Lo stato delle ferrovie ad alta velocità e uno sguardo al domani

Nel 21° secolo, il panorama globale dei trasporti è in cambiamento. Politici, ingegneri e pianificatori vogliono tutti spostare più persone, più rapidamente e in modo più pulito. In mezzo alla frenesia di idee innovative e stravaganti, i viaggi ferroviari ad alta velocità sono saliti in primo piano. Si tratta di un prodotto silenzioso e di una soluzione affidabile per il transito interurbano e internazionale efficiente, sostenibile e rapido.

Dalle fiorenti economie dell'Europa e dell'Asia ai mercati in espansione del Medio Oriente e dell'America, le reti ferroviarie ad alta velocità vengono pianificate, ampliate e migliorate in qualunque modo si guardi. Viene utilizzata una combinazione di treni tradizionali e a levitazione magnetica (maglev), che raggiungono velocità che un tempo erano roba da fantascienza. Mentre guardiamo al futuro, vale la pena scattare un’istantanea dello stato attuale delle ferrovie ad alta velocità, un campo in cui convergono tecnologia, genialità ingegneristica e visioni di un domani più verde.

Quando si parla di ferrovia ad alta velocità, diverse autorità e giurisdizioni utilizzano una terminologia diversa. In generale, però, poche persone non saranno d’accordo con la classificazione di un sistema come “ferrovia ad alta velocità” se prevede velocità superiori a 250 km/h (155 mph). Ai treni veloci, ma non così veloci, viene dato il diminutivo di “ferrovia ad alta velocità” per indicare servizi che operano più velocemente delle ferrovie tradizionali, ma non eccessivamente.

Il Giappone è stato il primo paese a sviluppare una rete ferroviaria ad alta velocità funzionante secondo la definizione moderna, con le sue linee Shinkansen famose in tutto il mondo. Il paese è stato per lungo tempo leader nella tecnologia ferroviaria, con i suoi treni della Serie 0 di prima generazione in grado di raggiungere i 210 km/h nel servizio a pagamento già nel 1964. Questa velocità è stata rapidamente aumentata fino a 220 km/h, e un miglioramento incrementale è continuato da allora. Oggi le linee Shinkansen più veloci viaggiano fino a 320 km/h. Nei test condotti nel 1996, un treno Shinkansen convenzionale ha raggiunto una velocità massima di 443 km/h, ma i servizi regolari non si avvicinano a questa cifra più elevata.

È un ritornello comune in altri servizi in tutto il mondo. In servizio il famoso TGV francese viaggia a una velocità massima di 320 km/h, così come la linea ONCF Al Boraq in Marocco. Spagna e Corea percorrono le rispettive reti rispettivamente a una velocità massima di 310 e 305 km/h. I treni tedeschi del sistema Intercity Express sono autorizzati a circolare fino a 330 km/h, ma solo per superare i ritardi sulla linea Francoforte-Colonia. Per il resto la massima nazionale è pari a 320 km/h.

La Cina, tuttavia, preferisce gestire le cose un po’ più velocemente. Negli ultimi decenni il paese si è innamorato della ferrovia ad alta velocità. In termini di chilometraggio, ora ospita oltre i due terzi di tutta la rete ferroviaria ad alta velocità del mondo. I convogli CR Fuxing del paese corrono regolarmente fino a 350 km/h e sono stati i primi modelli prodotti a livello nazionale senza tecnologia proprietaria con licenza di produttori esteri. Durante i test hanno registrato velocità fino a 420 km/h. I treni CRH Hexie del paese corrono alla stessa velocità, ma sono stati ancora più veloci nei test, con un esemplare non modificato che ha registrato un massimo di 487 km/h.

In effetti, la maggior parte degli operatori ferroviari prima o poi ha tentato di massimizzare i propri treni ad alta velocità. La SNCF francese è nota per la gestione di treni TGV altamente modificati alla ricerca della gloria, rivendicando il record assoluto di velocità su rotaia in acciaio nel 2007. Un TGV POS pesantemente modificato ha raggiunto la straordinaria cifra di 574,8 km/h, dotato di ruote più grandi e su una linea aerea sovravolta da 25 kV a 31 kV. Il convoglio è stato denominato V150, per la velocità target di 150 metri al secondo (540 km/h).

Il fatto è che la maggior parte delle ferrovie ad alta velocità dispone di treni in grado di raggiungere velocità molto elevate, ma i servizi regolari viaggiano a un ritmo più calmo per una serie di ragioni. Sebbene sia possibile per molti convogli ad alta velocità spingersi oltre i 400 km/h, queste velocità non vengono mai raggiunte nel servizio regolare.

La storia francese della caccia ai record mette in luce alcune delle sfide legate alla circolazione dei treni su rotaie d’acciaio a velocità più elevate. Ad esempio, la catenaria che fornisce l’elettricità può causare problemi. I fili vengono eccitati con un disturbo ondulatorio dal contatto del pantografo del treno. Quest'onda viaggia alla velocità determinata dalla massa del filo per unità di lunghezza e dalla sua tensione. Se il treno viaggia abbastanza velocemente da catturare quest'onda, ciò può portare a grandi oscillazioni verticali del cavo caternario, causando danni o una perdita di potenza erogata al treno. Un tentativo di record del 1990 aumentò massicciamente la tensione sui cavi del caternario per evitare questo problema, aumentando la velocità critica del caternario. Nonostante ciò, gli indicatori registrarono un'oscillazione di quasi 30 cm del cavo caternario mentre il treno raggiungeva la velocità di 515 km/h.