El Bogie: La Base Móvil de un Tren

Si alguna vez te has preguntado qué hay debajo de un tren o de otros vehículos de gran tamaño que les permite circular de forma estable y tomar curvas, es muy probable que estés pensando en el bogie. Este componente es una estructura fundamental en el mundo del transporte, especialmente en el ferroviario, aunque su concepto se extiende a otros ámbitos. En esencia, un bogie es un subchasis que agrupa dos o más juegos de ruedas (es decir, un eje con una rueda en cada extremo) dentro de un bastidor, y que se conecta al cuerpo principal del vehículo mediante un punto de pivote.

El bogie no es simplemente un conjunto de ruedas; es un sistema complejo diseñado para cumplir múltiples funciones esenciales. Su principal objetivo es proporcionar una base flexible que permita a las ruedas seguir la trayectoria de las vías, especialmente en las curvas, mientras soporta el peso del vehículo y mejora la calidad del viaje. Aunque el término más común en muchos lugares es bogie, en Norteamérica a menudo se le conoce como 'truck'. Su diseño y aplicación varían ampliamente dependiendo del tipo de vehículo y su propósito.

¿Cuál es el Propósito y las Funciones del Bogie?

La incorporación de bogies en los vehículos, particularmente en los ferroviarios, resuelve una serie de desafíos técnicos y operativos críticos. Sus funciones principales son:

• Soportar el cuerpo del vehículo: El bogie es el encargado de llevar la carga del vagón, coche o locomotora, distribuyéndola sobre los ejes y ruedas que descansan sobre la vía.
• Garantizar un funcionamiento estable: Permite que el vehículo se mueva de forma estable tanto en tramos rectos como, crucialmente, en curvas. La capacidad de pivotar del bogie minimiza la resistencia y el desgaste al negociar giros.
• Mejorar la calidad del viaje: La suspensión integrada en el bogie absorbe las vibraciones y los impactos de la vía, proporcionando un viaje mucho más suave y confortable para los pasajeros o protegiendo la carga. También ayuda a minimizar el impacto de las fuerzas centrífugas en curvas tomadas a alta velocidad.
• Minimizar el desgaste de la vía y las ruedas: Al permitir que los juegos de ruedas se alineen mejor con la dirección de la vía, el bogie reduce el deslizamiento lateral y la fricción, lo que disminuye el desgaste tanto de los carriles como de las propias ruedas.
• Permitir vehículos más largos: Al dividir el soporte del vehículo en dos o más puntos pivotantes, los bogies hacen posible construir vagones y coches de mayor longitud de la que sería viable con ejes rígidos.

Un fenómeno conocido como 'hunting' o 'oscilación de caza' puede ocurrir si el diseño del bogie, la suspensión, la distancia entre ejes del vehículo y el bogie, y la dinámica de la vía interactúan de manera inestable a altas velocidades. Esto puede causar oscilaciones laterales del bogie. Si no se controla, puede llevar a un descarrilamiento. Los vehículos que presentan esta tendencia son retirados de servicio inmediatamente, y si el problema es recurrente, se investiga para rediseñar el bogie o el sistema de suspensión.

Componentes Clave que Forman un Bogie

Aunque el diseño específico varía, la mayoría de los bogies comparten una serie de componentes esenciales que trabajan juntos para cumplir sus funciones:

• El Bastidor del Bogie: Es la estructura principal que soporta los demás componentes. Puede ser de tipo bastidor interior (donde el bastidor y los cojinetes están entre las ruedas) o, más comúnmente, de tipo bastidor exterior (donde el bastidor y los cojinetes están fuera de las ruedas).
• Suspensión Primaria: Absorbe los impactos entre los cojinetes del eje y el bastidor del bogie. A menudo consiste en muelles entre el bastidor y los cojinetes del eje para permitir el movimiento vertical, y elementos deslizantes para evitar el movimiento lateral. Diseños más modernos pueden usar muelles de goma sólida.
• Juegos de Ruedas: Compuestos por un eje con cojinetes y una rueda en cada extremo. Estos son los que hacen contacto con la vía.
• Balancín (Bolster): Es la viga transversal principal conectada al bastidor del bogie a través de la suspensión secundaria. El cuerpo del vehículo ferroviario se apoya en el punto de pivote sobre el balancín.
• Suspensión Secundaria: Ubicada entre el bastidor del bogie y el balancín (o directamente entre el bastidor y el cuerpo del vehículo en diseños sin balancín). Esta suspensión, que a menudo utiliza muelles helicoidales, ballestas o bolsas de aire de goma, es crucial para la calidad del viaje, absorbiendo las vibraciones restantes.
• Equipo de Frenado: Puede ser de zapatas (que presionan contra la banda de rodadura de la rueda) o de disco (con pastillas).
• Transmisión: En vehículos motorizados (locomotoras diésel o eléctricas), el bogie aloja los motores de tracción y la transmisión que impulsa los ejes.
• Conexiones con el Vehículo: Permiten un cierto grado de movimiento rotacional alrededor de un pivote vertical, con elementos de apoyo lateral que limitan el movimiento excesivo. Los diseños de bogies más modernos, sin balancín (bolsterless), logran el movimiento rotacional a través de la flexibilidad de la suspensión lateral.

Tipos de Bogies y sus Aplicaciones

La diversidad de vehículos y propósitos ha llevado al desarrollo de una amplia variedad de diseños de bogies:

Bogies en Vehículos Ferroviarios

Son la aplicación más común del concepto de bogie.

• Locomotoras Diésel y Eléctricas: La mayoría de las locomotoras modernas se montan sobre bogies. Existen muchos diseños específicos, como los tipos Blomberg o Flexicoil, adaptados a las necesidades de tracción y estabilidad.
• Locomotoras de Vapor: Aunque las locomotoras de vapor más antiguas a menudo tenían ejes rígidos, las ruedas delanteras (guiadoras) y traseras podían montarse en bogies más simples, como los bogies Bissel (también conocidos como 'pony trucks'). Las locomotoras articuladas, como las Garratt, usaban bogies motorizados complejos.
• Vagones y Coches de Pasajeros: La gran mayoría de los vagones de carga y coches de pasajeros utilizan bogies para mejorar la capacidad de carga, la estabilidad y el confort.
• Bogies Jacobs: Utilizados en vehículos articulados (trenes de unidades múltiples, tranvías). Se colocan bajo la conexión entre dos coches adyacentes, compartiendo el bogie entre ambos.
• Rollbock: Un tipo especializado de bogie que se coloca debajo de las ruedas de un vagón ferroviario para permitirle circular sobre vías de un ancho diferente. Los vagones transportadores llevan este concepto más allá, siendo vagones planos diseñados para cargar otros vagones.
• Bogies Archbar o Diamond Frame: Un diseño más antiguo donde los bastidores laterales están fabricados en lugar de ser fundidos.

Bogies en Tranvías

Los bogies de tranvía suelen ser más simples debido a las menores cargas por eje y las curvas más cerradas. Casi nunca tienen más de dos ejes. Algunos tranvías de piso bajo utilizan bogies no pivotantes, lo que puede aumentar el desgaste de la vía y las ruedas.

Otras Aplicaciones del Bogie

Aunque el ferrocarril es su dominio principal, el concepto de bogie se aplica en otros contextos:

• Remolques y Semirremolques de Carretera: Los conjuntos de ejes traseros en muchos semirremolques y algunos remolques de camión pueden considerarse bogies. Pueden ser fijos o tener sistemas que permitan cierto movimiento o dirección para negociar curvas.
• Vehículos Oruga: Los bogies en vehículos con orugas (como tanques o excavadoras) son conjuntos de ruedas de apoyo montadas en un bastidor que a su vez está suspendido del cuerpo principal. Son sólidos y soportan la oruga.
• Trenes de Aterrizaje de Aviones: En aviones grandes, el tren de aterrizaje principal a menudo consiste en un bogie con múltiples ruedas montadas en una estructura que puede pivotar y está altamente suspendida.
• Sistemas Híbridos y Especializados: Los metros con ruedas de goma usan una versión especializada con ruedas de acero con pestaña detrás de las ruedas de goma. Incluso estructuras móviles como el techo retráctil del Rogers Centre en Toronto utilizaron bogies de tren modificados por su fiabilidad probada.

La capacidad de los bogies para adaptarse a diferentes anchos de vía es un área de desarrollo, con sistemas de ejes de ancho variable que permiten a los bogies operar en dos anchos de vía distintos.

Breve Historia del Bogie

El concepto del bogie no es nuevo. Los primeros experimentos con bogies datan de principios del siglo XIX:

• El ingeniero William Chapman construyó una locomotora con bogie en 1812, aunque no fue muy exitosa. En 1814 construyó una más lograda con dos bogies accionados por engranajes.
• En Estados Unidos, el bogie se utilizó por primera vez en vagones en el Quincy Granite Railroad en 1829.
• La primera locomotora exitosa con un bogie guía fue construida por John B. Jervis en 1831, diseñada para guiar la locomotora en las curvas y soportar la caja de humos.
• El concepto tardó décadas en ser ampliamente aceptado, pero finalmente se convirtió en un componente estándar en la mayoría de las locomotoras de línea principal.
• Los primeros coches de pasajeros con bogies en Gran Bretaña aparecieron en el Festiniog Railway en 1872, un ferrocarril de vía estrecha.
• El primer ferrocarril británico de ancho estándar en construir coches con bogies en lugar de ejes rígidos fue el Midland Railway en 1874.

Bogies con Ejes de Ancho Variable

Para superar las interrupciones causadas por los cambios de ancho de vía en diferentes países, algunos bogies están siendo equipados con ejes de ancho variable (VGA por sus siglas en inglés). Estos sistemas permiten que el bogie ajuste automáticamente el ancho entre las ruedas al pasar por una instalación de cambio de ancho, sin necesidad de cambiar los bogies o la carga. Esto mejora significativamente la eficiencia y reduce los tiempos de tránsito en rutas transfronterizas con diferentes anchos de vía.

Tabla Comparativa: Bogies en Diferentes Vehículos

Preguntas Frecuentes sobre los Bogies

Aquí respondemos algunas dudas comunes sobre este componente esencial:

¿Es lo mismo un bogie que un eje?
No. Un eje es una barra que conecta dos ruedas y sobre la que giran. Un bogie es una estructura completa que contiene uno o más ejes (juegos de ruedas), un bastidor, suspensión y otros componentes, y que se conecta al vehículo de forma pivotante.

¿Por qué se usan bogies en los trenes y no ejes rígidos?
Los ejes rígidos tendrían dificultades extremas para negociar curvas, causando mucho desgaste y riesgo de descarrilamiento. Los bogies, al poder pivotar, permiten que las ruedas sigan la trayectoria de la vía en las curvas, mejorando la estabilidad, reduciendo el desgaste y permitiendo velocidades más altas y vehículos más largos.

¿Qué es el fenómeno de 'hunting'?
Es una oscilación lateral inestable que puede ocurrir en un bogie a altas velocidades debido a la interacción compleja entre el diseño del bogie, la suspensión y la vía. Puede ser peligroso si no se controla.

¿Todos los vehículos grandes usan bogies?
No todos, pero muchos vehículos que requieren gran capacidad de carga, buena estabilidad a velocidad y la capacidad de negociar curvas utilizan alguna forma de bogie o un sistema similar. Es casi universal en el ferrocarril moderno, común en semirremolques pesados y se encuentra en vehículos de oruga y trenes de aterrizaje de aviones.

¿Puede un bogie tener más de dos ejes?
Sí. Aunque dos ejes por bogie es lo más común, especialmente en coches de pasajeros, los bogies para vagones de carga pesada o para vehículos que buscan una calidad de viaje superior pueden tener tres o más ejes.

En resumen, el bogie es una pieza maestra de ingeniería que ha sido fundamental para el desarrollo del transporte ferroviario y de otros sistemas de vehículos pesados. Su capacidad para combinar soporte de carga, flexibilidad en curva y absorción de vibración lo convierte en un componente indispensable para la eficiencia, seguridad y confort en el movimiento de personas y mercancías a gran escala.

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