inglés), ya que a menudo se usa al aire libre. Este tamaño es conocido por una artesanía y detalle impresionantes, pero requiere una gran cantidad de espacio, de modo que no es la elección más común para los coleccionistas de interior.
Desde los principios del modelismo ferroviario, la velocidad de los trenes se controlaba variando la tensión presente en la vía, de la cual se alimentan los motores de los mismos. Existen dos sistemas principales: el de corriente continua, con dos carriles, y el de tres carriles, de corriente alterna.
El sistema de dos carriles usa corriente continua y alimenta las locomotoras y vagones por uno de los carriles y retorna por el otro. Los carriles tienen, por tanto, polaridad. Variando esta polaridad se consigue invertir el sentido de la marcha.
El sistema de tres carriles utiliza corriente alterna que alimenta por los carriles de circulación por un lado y tiene un tercer carril central, entre ellos, para el retorno. Dado que la corriente alterna no tiene una polaridad constante, para invertir el sentido de la marcha se envía a la locomotora una sobretensión de aproximadamente 20 a 24 voltios que activa un mecanismo mecánico o electrónico de inversión.
Las locomotoras de dos carriles y las de tres carriles no son compatibles entre sí. Los vagones pueden serlo, de acuerdo con las siguientes reglas:
A mediados de los 90, se empezaron a popularizar los sistemas de control basados en la electrónica y, actualmente, se ha pasado a los que usan microcontroladores. Este sistema se ha normalizado en gran parte gracias a la NMRA (North American Model Railways Association, o asociación norteamericana de modelismo ferroviario). Los sistemas normalizados reciben el nombre genérico de DCC (Digital Command Control). El sistema requiere que las locomotoras tengan instalado un circuito electrónico capaz de mover el motor o los accesorios (luces, generadores de humo, etc.) de acuerdo a las órdenes digitales recibidas por la vía mediante circuitos electrónicos. El circuito de la locomotora recibe el nombre de decodificador, y la operación de instalarlo se suele denominar "digitalizar".
Los sistemas DCC también existen en versiones de dos y de tres carriles. A diferencia de los sistemas tradicionales, el tipo de corriente que circula por la vía puede ser en ambos casos la misma. En realidad los sistemas de dos y tres carriles tradicionales tenían cada uno sus ventajas en la manera de mover las composiciones de modos distintos en el mismo circuito. Los sistemas digitales llevan el control individualizado mediante microcircuitos, independientemente del sistema de alimentación.
Respecto del sistema de control tradicional, el control DCC presenta las siguientes ventajas:
Los inconvenientes del sistema DCC frente al tradicional son:
Los trenes eléctricos tienen vagones de ferrocarril a escala.
Sus orígenes se remontan a fines del siglo XIX en consonancia con la aparición de juguetes ingeniosos que aplicaran las tecnologías novedosas, con lo que se diseñan unos trenes pequeños fabricados en chapa de hierro y movidos por un motor eléctrico. En la Feria de Leipzig de 1891, Märklin presentó la primera locomotora funcional a escala de la historia (1:32 o escala 1). Construida en hojalata, tenía un mecanismo de reloj de cuerda que le permitía ponerse en movimiento sobre rieles y circular sobre ellos. Carlisle y Finch presentaron la primera composición de un tren completo con motor eléctrico en 1897. A principios del siglo XX Joshua Lionel Cowen creó un tren eléctrico para el escaparate de su juguetería, pero recibió tantas peticiones que la atracción publicitaria acabó por convertirse en un clásico de la industria juguetera.
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