L'innovativo sistema per la pesa dinamica ferroviaria, sviluppato da Generale Costruzioni Ferroviarie con La Sapienza e Politecnico di Milano, ha suscitato grande interesse all’Innotrans di Berlino. Il sistema dinamico per la misurazione dei carichi del binario ferroviario, messo a punto dal Dipartimento di Ricerca e Sviluppo di GCF con la collaborazione dell’Università La Sapienza di Roma e d il Politecnico di Milano, è stato apprezzato per le sue caratteristiche di precisione e affidabilità ma, soprattutto, di leggerezza, versatilità, semplicità di installazione.
Basato su una rete di 10-12 sensori ottici magneticamente ancorati alla rotaia esistente, l’innovativo sistema di pesa dei carichi ferroviari è di gran lunga meno oneroso e invasivo rispetto ai sistemi tradizionali – sostanzialmente basati sulla sostituzione integrale di un tratto di binario con traverse e rotaie adeguatamente predisposte allo scopo – in quanto può essere installato ovunque in una mezz’ora.
Un vantaggio competitivo quantificabile in termini di risparmio e di non secondaria importanza per i gestori della rete o le società di trasporto merci per le quali la pesa dei convogli risulta essere una necessità irrinunciabile, sia per motivi commerciali, che normativi, che di tutela della sicurezza dell'infrastruttura e del traffico.
Ma l’interesse per il Dynamic Weighting System non si esaurisce nelle sue qualità di praticità. Non da meno sono le doti di precisione e affidabilità.
“La tecnologia fotonica su cui si basa – spiega Elisa Duca del Dipartimento R&S di Generale Costruzioni Ferroviarie – è in grado di garantire la massima affidabilità delle misurazioni con una risoluzione di circa 0,7 micrometri nella misura della lunghezza della rotaia sul punto di passaggio della ruota, una frequenza di campionamento che può arrivare fino a 1000 campioni al secondo e una risoluzione nella misura del carico di 100 chilogrammi.”
I vantaggi competitivi del Dynamic Weighting System
Di particolare pregio il fatto che i sensori ottici non necessitano di alimentazione elettrica periferica e, pertanto, siano immuni dalle interferenze elettromagnetiche; allo stesso modo è apprezzabile la loro indipendenza dallo stato di polarizzazione della luce, una delle principali cause di distorsione alla fonte del segnale in ambienti sollecitati da vibrazioni.
L’intera rete di sensori è collegata in fibra ottica con un dispositivo di raccolta dati che può distare anche 30 chilometri e, grazie ai particolari connettori ad alte prestazioni progettati per resistere ad ambienti estremi (gli stessi usati per le missioni su Marte), può trasmettere senza perdita una gran quantità di dati.
Una volta installato e tarato in loco attraverso il passaggio di convogli dal peso noto, il sistema di pesa, interrogato continuamente da un software messo a punto da GCF, riconosce il passaggio del treno e apre una finestra di acquisizione e trasmissione in tempo reale dei dati al centro di elaborazione che li analizza e li immagazzina in un database.
“L’Università La Sapienza di Roma – continua Duca – ha collaborato allo sviluppo del sistema fornendo il modello analitico teorico che sta alla base della trasposizione in algoritmo delle complesse equazioni che governano la dinamica della rotaia sottoposta a carichi viaggianti. Inoltre, sul piano della machine learning, abbiamo potuto contare sulla collaborazione del Politecnico di Milano che ha provveduto all’ottimizzazione del calcolo.”
Grazie al sistema di pesa è possibile riscontrare con margini di errore contenuti entro il 2% eventuali scostamenti di peso nei convogli in transito e anche, in seconda battuta, verificare eventuali variazioni che riguardano non il treno ma l’armamento. In questo modo il sistema stesso può fungere da alert per segnalare la necessità di attività di manutenzione del binario.
“È un risultato indiretto – sottolinea Elisa Duca – ma, comunque, importante. Del resto la realizzazione di questo sistema di pesa dinamica ha costituito per il Dipartimento R&S di GCF una sorta di banco di prova che, per certi versi più semplice di altri settori di applicazione, ha permesso di affrontare e risolvere alcune questioni fondamentali inerenti l’architettura di comunicazione, la raccolta e l’elaborazione dei dati. Con questo bagaglio stiamo già affrontando la sfida di sistemi diagnostici più complessi basati su analoghe tecnologie.”
