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 mercancías sólidas sueltas a granel, como carbón , minerales , cereales y lastre para vías . [2] [3] [4] El vagón tolva se desarrolló en paralelo con el desarrollo del manejo automatizado de dichos productos, con instalaciones de carga y descarga automatizadas.
Los vagones tolva se diferencian de los vagones góndola en que no tienen puertas que se puedan abrir en la parte inferior ni en los laterales. Los vagones góndola son más sencillos y compactos porque no necesitan extremos inclinados, pero sí un volquete giratorio para descargarlos. Algunas tolvas de "doble propósito" tienen un acoplador giratorio en uno o ambos extremos, por lo que pueden usarse tanto en operaciones giratorias como de descarga inferior.
Existen dos tipos principales de vagones tolva. Los vagones tolva cubiertos, que están equipados con un techo fijo, se utilizan para cargas como cereales , 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 como el carbón , que pueden sufrir exposición con efectos menos perjudiciales.
A veces se utilizan cubiertas de lona removibles para proteger productos sensibles a la humedad en vagones tolva abiertos. Los vagones tolva cerrados tienen una parte superior de metal con trampillas de carga impermeables, lo que proporciona una protección superior. [6] Estas trampillas 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 colocadas para permitir una distribución uniforme del peso al cargar el automóvil.
Algunas tolvas cubiertas tienen de dos a cuatro compartimentos separados, con conductos en la parte inferior para dirigir la descarga del contenido.
Los ferrocarriles de todo el mundo han utilizado vagones tolva siempre que se deseaba un manejo automatizado de carga. "Ore jennies" es predominantemente un término para los vagones tolva abiertos más cortos que transportan taconita por Duluth, Missabe and Iron Range Railway 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 lados de las tolvas.
En América del Norte son comunes los grandes trenes unitarios de diversos cultivos de cereales , que alcanzan hasta 125 vagones de largo. Estos transportan predominantemente cereales desde las grandes zonas agrícolas de las Grandes Llanuras a diversos mercados, pero varios trenes unitarios proceden de otras zonas agrícolas importantes, como Illinois e Indiana , así como de las provincias canadienses de Alberta , Saskatchewan y Manitoba . Estos trenes pueden originarse en un solo elevador de granos o pueden agruparse en un patio desde varios locales (trenes cortos que sirven a industrias cercanas). Los destinos tienden a ser grandes molinos harineros 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 "contenedor con una abertura estrecha en el fondo", se remonta al siglo XIII, [7] y se encuentra en el cuento de Chaucer " The Reeve's Tale " (escrito a finales del siglo XIV) en referencia a una máquina para moler el grano hasta convertirlo en harina .
Históricamente, los vagones tolva abiertos se utilizaban para transportar productos extraídos gruesos como carbón , mineral y grava , mientras que los furgones se utilizaban para materiales granulares que requerían protección de los elementos.
Se agregaron cubiertas resistentes a la intemperie a los vagones tolva, creando la tolva cubierta. La producción inicial se centró en vagones de dos bahías muy similares a las tolvas de carbón abiertas y adecuados para materiales de densidad similar, como cemento Portland o sal gema . Algunos automóviles estaban 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 cereales o azúcar , por lo que los diseños posteriores incluyen vagones tolva cubiertos más largos con lados más altos y tres o más compartimentos 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 umbral central convencional como miembro resistente que transmite fuerzas de compresión y tensión de un vagón al siguiente. A partir de la década de 1960, los diseños que distribuían estas fuerzas a lo largo de los costados del automóvil eliminaron la viga del umbral central para simplificar el manejo de materiales a granel con aberturas de tolva más amplias, lo que redujo la tendencia a que los puentes restringieran el flujo de gravedad al descargar el automóvil. [9]
El aumento de la carga de las ruedas tiene implicaciones importantes para la infraestructura ferroviaria necesaria para dar cabida a futuros envíos de vagones tolva de granos. El peso del vagón se transmite a los carriles y a la estructura de vía subyacente a través de estas cargas de las ruedas. A medida que aumentan las cargas de las ruedas, aumentan los gastos de mantenimiento de las vías y disminuye la capacidad de un determinado peso de riel, profundidad de lastre y configuración de tirantes para manejar el tráfico ferroviario prolongado. Además, la capacidad de un puente determinado para soportar un tráfico ferroviario prolongado también disminuye a medida que aumentan las cargas de las ruedas. [10] La carga por eje es el doble que la carga por rueda.
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