I sistemi per garantire l’affidabilità e la sicurezza ferroviaria

Il settore ferroviario è in costante evoluzione grazie all’adozione di tecnologie avanzate, normative stringenti e strategie di manutenzione predittiva volte a garantire la sicurezza e l’efficienza operativa. La sicurezza ferroviaria dipende da molteplici fattori, tra cui l’integrità dell’infrastruttura e del materiale rotabile, la gestione del traffico e del trasporto, nonché la formazione e la preparazione del personale di bordo.

Tra i principali sistemi e pratiche che garantiscono l’affidabilità e la sicurezza ferroviaria rientrano enti di regolamentazione come ANSFISA, sistemi di controllo avanzati come ERTMS e TCMS, e tecniche di manutenzione.

L’Agenzia Nazionale per la Sicurezza delle Ferrovie, delle Infrastrutture Stradali e Autostradali (ANSFISA) è l’ente responsabile della vigilanza e della promozione della sicurezza nelle reti ferroviarie, stradali e autostradali italiane. Evoluzione dell’ANSF, l’Agenzia opera in linea con le direttive del Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti, svolgendo un ruolo chiave nella supervisione tecnica, nella regolamentazione normativa e nel monitoraggio delle infrastrutture.

Tra le principali attività di ANSFISA rientrano:

• Supervisione tecnica: verifica che gestori e operatori ferroviari rispettino le normative europee e adottino procedure sicure.
• Controllo della manutenzione: assicura che veicoli e infrastrutture siano sottoposti a controlli regolari per garantire elevati standard di sicurezza.
• Monitoraggio e innovazione: utilizza tecnologie avanzate e digitalizzazione per migliorare l’efficacia della prevenzione e della pianificazione degli interventi.
• Formazione e cultura della sicurezza: promuove iniziative di sensibilizzazione e aggiornamento professionale per diffondere una cultura della sicurezza più ampia e capillare.

Il sistema ERTMS (European Rail Traffic Management System), introdotto nel precedente articolo, rappresenta una delle innovazioni più significative nella gestione del traffico ferroviario. Sviluppato per standardizzare i sistemi di segnalamento a livello europeo, ERTMS consente una maggiore sicurezza, efficienza e interoperabilità tra le reti ferroviarie dei diversi Paesi. L’adozione di questo standard permette di superare le limitazioni dei sistemi tradizionali, ottimizzando la circolazione e riducendo il rischio di incidenti.

Il sistema ERTMS, inoltre, si basa su due componenti principali:

1. ETCS (European Train Control System): il sistema di controllo che regola la marcia del treno, garantendo il rispetto dei limiti di velocità e intervenendo automaticamente in caso di anomalie.
2. GSM-R (Global System for Mobile Communications – Railway): il sistema di telecomunicazioni che assicura la trasmissione dei dati tra treni e centri di controllo.

L’implementazione di questa architettura garantisce poi una serie di vantaggi, tra cui:

• Riduzione degli errori umani: il sistema monitora in tempo reale la velocità e il rispetto dei segnali, attivando automaticamente la frenata d’emergenza in caso di necessità. Questo riduce il rischio di incidenti dovuti a disattenzioni o errori dei macchinisti.
• Interoperabilità: sul territorio europeo è concepito un unico sistema ferroviario, come se fosse un’unica rete ferroviaria con un solo standard tecnologico e normativo.
• Ottimizzazione del traffico: riduce il rischio di collisioni grazie a una gestione più precisa e automatizzata dei flussi ferroviari.

Un altro sistema fondamentale per la sicurezza ferroviaria è il TCMS (Train Control and Monitoring System). Questo sistema di bordo connette e gestisce in tempo reale i vari sottosistemi del treno, tra cui trazione, freni, porte, aria condizionata e segnalazione, garantendo un funzionamento ottimale e sicuro. Basato su un’architettura di controllo e monitoraggio, il TCMS centralizza tutte le informazioni relative allo stato operativo di tutte le apparecchiature “intelligenti” del treno.

Le principali funzioni di questo sistema includono:

• Monitoraggio: il TCMS verifica costantemente lo stato dei componenti del treno, segnalando eventuali anomalie o guasti.
• Supporto alla manutenzione predittiva: grazie alla diagnosi avanzata, il TCMS individua potenziali problemi prima che si verifichino guasti, permettendo interventi tempestivi e riducendo i tempi di fermo.
• Controllo e ottimizzazione: il sistema regola automaticamente la trazione e altri dispositivi di bordo per ridurre i consumi e migliorare l’efficienza complessiva del treno.

Un aspetto cruciale della sicurezza ferroviaria è rappresentato dalla manutenzione dei veicoli ferroviari, un processo che comprende ispezioni, riparazioni e aggiornamenti tecnici per garantire il perfetto funzionamento dei treni. Esistono due principali tipologie di manutenzione:

• Manutenzione correttiva: interviene a seguito di guasti imprevisti o estemporanei, per ripristinare la funzionalità dei veicoli.
• Manutenzione preventiva: eseguita regolarmente per prevenire guasti. Comprende ispezioni programmate, operazioni di lubrificazione e la sostituzione di componenti usurati.

La manutenzione preventiva si suddivide a sua volta in:

• Manutenzione secondo condizione: prevede una combinazione di monitoraggio delle condizioni, ispezioni, prove e analisi, seguita dalle azioni di manutenzione necessarie.
• Manutenzione ciclica: vengono condotte attività di manutenzione a intervalli di tempo stabiliti senza una precedente indagine sulle condizioni dell’entità.

Un terzo tipo di manutenzione, più avanzato, è invece quello predittivo. Questa metodologia si basa sull’analisi dei dati in tempo reale, utilizzando tecnologie come sensori avanzati, Internet of Things (IoT) e algoritmi di machine learning per prevedere i guasti prima che si verifichino. L’approccio predittivo sta guadagnando terreno in vari settori, incluso quello ferroviario e aerospaziale, dove il monitoraggio continuo delle condizioni delle macchine permette di garantire un livello di sicurezza ancora più elevato.

Il quadro normativo che regola la sicurezza ferroviaria si basa su standard internazionali e direttive europee. Oltre al ruolo di ANSFISA in Italia, altre organizzazioni come l’ERA (European Union Agency for Railways) contribuiscono a definire le linee guida per il settore.

Le normative coprono diversi ambiti fondamentali, tra cui:

• Progettazione e costruzione: i veicoli e le infrastrutture devono rispettare rigorosi requisiti di sicurezza, inclusi quelli relativi alla resistenza strutturale, alla protezione contro incendi e al controllo dei rischi elettrici.
• Certificazione: ogni nuovo sistema, componente o tecnologia introdotto nel settore ferroviario deve essere testato per verificarne la conformità agli standard di sicurezza. La certificazione include prove di compatibilità, test operativi e di sicurezza per garantire che ogni nuovo prodotto non comprometta l’affidabilità e la sicurezza del sistema.
• Formazione del personale: gli operatori ferroviari, inclusi macchinisti, tecnici di manutenzione e personale di bordo, devono seguire programmi di formazione continua che li preparino a gestire situazioni di rischio, a rispondere correttamente in caso di emergenza e ad operare con le tecnologie avanzate.

Le anomalie nell’infrastruttura ferroviaria rappresentano un rischio significativo per la sicurezza della circolazione, talvolta portando a incidenti gravi. Attualmente, l’integrità delle infrastrutture viene monitorata principalmente tramite controlli periodici effettuati dal personale, come le ispezioni delle linee e l’uso di treni diagnostici. Tuttavia, questi controlli periodici non permettono di rilevare le anomalie che si verificano tra un’ispezione e l’altra, e sono soggetti a possibili errori umani.

In risposta a queste sfide, stanno emergendo tecnologie moderne che automatizzano il monitoraggio, riducendo il rischio di errore umano e permettendo una sorveglianza continua dell’infrastruttura sia nel tempo che nello spazio. Negli ultimi vent’anni, infatti, sono state sviluppate tecnologie innovative per il monitoraggio ferroviario, come i sensori in fibra ottica (Fiber Optic Sensors o FOS), che offrono numerosi vantaggi, tra cui dimensioni compatte, leggerezza, resistenza alle interferenze elettromagnetiche e alla corrosione. Queste soluzioni rappresentano un passo importante verso un sistema ferroviario più sicuro ed efficiente.

Il treno, ad oggi, rappresenta uno dei mezzi di trasporto più sicuri. Questo è dovuto non solo alle caratteristiche naturali delle ferrovie, come la marcia vincolata sia fisicamente che attraverso la regolamentazione della circolazione, ma anche alla progettazione, costruzione e manutenzione delle macchine ferroviarie.

Nel corso degli anni, l’evoluzione tecnologica ha giocato un ruolo cruciale nel migliorare la sicurezza ferroviaria, e continuerà a contribuire alla riduzione degli incidenti, con l’obiettivo di minimizzare il rischio, un traguardo condiviso da tutti gli attori del settore.

Se desideri approfondire come le nostre soluzioni ingegneristiche possano contribuire a migliorare l’affidabilità del tuo sistema ferroviario, scopri i nostri servizi per il settore railway. Siamo pronti ad aiutarti a costruire un futuro più sicuro ed efficiente. Contattaci per una consulenza personalizzata.