Di che tipo di materiale sono fatte le ruote ferroviarie?

Le ruote ferroviarie sono di solito fatte in un unico pezzo di acciaio al manganese o di acciaio al cromo molibdeno, entrambe leghe con una grande resistenza all'usura, durezza e duttilità. Un valore usuale di resistenza alla trazione per le leghe di acciaio utilizzate nelle ruote ferroviarie è di 90 kg/mm². Queste ruote monoblocco sono prima tagliate da un blocco di acciaio rotondo, formate a caldo a più di 1000 °C in presse speciali, laminate in attrezzature specifiche per la laminazione delle ruote in acciaio e infine sottoposte a un trattamento termico per assicurare una finitura superficiale con le caratteristiche desiderate di attrito e durata[1].

Le vecchie ruote ferroviarie erano costruite in due pezzi: uno centrale e un pneumatico sostituibile in acciaio, accuratamente lavorato in modo che il suo diametro interno fosse leggermente inferiore al diametro esterno del nucleo della ruota. I pneumatici venivano sottoposti a dilatazione termica per allentarli e sostituirli; tuttavia, questa procedura, pur essendo vantaggiosa per la durata dell'insieme - i nuclei delle ruote erano essenzialmente per sempre, mentre i pneumatici venivano sostituiti come indicato dalla loro usura - introduceva la possibilità di problemi di fatica del metallo difficili da rilevare nei pneumatici, causando potenzialmente guasti alle ruote e quindi deragliamenti.

Nei sistemi ferroviari come i tram, dove le sollecitazioni meccaniche delle ruote sono minori (in peso e velocità) e dove un extra di funzionamento silenzioso può essere vantaggioso, le ruote possono comprendere più pezzi: in particolare, un nucleo della ruota in acciaio, un pneumatico esterno in acciaio e un anello intermedio di gomma ammortizzante. Questo design di ruota, chiamato ruota resiliente, è stato alla fine responsabile del disastro ferroviario di Eschede[2], dove un treno tedesco ICE ad alta velocità deragliò a causa del cedimento strutturale di un pneumatico della ruota, schiantandosi contro un ponte ferroviario, uccidendo 101 persone e ferendone altre cento, nel giugno 1998. Le ruote resilienti furono messe in uso dalla Deutsche Bundesbahn per combattere i problemi di vibrazioni, ma non furono sufficientemente testate per la loro capacità di resistere alle forze del funzionamento quotidiano ad alta velocità.

Note