Cinquantamila.it La storia raccontata da Giorgio Dell'Arti

Controllare lo stato di salute delle ferrovie italiane, correndo sui binari a 200 chilometri all’ora. è questo il biglietto da visita di Archimede, il nuovo treno diagnostico di RFI (Rete Ferroviaria Italiana, la società che cura le infrastrutture delle Fs) appena entrato in servizio. Per evitare che si ripetano pagine tragiche come quella del 20 luglio scorso, quando l’Espresso 1932 deragliò a Rometta Marea (Messina), causando 8 morti e 47 feriti. Nonostante il clamore suscitato dai disastri sulle rotaie, la ferrovia è comunque il mezzo di trasporto più sicuro: nel 2001 si sono registrati 26 tra morti e feriti sui binari (compresi quanti hanno attraversato passaggi a livelli chiusi); mentre sulle strade sono morte 6mila persone, cui si aggiungono 300mila feriti. Archimede è costato 19,5 milioni di e tra progetto e materiale rotabile: dovrà testare binari, percorsi da 500 milioni di passeggeri e 100 milioni di tonnellate di merci ogni anno. Una sollecitazione enorme per le strade d’acciaio, per di più sottoposte all’espansione termica che le fa allungare d’estate e accorciare d’inverno. Archimede, composto da cinque carrozze più la locomotiva, è un treno «misure» poiché misura le condizioni dei vari componenti della rete rilevando, in corsa, 119 parametri contemporaneamente: un primato europeo. Il tutto grazie a 24 laser, 43 sensori ottici (15 sono videocamere), 47 accelerometri. Questa massa d’informazioni corre sulla rete di computer del treno collegati da un anello di fibra ottica e 5 km di cavi funzionanti con la tecnologia Sonet/Sdh, lo stadio più avanzato dei sistemi di trasmissione dati. Le misure rilevate e le immagini riprese dalle telecamere viaggiano alla velocità di 2.500 Mbit al secondo (143 milioni di volte più veloci dei comuni modem) verso i 57 calcolatori di bordo che elaborano le informazioni al ritmo di 30 gigabit al secondo, pari all’intero hard disk di un computer di ultima generazione. Archimede rileva 3 gigabit di dati ogni 100 km: le informazioni immagazzinate sono di volta in volta scaricate in una stazione attrezzata e inviate via radio al Centro diagnostico nazionale RFI di Roma. Archimede è spinto da una locomotiva E 402 B con 4 motori che sviluppano una potenza di 6 Megawatt, pari a 8.150 CV. Oltre a essere la motrice più pesante d’Italia (l’ideale per testare la tenuta delle infrastrutture in condizioni estreme), è bitensione: funziona infatti sia con l’alimentazione a 3 kV a corrente continua (in uso sulla rete storica di RFI), sia con quella a 25 kV alternata, che sarà impiegata sulle linee della rete Alta Velocità. A CENTO METRI DAL MOTORE A prima vista, Archimede sembra un comunissimo treno. Quattro carrozze al centro, una locomotiva e una semipilota, cioè una carrozza con cabina di guida ma senza motori. La semipilota è posta in testa, mentre la motrice spinge il treno dalla coda. Una scelta non casuale: visto che Archimede indaga lo stato delle linee aeree (che forniscono l’energia ai treni elettrici), se in testa ci fosse la motrice questa toccherebbe i cavi col pantografo, quella specie di soffietto a forma di rombo che si alza quando il treno si mette in moto. I sensori sarebbero quindi disturbati dalle vibrazioni trasmesse alla linea. Nel treno Archimede, invece, i pantografi sono a oltre cento metri – e cinque vagoni - di distanza dai sensori, posti in testa, che rilevano la geometria della rete. Anche sulla motrice ci sono sensori per lo stato della linea aerea, ma ne rilevano, appunto, l’assetto disturbato dal contatto con la motrice. Tra questi disturbi ci sono gli archi elettrici, gli scintillii prodotti quando il pantografo si stacca dal cavo: sono indice di un’anomala usura dei componenti. Oltre tutto, avendo due cabine di pilotaggio – una in testa e una in coda – il treno può viaggiare in ambo i sensi di marcia. Nella semipilota di Archimede c’è una sala multimediale con un tavolo e dodici postazioni per i tecnici. Su due maxi schermi sono proiettati i dati e i grafici delle misure che il treno effettua in corsa, oltre alle immagini riprese dalle telecamere, per confrontare dati strumentali e riprese video contemporaneamente. Nella semipilota ci sono anche i sistemi che verificano lo stato degli impianti di sicurezza posti lungo la linea. Le ferrovie italiane applicano il metodo fail-safe: se in un’apparecchiatura si verifica un guasto, il sistema arresta la circolazione ferroviaria. Per evitare che due treni si scontrino, sulle linee principali è utilizzato il blocco automatico a correnti codificate: fra le rotaie c’è una certa tensione elettrica, rilevata da un sistema a relais posti a determinati intervalli. Quando un treno passa sul binario, interrompe la trasmissione, poiché il metallo degli assi del treno crea un cortocircuito fra le rotaie. Se il sistema rileva l’interruzione di corrente, ritiene che in quel segmento di binari stia passando un treno, e allora - anche se non è certo che il treno ci sia davvero - blocca la rete. Possono verificarsi falsi allarmi, ma in compenso si mantiene alta la sicurezza. laSER, SPECCHI E TELECAMERE Si nota subito, sul tetto della seconda carrozza, una torretta vetrata: consente ai tecnici di ispezionare la linea aerea a occhio nudo. Questa carrozza, infatti, contiene tutti i sistemi di controllo degli impianti elettrici per rilevare la geometria della linea (verificando che sia ben tesa e parallela ai binari), il grado d’usura del filo (che a costante contatto con il pantografo si consuma) e il suo diametro. Un sistema costituito da laser, specchi e telecamere legge tutte queste misure a distanza, senza bisogno di contatto fisico. Le eventuali anomalie vengono segnalate indicando l’esatta posizione dell’anomalia lungo la linea, con un’approssimazione di soli 5 centimetri. Anche se la carrozza non ha motori, sul tetto ci sono due pantografi per rilevare i dati fisici della linea, come la temperatura sviluppata dall’attrito tra pantografo e filo. Nella carrozza ci sono anche le apparecchiature di controllo delle reti di telecomunicazione cellulari: Gsm, Gsm-R (una rete dedicata alle ferrovie) e il vecchio Etacs. Le Ferrovie usano queste reti per le comunicazioni di servizio, ma anche per segnalare alle società telefoniche le eventuali zone prive di campo. Quando Archimede rileva un’anomalia, il supervisore al lavoro sul treno invia agli addetti di RFI un fax, segnalando il punto in cui l’ha rilevata, e allegando una fotografia. VIBRAZIONI SOTTO CONTROLLo Sotto il terzo vagone, che ospita anche i letti e le docce per il personale, sono appesi i sistemi di rilevazione del profilo e dell’usura della rotaia e della geometria del binario, verificando che le due rotaie rimangano parallele, alla stessa distanza e sullo stesso piano. Il sensore che misura l’usura della rotaia e la regolarità della sua superficie (alterata dal formarsi di ondulazioni sul metallo, le marezzature), ha un margine d’approssimazione inferiore al decimo di millimetro. Oltre a ragioni di sicurezza, queste misurazioni servono anche ad aumentare il comfort del viaggiatore: le accelerazioni causate dal rotolamento della ruota sulle rotaie si propagano al corpo della carrozza, e i passeggeri le avvertono come vibrazioni. Per misurare le variazioni dell’accelerazione, nella terza carrozza sono piazzati degli accelerometri. Quelli sugli assi dei carrelli misurano le accelerazioni alla ruota, quelli in cassa invece le rilevano all’interno del vagone, così come le percepisce il passeggero. Queste apparecchiature sono piazzate sui carrelli e sotto il pianale: i sensori ai mozzi delle ruote non possono essere collegati al sistema con dei cavi, e perciò per la trasmissione dei dati si usa la telemetria a radio-frequenza. Durante la marcia si producono rollii e beccheggi, parzialmente assorbiti dagli ammortizzatori: i sensori di Archimede verificano che siano ridotti al minimo. Infine viene anche misurata la marezzatura, ovvero il consumo ondulatorio della superficie di rotolamento delle rotaie. PIù MASSA PER FRENARE La quarta e quinta carrozza sono due bagagliai che ospitano le officine di manutenzione del treno. Per verificare il corretto funzionamento di Archimede, inoltre, questi vagoni ospitano anche l’unità diagnostica di sistema. Ma il loro scopo principale è di aumentare la massa frenante del treno: un convoglio lanciato a 200 km/h, la velocità di Archimede, ha bisogno infatti di ben 4 km per fermarsi; se corresse la sola motrice, la velocità massima che potrebbe toccare per la sua capacità frenante sarebbe di soli 80 km/h. Ma correre è importante: maggiore velocità significa maggiore quantità di misurazioni e minore occupazione delle linee. E più sicurezza per chi viaggia. Roberto Antonini

ROBERTO ANTONINI