Per accelerare l’efficacia della “goccia”, bisogna avere una pressione dell’acqua adeguatamente elevata – come ad esempio nell’ambito del taglio a getto d’acqua. Con questa tecnologia di taglio, viene utilizzato un getto fine di acqua (spessore inferiore al millimetro) che, con grande pressione (fino a 5.000 bar) e con elevata velocità (fino a 1.000 m/s velocità in uscita dall’ugello), serve a tagliare vari materiali (tra gli altri l’acciaio con spessori di fino a 50 mm).

RailRestore – Gli inizi

Ispirati da questa tecnica, dodici anni fa, un gruppo di esperti olandesi si sono accinti a sperimentare con l’idea della lavorazione delle rotaie per mezzo della tecnologia a getto d'acqua. Dopo approfondite ricerche, si sono potuti dedurre due scenari di applicazione nell’ambito della lavorazione delle rotaie: la pulizia della superficie delle rotaie e la riprofilatura delle rotaie stesse. Queste idee sono state successivamente elaborate e perfezionate nell’arco degli anni, fino ad avviare una partnership di ricerca con un'azienda nel campo della tecnologia a getto d'acqua. Nel 2016 è stata quindi fondata, a Bavel/Paesi Bassi, la società RailRestore. Questa società è, dal 2021, parte della Digital Railway Solutions AG (DRS), un’azienda del gruppo Plasser.

La pulizia delle rotaie

Una superficie di rotaia contaminata può avere effetti diretti determinanti, ai fini della sicurezza del traffico ferroviario. Per il controllo dei treni, a seconda del sistema ferroviario, vengono utilizzati diversi sistemi di verifica della via che, tramite correnti di cortocircuito, rilevano un veicolo ferroviario in un blocco. Quando la superficie della rotaia è contaminata (ruggine, fogliame, lubrificanti ecc.), le assi di un veicolo non possono generare questo cortocircuito ed il veicolo non viene rilevato. Un’ulteriore funzione di una superficie di rotaia incontaminata è quella di permettere la trazione. In parole povere, si necessita di un sufficiente valore di attrito tra ruota e rotaia per permettere l’accelerazione e frenatura sicura di un treno. Soprattutto nel periodo autunnale il fogliame può formare una strato duro, fortemente aderente alla rotaia, con valori di attrito estremamente bassi. Ma anche un’applicazione troppo forte di lubrificazione della corona della ruota ovvero della fiancata della rotaia può indurre a minori valori di attrito.

Nel campo delle linee tramviarie si hanno già delle soluzioni basanti sulla pulizia ad alta pressione. Il sistema RailRestore si distingue da questi ultimi da una maggiore pressione dell’acqua e l’aggiunta di materiale abrasivo (sabbia, corindone ecc.). In tale modo si può realizzare, pur utilizzando meno acqua, un maggiore rendimento di pulizia, se paragonato a tutti gli altri sistemi disponibili sul mercato. Sulle ferrovie a scartamento ordinario la sfida è data soprattutto dalla rimozione stagionale del fogliame. Anche in questo ambito ci sono vari approcci per risolvere il problema, oltre al sistema di pulizia ad alta pressione, si hanno anche sistemi laser o di pellet di ghiaccio secco. Vengono inoltre utilizzati, per rimuovere lo strato di fogliame, impianti fissi oppure impianti montati sui veicoli. Nessuno di questi sistemi ha finora portato ad una soluzione affidabile.

Un primo prototipo di un sistema di pulizia innovativo per le linee dei tram è stato testato con successo dalla RailRestore, nel 2019, presso un cliente nei Paesi Bassi. Le esperienze fatte hanno quindi portato ad un ulteriore sviluppo del sistema e successivi test nel 2021. Il primo sistema commerciale viene utilizzato dalla fine del 2023 presso la HTM Den Haag. Anche nel 2024 verranno effettuati turni commerciali che verranno sfruttati anche per l’ulteriore sviluppo del sistema. Seguiranno poi anche dimostrazioni presso altri enti di trasporto urbano. A seconda della necessità si ha in progetto, verso la fine del 2024/inizio 2025, di produrre un secondo sistema modulare, idoneo sia per l’uso su di un veicolo bimodale (tram) che per l’installazione su di un veicolo prettamente ferroviario (ferrovia a scartamento ordinario).

Lavorazione delle rotaie

Il tema della lavorazione delle rotaie è ben più complesso della sola pulizia delle rotaie stesse. In questo ambito si dispone già di tecnologie esistenti e consolidate, quali la molatura e la fresatura delle rotaie. I vantaggi della tecnologia con getto d’acqua sono dati dalla lavorazione “a freddo” (senza surriscaldamento del materiale) e nel processo povero di usura (non ci sono “attrezzi” a contatto diretto con il pezzo in lavorazione). Si tratta poi di un processo privo di polvere e di scintille (non si corre pericolo di incendio).

Partendo da un impianto di prova stazionario presso la RailRestore a Bavel, nel 2017 è stato effettuato, con successo, un primo studio di fattibilità sul binario, con un rimorchio prototipo. I risultati ottenuti da questo test pilota hanno portato a miglioramenti della tecnologia ed ulteriori test sull’impianto stazionario di Bavel. Nel Technology Centre della Plasser & Theurer a Purkersdorf si sta realizzando, al momento, un nuovo e migliorato impianto di prova, che andrà in funzione nella seconda metà del 2024. Questo impianto verrà utilizzato per verificare, in condizioni conosciute, la riproducibilità, nonché l’influenza dei singoli parametri sul risultato finale. Questa ampia ricerca di base serve pertanto al successivo sviluppo del prodotto e all'ottimizzazione del sistema.