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Calibre variable

Los sistemas de ancho de vía variable permiten que los vehículos ferroviarios viajen entre dos vías con anchos de vía diferentes . Los vehículos están equipados con ejes de ancho de vía variable (VGA). El ancho de vía se modifica haciendo pasar el tren por un cambiador de ancho instalado en el punto de corte del ancho de vía , que mueve las ruedas hasta el ancho deseado.

Los sistemas de ancho variable existen dentro de la red interna de España, y están instalados en los enlaces internacionales entre España/Francia (tren español), Suecia/Finlandia (tren sueco), Polonia/ Lituania (tren polaco) y Polonia/ Ucrania (tren polaco).

En España, el cambio de ancho de vía sin necesidad de realizar paradas es un sistema muy extendido para el tráfico de viajeros , [1] en servicios que discurren por líneas mixtas de alta velocidad (de ancho estándar ) y líneas más antiguas (de ancho ibérico ). [2] Los sistemas similares para el tráfico de mercancías están todavía en sus inicios, ya que el mayor peso por eje aumenta el reto tecnológico. Aunque existen varias alternativas, como la transferencia de mercancías, la sustitución de ruedas y ejes individuales , el intercambio de bogies , los vagones de plataforma transportadores o el simple transbordo de mercancías o pasajeros, no son prácticas, por lo que un sistema barato y rápido para el cambio de ancho de vía sería beneficioso para el tráfico de mercancías transfronterizo. [3]

Los nombres alternativos incluyen juegos de ruedas de ancho ajustable (GAW), sistemas automáticos de cambio de ancho de vía (ATGCS/AGCS), [4] sistema de recalibración de material rodante (RSRS), sistema de ajuste de ancho de vía (RGAS), juego de ruedas de cambio , [5] camión rodante de ancho variable , [6] cambio de ancho de vía y juego de ruedas de cambio de vía .

Descripción general

Los ejes de ancho variable permiten solucionar el problema de la rotura de ancho sin tener que recurrir a vías de doble ancho o transbordo . Los sistemas permiten el ajuste entre dos anchos. No se utilizan diseños de cambiadores de ancho que admitan más de dos anchos. [7]

Sistemas

Eje de ancho variable DR III para 1.435 mm ( 4 pies  8 pulgadas)+12  pulgada1,524 mm) yde 5 pies(), desarrollado en 1957

Existen varios sistemas de ejes de ancho variable:

Compatibilidad

Los sistemas de ancho de vía variable no son todos compatibles. Los sistemas SUW 2000 y Rafil Tipo V son interoperables, [8] al igual que TALGO-RD y CAF-BRAVA. [30]

En 2009, en Roda de Barà, cerca de Tarragona , se estaba desarrollando un Unichanger capaz de gestionar cuatro sistemas VGA diferentes. [31]

Tráfico internacional

El VGA es especialmente importante en el tráfico ferroviario internacional porque los cambios de ancho tienden a producirse con mayor frecuencia en las fronteras internacionales.

Características

Los diferentes sistemas tienen diferentes limitaciones; por ejemplo, algunos se pueden utilizar solo en vagones y carros y no son adecuados para la fuerza motriz, mientras que otros requieren que el material rodante se descargue antes de pasar por el cambiador de ancho. [32] Cuando uno de los anchos es estrecho, puede que no haya suficiente espacio entre las ruedas para los frenos, el cambiador de ancho y los motores de tracción.

Velocidad máxima

La velocidad máxima de los trenes equipados con las distintas tecnologías varía. Sólo CAF y Talgo producen VGA de alta velocidad, que permiten alcanzar velocidades de hasta 330 km/h.

Cambio de velocidad

El Talgo RD GC cambia de ancho a una velocidad de 15 kilómetros por hora (9,3 mph; 4,2 m/s), por lo que un tren de 100 m (328 pies) tarda solo 24 segundos en realizar el cambio. [33]

Cambiador de calibre

Un sistema de cambio de ancho de vía de Talgo en Lleida , España

Un cambiador de ancho es un dispositivo que fuerza el ajuste del ancho de vía en las ruedas. Los diseños consisten en un par de carriles de rodadura que varían gradualmente su ancho entre los dos anchos, combinados con otros carriles y palancas para realizar los siguientes pasos, utilizando como ejemplo Talgo RD:

  1. Verificar que todos los vehículos del tren sean aptos para el cambio de ancho.
  2. Soporte activado: quita peso de la cerradura y de los rieles guía.
  3. Descubrir.
  4. Mueva las ruedas a la nueva posición.
  5. Vuelva a bloquear.
  6. Soporte desactivado: vuelva a colocar el peso sobre el bloqueo desde los rieles guía.
  7. Verificar el correcto funcionamiento y generar estadísticas. Utilizar cables de alimentación y supervisión ECPB .

En el sistema español Talgo-RD se utiliza un rociado constante de agua para lubricar las superficies metálicas, con el fin de reducir el calor y el desgaste. Un cambiador de ancho Talgo RD tiene 20 m (65 pies 7 pulgadas) de largo y 6 m (19 pies 8 pulgadas) de ancho. [34]

Limitaciones

En la actualidad [¿ cuándo? ] la elección del ancho de vía está limitada a dos de tres de 1.435 mm ( 4 pies  8 pulgadas) .+12 pulgada  )y anchos de vía de1.520 mm(4 pies  11 pulgadas).+2732 pulgadas  )y1.676 mm(5 pies 6 pulgadas). Con anchos de vía estrechos como1.000 mm(3 pies  3 pulgadas)+38  in) como el que se encuentra enZweisimmen, Suiza, hay menos espacio entre las ruedas para el mecanismo de cambio de ancho de vía, los motores de tracción y los frenos. El diámetro de las ruedas también limita la carga por eje a no más de 22,5 toneladas.

Operación

Una unidad de ancho variable o un tren que incluya una locomotora de ancho variable (por ejemplo, Talgo 250) y material rodante, puede circular en línea recta por un cambiador de ancho. Normalmente, la locomotora no podrá cambiar de ancho, lo que significa que debe apartarse mientras el resto del tren pasa por él. En el lado opuesto, una nueva locomotora del otro ancho se acoplará al tren.

Un tren Talgo con locomotora puede atravesar un cambio de ancho a un eje por segundo a una velocidad de unos 10-15 km/h (6,2-9,3 mph). [35] [36]

Se puede empujar un tren (o un vagón individual) hasta la mitad del cambiador de ancho, desacoplarlo y, una vez que haya recorrido la distancia suficiente, acoplarlo a la nueva locomotora y tirar de él hasta el final. Un cable de acero de gran longitud con ganchos en el extremo permite que el proceso sea asincrónico, ya que el cable se utiliza para hacer un puente a lo largo del cambiador de ancho (para acoplar temporalmente los vagones que llegan y la locomotora que los recibe, aunque sin control de frenado de la locomotora a los vehículos del tren).

En los trenes de larga distancia en España y en los trenes nocturnos que cruzan de España a Francia, la locomotora que llega se detiene justo antes del cambiador de ancho, se desacopla y se desplaza hacia un ramal corto apartado. A continuación, la gravedad mueve el tren a través del cambiador de ancho a una velocidad baja controlada. La nueva locomotora se acopla a la parte delantera solo después de que el tren completo haya terminado de pasar por el cambiador.

A partir de 2014 se han venido desarrollando sistemas de cambio de ancho de vía para vagones de mercancías. [37]

Países

Australia

En 1933, se ofrecieron a los ferrocarriles australianos hasta 140 inventos [38] para superar las diferencias de ancho de vía entre los diferentes estados. Ninguno fue aceptado. [39] Alrededor de 20 de estos dispositivos eran ruedas/ejes ajustables de algún tipo u otro, que pueden ser análogos a los VGA modernos . Los sistemas VGA estaban destinados principalmente a líneas de ancho de vía amplio y ancho de vía estándar.

Se instalaron estaciones de cambio de ancho de vía en Port Pirie , Peterborough y Albury ; su funcionamiento era bastante manual. La instalación más reciente se encontraba en Dry Creek y tenía un diseño más automático. El diseño de Talgo RD es aún más automático y eficiente.

Bielorrusia/Polonia

En Brest, cerca de la frontera entre Bielorrusia y Polonia, se ha instalado un cambiador de ancho de vía Talgo , que utilizan los trenes rápidos de los Ferrocarriles Rusos que unen Moscú y Berlín.

Los pedidos de siete trenes Talgo VGA se realizaron en 2011. [40] Los trenes bajo la marca " Strizh " están en servicio desde 2016.

Canadá

Los ejes de ancho variable se utilizaron durante un tiempo en el Grand Trunk Railway en la década de 1860 en Canadá para conectar vías de 5 pies y 6 pulgadas ( 1676 mm ) y 4 pies  y 8 pulgadas (132 mm).+Ancho de vía estándar de 12  pulgada(1435 mm)sin transbordo. Se equiparon quinientos vehículos con "bobinas de ancho de vía ajustable", pero después de un uso intensivo diario, el sistema resultó insatisfactorio, especialmente en climas fríos y nevados. El sistema utilizaba ejes telescópicos con cubos anchos que permitían que las ruedas se apretaran o estiraran a través de un cambiador de ancho de vía, después de que se soltaran manualmente los pasadores de sujeción.[41][42][43]

Las operaciones ferroviarias sobre el puente del Niágara también eran complicadas. [44]

Finlandia/Suecia

En 1999, se instaló un cambiador de ancho en Tornio en el extremo finlandés de la sección de ancho doble entre Haparanda y Tornio, para su uso con vagones de mercancías de ancho variable. [45] El cambiador de ancho de Tornio es un diseño de Rafil de Alemania; solía existir un cambiador de ancho Talgo-RD similar en el extremo de Haparanda, pero fue eliminado [46] ya que requería descongelación en invierno. [47]

El tráfico de transbordadores ferroviarios operado por SeaRail y que llegaba desde Alemania y Suecia por mar utilizaba instalaciones de intercambio de bogies en el puerto de Turku .

Georgia

Se ha instalado un nuevo cambiador de ancho en Akhalkalaki para la línea ferroviaria Bakú-Tiflis-Kars . El extremo noroeste tiene rieles de 1.435 mm ( 4 pies  8 pulgadas) de ancho.+12  pulgada) de distancia, el extremo sureste tiene rieles de1,520 mm(4 pies  11 pulgadas) de distancia.+Se proporcionan adaptadores de ancho variable y de intercambio de bogies .

Japón

El tren eléctrico japonés de tercera generación GCT "Gauge Change Train" en una prueba en noviembre de 2014

El "Tren con cambio de ancho de vía" es un proyecto iniciado en Japón en la década de 1990 para investigar la viabilidad de producir un tren eléctrico de unidades múltiples (EMU) capaz de operar tanto en el ancho de vía de 1.435 mm (4 pies 8 pulgadas) como en el ancho de vía de 1.500 mm ( 4 pies  8 pulgadas) .+Red de alta velocidad Shinkansende 12  in(270–300 km/h) y laredde 1067 mm(3 ft 6 in[48][49]Véasela patente estadounidense 5.816.170.[50][51]

El tren de primera generación se probó entre 1998 y 2006, incluso en la pista de pruebas de alta velocidad de EE. UU. en 2002. [52] [53] El tren de segunda generación, destinado a funcionar a una velocidad máxima de 270 km/h (168 mph), se probó en varios lugares de Japón entre 2006 y 2013. [54] Un tren de tercera generación ha estado en pruebas de confiabilidad desde 2014 en preparación para su posible introducción en servicio en la extensión planificada del Kyushu Shinkansen a Nagasaki.

Galería

Lituania/Polonia

En Mockava , al norte de la frontera entre Lituania y Polonia, se ha instalado un sistema de cambio de ancho de vía del sistema polaco SUW 2000. Entre Lituania y Polonia circularon trenes de pasajeros VGA entre octubre de 1999 y mayo de 2005, y trenes de mercancías VGA entre principios de los años 2000 y 2009.

Polonia/Ucrania

En la frontera polaco-ucraniana hay dos estaciones de cambio de ancho de vía del sistema polaco SUW 2000, una en Dorohusk (Polonia) en la línea Varsovia-Kiev, y otra en Mostyska (Ucrania) en la línea Cracovia-Lviv. El 14 de diciembre de 2003 se introdujeron los trenes de pasajeros VGA entre Cracovia (Polonia) y Lviv (Ucrania) en lugar del cambio de bogies . [55] El VGA ahorra unas 3 horas en comparación con el cambio de bogies. Los trenes circularon por última vez en 2016. [56]

España

España es el mayor usuario de sistemas de ancho variable. Esto se debe a la necesidad de conectar las líneas principales antiguas construidas en ancho ibérico con las nuevas y extensas líneas ferroviarias de alta velocidad y las conexiones con Francia, utilizando el ancho estándar. Se han instalado dos cambios de ancho en las líneas con Francia y en todas las entradas/salidas que conducen entre la red de alta velocidad y las líneas más antiguas. También hay longitudes significativas de 1.000 mm ( 3 ft  3+38  in) líneas secundarias pero éstas no están conectadas a la red principal.

En febrero de 2004, RENFE realizó pedidos de:

También hay una pista de pruebas circular de 14,4 km (8,95 millas) en España.

Suiza

Sistema de cambio de ancho MOB en Zweisimmen

Se implementan bogies de ancho variable en la línea Montreux-Gstaad-Zweisimmen-Spiez-Interlaken. Los trenes cambian automáticamente de 1.000 mm ( 3 pies  3+38  pulgadas) a1435 mm(4 pies  8 pulgadas)+12  in) enZweisimmen.[59]El bogie no tiene ejes, lo que permite que los semibastidores del bogie que sostienen las ruedas en ambos lados se deslicen lateralmente uno con respecto al otro.[60]El cambiador de ancho EV09-Prose[61][62]en Zweisimmen se probó satisfactoriamente el 19 de junio de 2019. El sistema, diseñado para permitir el funcionamiento tanto enla línea de ancho de 1000 mm deMontreux Oberland Bernois Railwayde BLS AG, se implementó por primera vez el 11 de diciembre de 2022. Además, mientras se cambia automáticamente el ancho de vía en Zweisimmen, el resorte neumático montado en el travesaño del bogie se ajusta automáticamente en 200 mm para que coincida con la altura de la carrocería con la altura de la plataforma en la parte MOB o BLS AG del GoldenPass Express.[29]

Reino Unido

John Fowler menciona en 1886 un intento de GWR de desarrollar un eje "telescópico". [63]

Los tranvías circulaban entre Leeds ( 4 pies  8 pulgadas)+12  pulgadao1435 mm de ancho estándar ) yBradford( ancho de 4 pies o1219 mm) después de una prueba exitosa en 1906 utilizando el tranvía Bradford número 124. El sistema fue patentado posteriormente por – GB190601695 (A) de 1906. Este sistema fue mejorado nuevamente en la patente GB190919655 (A) de 1909 al introducir un sistema de bloqueo que actuaba sobre la rueda y el eje en lugar de solo sobre la llanta de la rueda. Esto proporcionó un agarre más efectivo donde la rueda era libre de moverse a lo largo delestriado.[64][65]

Comparación con el intercambio de bogies

Tiempo empleado

En VGA, el tren pasa por el "ajustador" a unos 15 km/h (9,3 mph) [66] sin necesidad de desacoplar los vagones ni desconectar (y probar) el equipo de frenos. Como alternativa, como no es necesario desacoplar el tren, la locomotora puede tirar de los vagones acoplados todos juntos. [67]

Ver Cambiador de ancho Talgo. [68]

Locomotoras

Las locomotoras de vapor no suelen poder cambiar de ancho de vía sobre la marcha. Si bien es posible cambiar los bogies de las locomotoras diésel, [69] esto no suele hacerse debido a la complejidad de la reconexión de cables y mangueras. En Australia, algunas locomotoras cambian de ancho de vía. El cambio puede ocurrir cada pocos meses, pero no para un viaje individual.

En 2004, Talgo ya comercializaba locomotoras eléctricas de ancho variable para pasajeros. [70] [71] [72] No está claro si hay locomotoras de carga de ancho variable disponibles.

Eléctrico

Peso

Historia

Véase también

Referencias

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Lectura adicional

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