La lubrificazione per l’industria ferroviaria sul binario giusto
Una squadra di ricercatori sta sviluppando un sensore ultrasonico per i treni in grado di rilevare la presenza di una forma di lubrificazione fondamentale tra le ruote e le rotaie. L’iniziativa è parte del progetto PIVOT2, finanziato dall’UE, il quale si propone di sviluppare tecnologie che migliorino l’affidabilità operativa dei treni.
Perché la lubrificazione dei binari è così importante?
«Al di fuori del settore ferroviario, pochi sanno che nei binari curvi viene utilizzato uno speciale tipo di grasso, applicato tra la ruota e la rotaia», afferma il prof. Paul Allen dell’Istituto di ricerca ferroviaria (IRR, Institute of Railway Research) dell’Università di Huddersfield in un articolo pubblicato sul sito web «The Engineer». «Il lubrificante viene applicato per ridurre sia l’usura sia il rischio di deragliamento, poiché in alcune circostanze la ruota può spostarsi sopra il profilo del fungo della rotaia», spiega Allen. L’importante ricercatore in ambito ferroviario ha sviluppato il concetto di un sensore ultrasonico integrato nella ruota del treno pochi anni prima che l’IRR avviasse l’iniziativa con Network Rail (NR), società con sede in Regno Unito e partner del progetto PIVOT2. Attualmente, lungo le ferrovie del Regno Unito vengono utilizzati semplici dispositivi meccanici o elettromeccanici per applicare il lubrificante in centinaia di punti. Questi dispositivi possono tuttavia essere soggetti a guasti e il lubrificante nei serbatoi può terminare durante il lavoro. Inoltre, attualmente NR si avvale di ispezioni manuali per verificare la presenza o l’assenza di lubrificante in tutta la rete ferroviaria. «L’ispezione manuale è dispendiosa in termini di tempo e richiede la presenza di personale lungo i binari. Network Rail sta quindi lavorando per ridurre l’uso di questa pratica per motivi di sicurezza. Inoltre, il risultato di questo tipo di ispezioni può essere soggettivo, poiché si basa su approssimazioni relativamente semplici di questa tecnica», osserva il prof. Allen in un’intervista pubblicata su «AZoSensors». Grazie all’ottenimento di informazioni in tempo reale sui livelli di lubrificazione con l’aiuto dei sensori a ultrasuoni, Network Rail potrà superare gli svantaggi dell’ispezione manuale, riducendo pertanto i costi di manutenzione e migliorando la sicurezza ferroviaria.
Come funziona il sensore ultrasonico
Nell’intervista, il prof. Allena spiega: «Il sensore ultrasonico contiene un trasmettitore e un ricevitore. Gli ultrasuoni emessi passano attraverso il bordino della ruota fino a raggiungere l’angolo dello scartamento, dove viene applicato il lubrificante.» Il sensore si basa sul principio di tempo di volo, per cui la distanza tra un sensore e un oggetto è misurata in base al tempo che intercorre tra l’emissione del segnale e il suo ritorno al sensore, dopo essere stato riflesso dall’oggetto. «Il sensore rileva e analizza microscopiche differenze nel tempo di volo dei segnali riflessi, così da distinguere una rotaia secca (non lubrificata) da una ben lubrificata; il sistema può anche distinguere tra lubrificante e acqua, un requisito essenziale per le prestazioni!», osserva il prof. Allen. I ricercatori svolgeranno prove sperimentali in condizioni reali, con carichi per asse fino a 25 t e un obiettivo di velocità operativa di 200 km/h. Come osservato su «The Engineer» da James Lineton, ingegnere senior di Network Rail, il sensore «ha le potenzialità per trasformare completamente la gestione delle infrastrutture ferroviarie in tutto il mondo.» Il progetto PIVOT2 (Performance Improvement for Vehicles on Track 2) terminerà a marzo 2023. Per maggiori informazioni, consultare: progetto PIVOT2
Parole chiave
PIVOT2, sensore, sensore ultrasonico, rotaia, ferrovia, rotaie, lubrificazione, lubrificante
