Valutazione comparativa del comportamento dinamico di veicoli ferrotranviari su diverse tipologie di profili ruota e rotaia mediante simulazioni multibody = Comparative analysis of the dynamic behavior of light-rail vehicles on different types of wheel and rail profiles by means of multibody simulations

L’argomento veicoli a rotaia è una tematica che oggi più che mai ricopre un ruolo fondamentale all’interno del trasporto pubblico e di merci. Fondamentale perché riesce a far coesistere in sé tutte quelle tematiche che giorno dopo giorno assumono un ruolo sempre più imprescindibile all’interno della nostra società: economicamente sostenibile, basso impatto ambientale. Nei costi dei veicoli a rotaia, infatti, la percentuale ricoperta dalle spese di approvvigionamento energia, è in assoluto la più bassa se comparata con gli altri tipi di veicoli. Lo stesso vale per i consumi e le emissioni che, come sappiamo, hanno un forte impatto ambientale e saranno soggetti a limiti sempre più stringenti da qui in futuro. Proprio il tram, la cui storia è ancora più antica rispetto a quella dell’automobile (anno 1775 contro 1886), incarna ancora oggi un ruolo che non si è mai pensato di scalfire in termini di utilità. In tutte le più grandi città italiane e non solo, infatti, sono presenti veicoli tramviari atti a trasportare una notevole quantità di passeggeri, e va detto, alcuni di questi risalgono ancora agli anni ’80 (a riprova di quanto l’ottima manutenibilità e i consumi modesti permettano a veicoli così datati di circolare ancora). Proprio in virtù di ciò, nonché dell’altissimo interessamento da parte delle maggiori aziende in campo ferroviario di uno sviluppo di tram sempre più al passo con i tempi, si è pensato di analizzare il comportamento di un veicolo tramviario in funzione di uno dei suoi elementi fondanti: l’accoppiamento tra profilo ruota e profilo rotaia. La tesi si prefigge quindi di analizzare con spirito critico le enormi potenzialità che questo veicolo porta in sé, tenendo conto anche dei limiti che non sono di poco conto. Gli spazi, talvolta angusti, in cui questa tipologia di veicoli deve circolare (come, ad esempio centri storici che non devono subire variazioni urbanistiche che possono implicare curve molto strette al veicolo) possono portare a una forte usura dei profili. Il veicolo tramviario più moderno per lo più elettrico, nasce come mono cassa (ovvero un’unica carrozza con all’interno anche il locale guida e i vari motori). In questo trattato, come si potrà notare nel seguito, il veicolo è articolato: sono presenti due casse collegate vicendevolmente. Ciò è dovuto al fatto di volere ottenere una rappresentazione il più realistica possibile, in quanto ormai ben pochi veicoli sono mono cassa, nonché la produzione attuale è ormai orientata ai veicoli articolati: la migrazione dalle campagne agli agglomerati urbani ha richiesto un ammodernamento anche del parco mezzi di cui si disponeva. L’analisi dell’accoppiamento di una serie di profili ruota incrociati con una serie di profili rotaia avverrà sulla base di alcuni, ma molto importanti, parametri dinamici (ovvero quelli di maggiore importanza nell’ambito ferroviario). Per ciascuna coppia di profili ruota-rotaia, i parametri dinamici considerati sono quelli definiti nella normativa EN 14363: ciò comporta quindi un adeguamento su quelle che sono le strategie che verranno utilizzate nel trattamento dei dati. Gli output che descrivono il comportamento del sistema sono tutti relativi “alla buona condotta” che il veicolo deve mantenere per tutta la durata della marcia e che sono legati alle due grandezze portanti con cui ci si rapporta quando si progetta qualcosa: sicurezza e sostenibilità economica. Saranno quindi parametri legati alle possibilità di svio del veicolo, relativi all’usura ma anche alla stabilità di marcia.