50 milioni di foglie cadono sulle linee ferroviarie ogni autunno nel Regno Unito causando ritardi per i passeggeri ferroviari per un costo stimato di 345 milioni di sterline. Credito:Università di Sheffield
Ricercatori dell'Università di Sheffield, in collaborazione con Icetech Technologies, hanno utilizzato il ghiaccio secco per sviluppare una nuova soluzione al problema delle foglie sulla linea, che causano ritardi, cancellazioni e variazioni di orario per i passeggeri ferroviari.
Milioni di alberi fiancheggiano il 20, 000 miglia di binari nel Regno Unito, spargendo circa 50 milioni di foglie sui binari ogni autunno. Mentre le foglie cadono sui binari, sono compattati sotto il peso dei treni in un liscio, strato scivoloso che si attacca ai binari e fa perdere aderenza ai treni:l'equivalente ferroviario del ghiaccio nero sulle strade.
Per compensare queste condizioni, i treni possono viaggiare a velocità inferiori con i conducenti che frenano prima quando si avvicinano alle stazioni e ai segnali e accelerano più dolcemente per evitare lo slittamento delle ruote. Possono essere interessati anche i sistemi di segnalazione, poiché le correnti elettriche utilizzate nei binari per rilevare i treni sono spesso influenzate dalla contaminazione fogliare, portando le compagnie ferroviarie a lasciare spazi più lunghi tra i treni per motivi di sicurezza, aggiungendo ritardi e interruzioni.
Sebbene tutto ciò sia nell'interesse della sicurezza dei passeggeri ferroviari, porta ad un aumento dei tempi di percorrenza, ritardi, cancellazioni e orari ridotti. Secondo il Rail Safety and Standards Board, Si stima che i problemi legati all'autunno costino all'industria ferroviaria circa 345 milioni di sterline all'anno e causino enormi disagi per gli 1,7 miliardi di persone che viaggiano in treno.
Il nuovo metodo utilizza pellet di ghiaccio secco per far saltare la testa della rotaia. Vengono lanciati alla testata della ferrovia in un flusso di aria supersonica, che congela le foglie e le rende fragili. I pellet poi tornano in gas, aumentare di volume e far saltare le foglie dalla linea. Credito:Università di Sheffield
Professor Roger Lewis, dal Dipartimento di Ingegneria Meccanica dell'Università, sta conducendo la ricerca e ha spiegato:"La distanza di arresto di un treno è determinata principalmente dall'attrito tra la ruota e il binario stesso (chiamato aderenza). Laddove un treno impiega una distanza maggiore per fermarsi in velocità, i problemi sono associati a bassa adesione.
"La soluzione che abbiamo sviluppato è una tecnologia completamente sostenibile, utilizzando il sottoprodotto di CO₂ da altri processi industriali. Fornirà una frenata e una trazione più prevedibili rispetto alla tecnologia attuale, e contribuirà a migliorare le prestazioni del treno, ridurre i ritardi, aumentare la soddisfazione dei passeggeri e sostenere l'uso di nuove tecnologie per consentire un maggiore utilizzo della rete delle ferrovie del Regno Unito".
L'attuale soluzione per affrontare la bassa adesione sulla rotaia consiste nell'applicare la sabbia direttamente nel contatto tra la ruota e la rotaia da un sistema di bordo. Questo viene applicato automaticamente quando il conducente seleziona la "frenata di emergenza" o quando i conducenti sperimentano una perdita di aderenza.
Durante la stagione autunnale sono in atto anche processi di pulizia dei binari per liberare sezioni di binari, utilizzando getti d'acqua ad alta pressione e un gel contenente una miscela di sabbia e grani di acciaio viene posato sulla parte superiore del binario dopo la pulizia.
Gli ingegneri dell'Università di Sheffield hanno scoperto che, a differenza dei metodi attuali, che applica la sabbia direttamente sulla rotaia, la nuova soluzione non lascia alcun residuo sulla linea, il che significa che non ci sono danni alla rotaia o alle ruote dei treni. Credito:Università di Sheffield
La nuova ricerca, che è stato sviluppato e testato presso l'Università di Sheffield, mira a sviluppare una nuova tecnologia di bordo che assisterà i treni con la frenata, oltre a fornire un sistema di pulizia delle rotaie separato.
Usando una soluzione criogenica, o ghiaccio secco come è più comunemente noto, questo approccio supererà i problemi relativi all'applicazione della sabbia poiché non ci sono residui, il che significa che le particelle non causano danni alla ruota o al materiale della rotaia. Per scopi di pulizia in particolare, l'uso del ghiaccio secco eliminerà anche i problemi di capacità sui treni poiché non sarebbero necessari grandi serbatoi d'acqua per la pulizia. Ciò significa che i tratti di binario più lunghi possono essere puliti dall'approccio del ghiaccio secco e il sistema potrebbe persino essere incorporato nei treni passeggeri, rendendolo un'opzione più efficiente.
Nell'ambito del progetto, nell'autunno 2018 il ghiaccio secco è stato testato per l'uso come detergente per la testata ferroviaria su una linea merci a basso traffico, ed è in fase di sperimentazione durante l'autunno 2019 su una selezione di siti in tutto il Regno Unito. Network Rail è interessato a vedere i risultati della sperimentazione.
Il progetto è stato sostenuto da Arriva Rail North, che hanno fornito una sovvenzione dal proprio Fondo per l'innovazione. Questo ha dato il via alle prove in pista durante l'autunno 2018 e l'operatore ferroviario ha promosso il progetto all'interno del più ampio settore ferroviario. Il risultato è stato un ulteriore sostegno finanziario che ha consentito di effettuare ulteriori prove su un numero selezionato di linee passeggeri durante l'autunno 2019.
Ha anche ricevuto interesse da Supertram a Sheffield.
