Un vagón tolva (US) o vagón tolva ( UIC ) es un tipo de vagón de carga ferroviario que tiene puertas que se abren en la parte inferior o en los costados para descargar su carga. Se utilizan para transportar productos sólidos a granel sueltos como carbón , mineral , grano y balasto de vía . [2] [3] [4] El vagón tolva se desarrolló en paralelo con el desarrollo del manejo automatizado de tales productos, con instalaciones de carga y descarga automatizadas.
Los vagones tolva se distinguen de los vagones góndola , que no tienen puertas que se abren en su parte inferior o en los costados. Los vagones góndola son más simples y compactos porque no se requieren extremos inclinados, pero se requiere un volcador de vagones giratorio para descargarlos. Algunas tolvas de "doble propósito" tienen un acoplador giratorio en uno o ambos extremos, por lo que se pueden usar tanto en operaciones de volcado giratorio como de volcado inferior.
Existen dos tipos principales de vagones tolva. Los vagones tolva cubiertos, que están equipados con un techo fijo, se utilizan para carga como granos , azúcar , fertilizantes y cemento Portland [5] que deben protegerse de la exposición a la intemperie. Los vagones tolva abiertos , que no tienen techo, se utilizan para productos básicos como el carbón , que pueden sufrir exposición con un efecto menos perjudicial.
En ocasiones, se utilizan cubiertas de lona desmontables para proteger los productos sensibles a la humedad en los vagones tolva abiertos. Los vagones tolva cerrados tienen una parte superior de metal con escotillas de carga impermeables, lo que proporciona una protección superior. [6] Estas escotillas de carga a lo largo de la parte superior de la tolva cubierta pueden ser una única abertura larga a lo largo de la línea central o un patrón de múltiples aberturas redondas o cuadradas ubicadas para permitir una distribución uniforme del peso al cargar el vagón.
Algunas tolvas cubiertas tienen de dos a cuatro bahías separadas, con conductos en la parte inferior para dirigir la descarga del contenido.
Los vagones tolva han sido utilizados por los ferrocarriles de todo el mundo siempre que se ha deseado un manejo automatizado de la carga. "Ore jennies" es predominantemente un término para los vagones tolva abiertos más cortos que transportan taconita por el ferrocarril Duluth, Missabe and Iron Range en Iron Range de Minnesota . El Coke Express , un tren unitario CSX de vagones tolva cargados con coque , con las palabras "Coke Express" pintadas en los costados de las tolvas.
Los grandes trenes unitarios de diversos cultivos de cereales son una vista común en América del Norte , que alcanzan hasta 125 vagones de largo. Estos transportan predominantemente grano desde las grandes áreas agrícolas de las Grandes Llanuras a varios mercados, pero una serie de trenes unitarios se originan en otras áreas agrícolas importantes, como Illinois e Indiana , así como las provincias canadienses de Alberta , Saskatchewan y Manitoba . Estos trenes pueden originarse de un solo elevador de granos , o pueden ser agrupados en un patio desde varios locales (trenes cortos que dan servicio a industrias cercanas). Los destinos tienden a ser grandes molinos de harina o puertos (para exportación), o pueden dividirse y entregarse en múltiples ubicaciones. Los vagones vacíos pueden regresar como un tren completo, o pueden enviarse de regreso en cantidades más pequeñas en trenes manifiestos (trenes que transportan casi cualquier tipo de carga). Estos trenes se utilizan principalmente para transportar productos como maíz , trigo y cebada .
La palabra "tolva", que significa "recipiente con una abertura estrecha en el fondo", se remonta al siglo XIII, [7] y se encuentra en la historia de Chaucer " The Reeve's Tale " (escrita a fines del siglo XIV) en referencia a una máquina para moler grano y convertirlo en harina .
Históricamente, los vagones tolva abiertos se utilizaban para transportar productos extraídos de minas gruesas, como carbón , mineral y grava , mientras que los vagones de carga se utilizaban para materiales granulares que requerían protección contra los elementos.
Se añadieron cubiertas resistentes a la intemperie a los vagones tolva, creando la tolva cubierta. La producción temprana enfatizó los vagones de dos bahías muy similares a las tolvas de carbón abiertas y adecuadas para materiales de densidad similar, como cemento Portland o sal de roca . Algunos vagones estuvieron disponibles en la década de 1910 y se volvieron más comunes en la década de 1940. Estos primeros vagones tenían un volumen limitado para productos menos densos como granos o azúcar , por lo que los diseños posteriores incluyen vagones tolva cubiertos más largos con lados más altos y tres o más bahías inferiores. [8] El aumento de los límites de carga por eje ha permitido que algunas de las cargas más pesadas anteriormente asignadas a tolvas de dos bahías se asignen a tolvas de tres bahías más grandes y más eficientes.
Algunos vagones tolva cubiertos conservan el larguero central convencional como elemento de resistencia que transmite las fuerzas de compresión y tensión de un vagón al siguiente. A partir de la década de 1960, los diseños que distribuyen estas fuerzas a lo largo de los costados del vagón eliminaron la viga del larguero central para simplificar el manejo de materiales a granel con aberturas de tolva más amplias que reducen la tendencia a que se formen puentes que restrinjan el flujo por gravedad al descargar el vagón. [9]
El aumento de las cargas sobre las ruedas tiene importantes implicaciones para la infraestructura ferroviaria necesaria para dar cabida a futuros envíos de vagones tolva de granos. El peso del vagón se transmite a los rieles y a la estructura de la vía subyacente a través de estas cargas sobre las ruedas. A medida que aumentan las cargas sobre las ruedas, aumentan los gastos de mantenimiento de la vía y disminuye la capacidad de un determinado peso de riel, profundidad de balasto y configuración de traviesas para soportar un tráfico ferroviario prolongado. Además, la capacidad de un determinado puente para soportar un tráfico ferroviario prolongado también disminuye a medida que aumentan las cargas sobre las ruedas. [10] La carga por eje es el doble de la carga sobre las ruedas.
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