Binari verniciati di bianco: il rimedio estivo contro il buckling

Se anche voi prendete spesso il treno, avrete notato che d’estate capita di vedere tratte di linea ferroviaria in cui i lati dei binari sono verniciati di bianco. Ma perché ci si prende la briga di ricoprire l’acciaio su cui viaggia il vostro treno? Per capirlo bisogna analizzare la fisica del problema.

La dilatazione termica e il buckling dei binari

La fisica ci insegna che ogni oggetto tende a dilatarsi proporzionalmente all’aumento della sua temperatura e anche i binari non fanno eccezione a questa regola. Infatti, d’estate, quando l’irraggiamento solare raggiunge il suo culmine, i binari possono facilmente arrivare a temperature intorno ai 50/60 °C e di conseguenza subire dilatazioni considerevoli. Inoltre, il passaggio del treno sopra la rotaia, in particolare durante una curva, determina un ulteriore riscaldamento dovuto all’attrito fra le ruote e la rotaia stessa. Non è poi di aiuto il fatto che si sia passati a prediligere rotaie particolarmente lunghe, le cosiddette “rotaie lunghe saldate”, dal momento che la dilatazione è anche proporzionale alla lunghezza del materiale. Per questo, se il progetto del binario non tiene conto di questi effetti termici, si incorre nel rischio di buckling, ossia un disallineamento del binario che può portare a cedimenti dello stesso o deragliamenti con epiloghi potenzialmente tragici.

Pensate che nell’estate del 2019, nel Regno Unito, in seguito ad un’ondata di caldo torrido, si è dovuto ricorrere a interruzioni di servizi e limitazioni alla velocità di percorrenza nelle tratte più sensibili per scongiurare possibili incidenti ferroviari. L’azienda Network Rail, responsabile delle infrastrutture ferroviarie nello UK per conto del governo, ha dovuto motivare la scelta. Per spiegare ai pendolari il perchè di questi disagi ha pubblicato sul suo sito un video informativo che illustra in modo semplice e chiaro le problematiche dovute alle ondate di caldo estive.

“Rimedi e cure” contro il caldo: perché i binari verniciati di bianco?

In realtà, la dilatazione delle rotaie non presenta un problema finché contenuta. Questo perché fra i vari spezzoni di rotaia giuntati viene lasciato uno spazio, detto luce di dilatazione in gergo tecnico, per permetterne l’espansione. In questo modo si riesce così ad evitare il sopraggiungere di eccessivi sforzi di compressione dovuti all’escursione termica estiva. In aggiunta a ciò, le rotaie vengono posate alla temperatura di regolazione, la quale è sostanzialmente la temperatura media che si registra in un determinato luogo, in modo tale da mantenere uno sforzo nella rotaia che sia medio rispetto ai valori di picco registrati in relazione all’escursione termica. Tuttavia, in caso di caldo torrido e assenza di vento, possono essere necessarie misure eccezionali per evitare un eccessivo aumento di temperatura dei binari.

Una possibile soluzione è la copertura dei binari. Questo perché i raggi solari sono formalmente delle onde elettromagnetiche che trasportano energia dal sole verso la superficie della terra. Con binari verniciati di bianco si ottiene una riduzione dell’assorbimento di energia elettromagnetica da parte del materiale che viene irraggiato, in questa maniera si riesce in modo rapido e semplice a ridurre la variazione di temperatura a cui quest’ultimo è sottoposto. Addirittura, alcuni tipi di vernice consentono di abbassare la temperatura dei binari di una decina di gradi centigradi, permettendo così di viaggiare sulla tratta in sicurezza anche ad alte velocità.

Perché binari verniciati di bianco? Pensate ai corpi bianchi come l’opposto dei corpi neri. Infatti è noto che gli oggetti neri assorbano la maggior parte della radiazione elettromagnetica incidente, mentre gli oggetti bianchi, al contrario, tendono a rifletterla. Provate voi stessi d’estate ad indossare una maglia nera o una maglia bianca sotto al sole cocente di mezzogiorno, sentirete la differenza!

Articolo a cura di Axel Baruscotti