CÁLCULO, DISEÑO Y ENSAYOS DE UN BOGIE DE MERCANCÍAS

Primer Foro Europeo del Tren de Rodadura – Junio 2011 Leganés (Madrid) España

CÁLCULO, DISEÑO Y ENSAYOS DE UN BOGIE DE MERCANCÍAS
Modesto Montuenga Sánchez
Dirección de Ingeniería. TAFESA, S.A.
mmontuenga@tafesa.com

Resumen
Esta ponencia explica el proceso empleado para el diseño y validación de un bogie de mercancías. Se exponen
los distintos tipos de bogies existentes, cuál es lafamilia de bogies más empleada en la actualidad (bogies tipo
Y) y cuales son sus componentes principales. Se analizan los principales factores a tener en cuenta en el diseño
y cómo influyen sobre cada componente.
Se estudia un nuevo diseño realizado por TAFESA, S.A., que en la actualidad se encuentra en fase de desarrollo,
que permite comprender el proceso empleado para el desarrollo completo deun bogie de mercancías: Diseño
de la estructura (prediseño, cálculos MEF y análisis de riesgos), Rodaje (caracterización del perfil de
rodadura), Suspensión, Resbaladeras elásticas y Freno.
Se explican los ensayos estáticos y dinámicos, según norma EN 13749, necesarios para la validación del bogie
y finalmente, el proceso de homologación de un bogie según la legislación vigente.INTRODUCCIÓN
Esta ponencia explica el proceso empleado para el diseño y validación de un bogie de mercancías.
En primer lugar, cabe indicar que, a diferencia de los vehículos de viajeros, los vagones de mercancías pueden
ser vehículos a ejes o vehículos a bogies.
La elección de un tipo u otro de vagón depende generalmente de la carga que se deba transportar y la longitud
del vehículo.
Para velocidadesde hasta 120 km/h son válidas ambas soluciones y para velocidades superiores, hasta 160 km/h,
la tendencia es la utilización de vehículo a bogies. Aunque en Europa existen soluciones novedosas de vagones a
ejes aptos para esta última velocidad.
Por otro lado, el mejor comportamiento dinámico e inscripción en curva de los vagones a bogies hace obligado
su uso en trazados sinuosos sobre todo paravelocidades a partir de 60 km/h. Es el caso de vías de ancho métrico.

TIPOS DE BOGIES DE MERCANCÍAS
Fundamentalmente, existen dos tendencias en el desarrollo de bogies de mercancías:
La tendencia americana (s/normas AAR, Association of American Railroads), consistente en bogies fundidos,
sin soldadura donde prima la carga por eje sobre la velocidad. Son bogies con grados de libertad aptospara vías
con poco mantenimiento, velocidades no superiores a 100 km/h y cargas por eje hasta 30 t. Tienen bajos costes
de mantenimiento.
Los bogies europeos (s/normas UIC, Union Internacionale des Chemins de Fer), generalmente mecanosoldados,
formados por una estructura en H, con suspensión primaria, amortiguación vertical proporcional a la carga y
resbaladeras para limitar el movimiento delazo caja-bogie. Estos bogies se denominan tipo Y.
También existen otros tipos de bogies, denominados ORE, con suspensión primaria a base de muelles de ballesta
con una tecnología similar a los vagones a ejes. Actualmente este tipo está en desuso.

Modesto Montuenga Sánchez

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Los bogies tipo Y tienen un buen comportamiento dinámico hasta velocidades de 120 km/h (o superiores con
pocasmodificaciones) y admiten cargas por eje de hasta 25 t.
Esta exposición se centra en este tipo de bogies.
TAFESA ha desarrollado en los últimos años bogies de esta familia para distintas aplicaciones que van desde
bogies en anchos de vía ibérico, europeo y para ambos anchos, para distintas cargas por eje (18 t/eje, 20 t/eje,
22,5 t/eje y 25 t/eje) y con freno incorporado para aplicaciones envehículos especiales intermodales. También se
han desarrollado distintos bogies de vía métrica con cargas desde 14 t/eje hasta 20 t/eje.

COMPONENTES PRINCIPALES
En general, se pueden distinguir los siguientes componentes principales en un bogie de mercancías:
Rodaje, formado por el conjunto de eje montado con caja de grasa.
Suspensión primaria, formada por una doble pareja de muelles...