In che modo la barriera di sicurezza ferroviaria previene gli incidenti?

Ruolo protettivo principale delle barriere di sicurezza ferroviarie

Lungo le linee ferroviarie, viene utilizzato un tipo di guardrail che mantiene il treno sui binari in caso di improvvisa variazione di direzione o se un’automobile transita sui binari. Se un treno dovesse urtare la fine dei binari, i grandi guardrail che racchiudono i binari e i bordi dei cerchioni delle ruote del treno nel momento in cui quest’ultimo tenta di deragliare diventano un punto di applicazione della forza che lo mantiene sul binario critico. In assenza di tali guardrail, il treno salirebbe sui binari, provocandone il deragliamento. Forze esterne che spingono il treno lateralmente ne causano il rientro sui binari. Fondamentalmente, la forza agente sui binari è verticale, mentre le forze laterali che potrebbero causare deragliamenti sono assorbite dai guardrail. I guardrail di contenimento installati in punti critici, quali incroci, ponti e passaggi a livello, rappresentano la differenza tra un semplice deragliamento e un pericolo per la vita dei passeggeri a bordo del treno o per le persone e le merci trasportate sulla strada.

Come le minacce laterali ai passaggi a livello vengono mitigate dai guardrail ferroviari

Quando automobili o autocarri invadono i binari ferroviari, è molto probabile che si verifichino incidenti di collisione tra treno e veicolo. Tuttavia, i guardrail ferroviari installati ai passaggi stradali su ferro riducono la probabilità di collisioni e incidenti assorbendo e deviando l’impatto derivante da tali collisioni. A tal fine, i guardrail ferroviari forniscono componenti di un sistema di deflessione e controllo dell’impatto, progettati per guidare e reindirizzare gli eventi di collisione ai passaggi a livello. Inoltre, la funzionalità di controllo e guida dei guardrail contribuisce a prevenire deragliamenti laterali del treno. Oltre a salvare vite umane e a ridurre significativamente i costi per la comunità, i guardrail proteggono i sistemi di controllo dei passaggi a livello e dei deragliamenti, nonché le attrezzature della linea ferroviaria. Durante la fase di costruzione, la posizione dei guardrail viene determinata al fine di garantire una protezione ottimale contro l’invadenza dei veicoli.

Guida delle ruote in caso di collisione: reindirizzamento del movimento fuori dai binari

Durante una collisione laterale, una barriera può svolgere diverse funzioni:

Contenimento delle flange: trattengono le flange delle ruote, impedendo lo spostamento laterale.

Ridirezione della forza d'impatto: le superfici di impatto obliquo deviano la quantità di moto laterale in movimento longitudinale lungo il binario.

Prevenzione dell'arrampicata della ruota: le loro altezze specifiche impediscono alla ruota di salire oltre il binario.

Questo sistema di contenimento integrato può mantenere l'allineamento ruota-binario anche in presenza di forze laterali elevate. I dati della FRA indicano che i passaggi a livello dotati di barriere presentano il 74 percento in più di deragliamenti rispetto a quelli privi di barriere. Ciò dimostra come la progettazione delle barriere ferroviarie riduca i deragliamenti a un evento limitato.

Progettazione mirata della barriera ferroviaria su infrastrutture a rischio

Le barriere di sicurezza ferroviarie sono installate esclusivamente nelle zone in cui il rischio di deragliamento è elevato, mai secondo un criterio casuale; pertanto, vengono prioritariamente previste sulle tratte curve. Ciò avviene perché la forza centrifuga spinge il rotabile verso l’esterno, aumentando la pressione di contatto tra il bordino della ruota e riducendo l’aderenza. In presenza di una spinta laterale elevata, il rischio di deragliamento aumenta in modo significativo.

Posizionamento basato sulla fisica: gestione della forza centrifuga e del contatto con il bordino

La costruzione del binario interno sulle curve prevede l’installazione di barriere di sicurezza. L’interasse tra le rotaie è ridotto ed è generalmente compreso tra 6 e 12 pollici rispetto al binario di corsa; tale distanza è progettata in funzione della classe della linea ferroviaria, della velocità di esercizio, della geometria del rotabile e di altri fattori. Questo interasse ridotto consente di:

Interceptare i bordini delle ruote prima che avvenga il deragliamento

Minimizzare lo spostamento laterale per ridurre il fenomeno di arrampicamento del bordino

Ricentrare delicatamente la ruota sul binario di corsa

La barriera di sicurezza è progettata con una determinata rigidità e inclinazione per stabilizzare e assorbire l’energia cinetica durante il contatto con la barriera stessa, evitando così che il contatto causi una decelerazione improvvisa o un cedimento strutturale. Lo stesso ragionamento basato sul rischio viene applicato al posizionamento delle barriere di sicurezza su ponti, gallerie e rilevati, a causa del maggiore rischio per la barriera e per l’area circostante, definendo così un’area di sicurezza completa e basata sul rischio.

Barriera di sicurezza ferroviaria vs. rotaia di controllo: un’accoppiata per la sicurezza

Nell'assicurare la sicurezza sulla ferrovia, le rotaie di protezione e le rotaie di controllo svolgono funzioni diverse. Le rotaie di protezione sono installate sul bordo interno delle rotaie su ponti e passaggi a livello, ossia nelle aree più soggette ad incidenti. La loro funzione principale è contenere un deragliamento: quando una ruota del treno esce dalla rotaia, la rotaia di protezione ne guida e devia il movimento verso l’esterno della rotaia, assorbendo parte dell’impatto. Le rotaie di controllo svolgono invece una funzione opposta. Esse vengono installate sul bordo interno della rotaia in corrispondenza delle curve e gestiscono attivamente l’effetto della forza centrifuga «afferrando» i cerchioni delle ruote, mantenendole così all’interno delle rotaie e correttamente allineate durante la curva. Questo funzionamento si distingue da quello delle rotaie di protezione, che in alcuni casi devono svolgere la propria funzione senza essere percepibili. Le rotaie di protezione vengono utilizzate nelle aree in cui le conseguenze di un eventuale guasto sarebbero le più gravi. Al contrario, la presenza delle rotaie di controllo è più diffusa nelle zone in cui le rotaie richiedono manutenzione ordinaria.

Guardrail ferroviario di sicurezza

Funzione principale: deviare le ruote deragliate; prevenire il sollevamento della ruota in corrispondenza delle curve

Attivazione: contenimento post-deragliamento; prevenzione pre-deragliamento

Installazione principale: ponti, passaggi a livello; curve accentuate (deficienza di sopraelevazione >2°)

Azione meccanica: assorbe l’energia d’urto laterale; limita dinamicamente lo spazio tra bordini

Domande frequenti

Qual è la funzione principale dei guardrail ferroviari?

La funzione principale dei guardrail ferroviari è deviare le forze laterali coinvolte in casi di deragliamento o collisione durante eventi critici che interessano infrastrutture quali curve, deviatoi e passaggi a livello.

Dove vengono installati prevalentemente i guardrail ferroviari?

I guardrail ferroviari vengono installati in punti ad alto rischio di deragliamento, come curve accentuate, ponti, gallerie e passaggi a livello, soggetti a forze esterne quali la forza centrifuga o intrusioni di veicoli.

In che modo i guardrail ferroviari differiscono dai rail di controllo?

Le recinzioni di protezione per rotaie sono progettate per gestire i deragliamenti deviando le ruote e assorbendo l'energia d'impatto laterale. Le rotaie di guida, invece, sono progettate per mantenere le ruote allineate e correttamente posizionate durante le curve strette.