Il servizio ferroviario del Regno Unito è stato colpito da diffusi ritardi dei treni e alti livelli di cancellazioni durante l'ondata di caldo. L'intera linea della costa orientale tra Edimburgo e Londra è stata chiusa per ore il 20 luglio a causa del caldo.

Allora perché l'ondata di caldo sta causando così tanto scompiglio sulle linee ferroviarie? Come la maggior parte dei materiali da costruzione, l'acciaio, di cui sono fatte le rotaie, si espande quando la temperatura dell'aria aumenta. Quando questo movimento è trattenuto dall'ancoraggio, che tiene in posizione la rotaia e la traversina (i supporti rettangolari per le rotaie), le sollecitazioni interne si accumulano e la compressione piega o piega la rotaia.

Questa deformazione può causare una leggera piega o attorcigliamento di un lungo pezzo di acciaio, come una guida d'acciaio. I treni non possono viaggiare su linee ferroviarie con nodi. Negli Stati Uniti, i nodi causati dal sole hanno causato oltre 2.100 deragliamenti di treni negli ultimi 40 anni, equivalenti a circa 50 deragliamenti all'anno.

Quando la temperatura dell'aria raggiunge i 30°C, le rotaie al sole possono raggiungere i 50°C. Nel Regno Unito viene imposta una limitazione di velocità temporanea quando le rotaie raggiungono questa temperatura perché i treni esercitano una pressione minore sulle rotaie quando rallentano. Alcune squadre di manutenzione ferroviaria dipingono le rotaie di bianco per rinfrescarle in estate. Secondo Network Rail, questo può ridurre la temperatura del binario di 5°C, fino a 10°C. I lavoratori di Network Rail hanno iniziato a dipingere le linee ferroviarie diversi giorni prima dell'ondata di caldo di luglio.

I moderni sistemi ferroviari stanno migliorando nel tenere le rotaie in posizione. La maggior parte dei binari è costituita da lunghi pezzi di rotaia che vengono allungati e saldati insieme, il che aiuta a tenerli in posizione. Ciò riduce la possibilità di deformazione. Quando un binario è composto da brevi binari imbullonati insieme, Network Rail lascia piccoli spazi tra ciascuno per consentire l'espansione nella stagione calda.

I treni elettrici sono spesso alimentati da cavi aerei che possono anche essere danneggiati dal caldo. Il calore può far espandere e abbassare i fili. Troppo abbassamento romperà l'attrezzatura della linea aerea. Un sistema di pulegge mantiene tesi i cavi aerei e può compensare l'abbassamento.

Come se la cavano le altre nazioni

Con l'aumento delle temperature a livelli senza precedenti, anche le linee ferroviarie spagnole, che in genere resistono bene al caldo, stanno cedendo e i servizi vengono cancellati.

Le rotaie di saldatura continue, utilizzate come standard in tutto il mondo, compreso il Regno Unito, sono ottimizzate per aggirare una determinata "temperatura senza stress" (SFT). Maggiore è questa temperatura, più calde possono diventare le rotaie senza deformarsi.

Nel Regno Unito, la SFT è di 27°C, la tradizionale temperatura media estiva del treno. Negli Stati Uniti, i valori standard variano tra 35°C e 43°C.

Se l'SFT del Regno Unito fosse più alto, le ferrovie potrebbero operare con tempo più caldo perché le rotaie non si espanderebbero così tanto a temperature più elevate. Ma se i binari sono realizzati per un SFT troppo alto, non saranno in grado di far fronte alle temperature più fredde che sperimentano in inverno. Ciò creerebbe enormi sollecitazioni e le rotaie potrebbero staccarsi dal loro ancoraggio.

Le ferrovie di alcuni paesi sono in grado di far fronte a variazioni di temperatura così elevate utilizzando lastre di cemento solido per contenere le forze maggiori create. Ma l'installazione di binari a lastre costa circa quattro volte di più rispetto a un binario zavorrato standard.

Il cambiamento climatico significa che le ferrovie di molti paesi raggiungeranno più spesso temperature per le quali non sono state progettate per far fronte, minacciando il trasporto pubblico su una scala mai vista prima. Abbiamo appena visto la temperatura più alta mai registrata nel Regno Unito a 40,3°C, ben al di sopra del precedente massimo giornaliero di 38,7°C nel 2019.

Durante la costruzione della HS2, la nuova ferrovia ad alta velocità in costruzione tra Londra, Manchester e Leeds, ponti e cavi aerei sono stati dotati di sensori per raccogliere dati sul tempo, inclusa la temperatura dell'aria. Questi dati verranno utilizzati per creare i gemelli digitali di HS2, consentendo un nuovo tipo di manutenzione in grado di prevedere temperature elevate e altri tipi di condizioni meteorologiche dirompenti.

Un gemello digitale è una rappresentazione digitale della rete ferroviaria. This would allow engineers to simulate future scenarios for the UK rail network and predict what might happen if high temperatures are forecast, and be able to take preventative action in advance. This could be one way to prevent some of the huge cancelations seen in the recent UK heatwave.