Non molte persone ci fanno caso, ma è così: le ruote dei treni tendono ad essere a forma di tronco di cono, e non a cilindro come quelle delle automobili, dei velocipedi e di altri mezzi di trasporto su gomma che siamo abituati a riconoscere nella nostra vita quotidiana.
Le ruote dei treni e la loro forma conica
Una delle caratteristiche più interessanti di queste ruote è la loro forma conica, invece che cilindrica. Una scelta progettuale che potrebbe sembrare controintuitiva a prima vista, ma che in realtà offre numerosi vantaggi ingegneristici.
Ciò avviene perché la forma conica delle ruote dei treni svolge un ruolo importantissimo nel mantenere il treno allineato sui binari. Quando un treno si sposta leggermente verso un lato del binario, la parte più larga della ruota conica su quel lato tende a percorrere una maggiore distanza rispetto alla parte più stretta sull’altro lato. Questo fenomeno, noto come effetto auto-allineante, aiuta il treno a tornare automaticamente al centro del binario. Questa caratteristica è particolarmente importante in situazioni in cui i binari non sono perfettamente dritti o presentano irregolarità.
Migliore gestione delle curve con le ruote coniche
Ingegneristicamente parlando, le curve, per un mezzo che si sposta su binari, potrebbero essere un serio problema. La forma conica delle ruote permette al treno di affrontare meglio le curve.
Pensiamoci: in una curva, la strada che la ruota deve percorrere sul binario interno è naturalmente più corta rispetto a quella esterna.
Le ruote coniche si adattano a questa differenza perché la ruota interna rotolerà su uno spazio più breve mentre quella esterna su uno più lungo. Questa distribuzione disuguale permette al treno di percorrere la curva mantenendo un movimento fluido e riducendo lo stress sui binari e sulle ruote stesse.
La questione della minimizzazione dell’usura con ruote coniche
Le ruote coniche riducono l’usura sia delle ruote stesse che dei binari. Poiché la ruota può “scivolare” lateralmente in modo molto limitato grazie alla sua forma, vi è una minore tendenza al deragliamento e una minore abrasione contro il binario, soprattutto in curva. Questo non solo prolunga la vita utile delle ruote e dei binari, ma riduce anche la manutenzione necessaria e migliora la sicurezza generale del trasporto ferroviario.
In più, non dimentichiamo che in condizioni di carico variabile, le ruote coniche possono adattarsi meglio alle diverse pressioni esercitate sui binari.
Questa adattabilità assicura che la superficie di contatto tra ruota e binario sia ottimizzata per ridurre la resistenza al rotolamento, migliorando così l’efficienza del consumo di energia del treno, e quindi anche della sua sostenibilità.