Rotaia Vignoles

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La rotaia Vignoles è il tipo di rotaia maggiormente usato nella costruzione di linee ferroviarie.

Tale tipo di rotaia ha progressivamente sostituito a partire dal 1831 i precedenti tipi, è divenuta di uso comune su tutte le strade ferrate, ed è tuttora in uso. La forma della rotaia, ormai classica, è quella di un profilato a doppio "T", dalla base più larga con lo stelo alto su cui posa e si allarga il piano di rotolamento dalla forma a fungo.

Devono il loro nome all'inventore, l'inglese Charles Vignoles.

Le caratteristiche delle rotaie si sono evolute nel tempo sia come aumento della qualità dell'acciaio che per le misure del profilo, e sono solitamente indicate con una data impressa su ogni segmento, e da un codice UIC composto dalla sigla UIC seguita dal peso in kilogrammi di un metro di rotaia. Agli inizi vennero usate rotaie da 18, 25 o 27 kg/m. In seguito divennero assai diffuse le rotaie da 36 kg/m per le ferrovie meno importanti e da 46 o 48 kg/m per quelle principali. A partire dagli anni sessanta anche in Italia si è cominciato a sostituire in occasione delle manutenzioni e degli ammodernamenti le varie tipologie di rotaia con quelle unificate UIC 50 e UIC60 (che pesano quindi rispettivamente cinque e sei tonnellate per 100 metri). Maggiore il peso lineare, maggiori le prestazioni.

[modifica] Storia

Una vecchia giuntura difettosa su un binario di deposito

In principio il tipo di rotaia più usato era quello in legno, con solo una fascia metallica sul piano superiore. Tuttavia queste rotaie resistevano molto male alle sollecitazioni e al clima, per cui il Colonnello Robert L. Stevens, presidente della Camden and Amboy Railroad pensò di sostituire il legno con binari interamente in ferro.

Allora la tecnologia americana era ancora arretrata rispetto a quella europea, per cui si rivolse agli inglesi, gli unici a poter produrre un tipo di rotaia con profilo a T. Nel Regno Unito era abbastanza diffuso un tipo di rotaia simile, già in produzione per l'uso nelle ferriere.

Nel maggio del 1831 furono consegnate a Philadelphia le prime 500 rotaie, ognuna delle quali lunga 4,5 m e dal peso di 16 kg al metro. In seguito, si diffusero rapidamente negli Stati Uniti ed in Europa. Originariamente il materiale era piuttosto duttile, ma col tempo migliori leghe resero le rotaie Vignoles sicure ed affidabili.

[modifica] Tecnica

Saldatura di rotaie 50 UNI nella staz. di Belpasso della FCE

Per fissare la rotaia alle traversine il Colonnello Stevens inventò un sistema basato su chiodi piegati, che infilati nella traversina trattenevano la piastra inferiore del binario. Il sistema, poco affidabile, venne in seguito sostituito da bulloni a testa larga infilati a vivo nel legno.

Oggi le traversine in legno sono in corso di abbandono, sostituite da quelle in cemento. Le traverse in legno dovevano essere trattate con creosoto, un materiale oggi riconosciuto dannoso per la salute delle persone e delle piante. Queste vecchie traversine sono un problema ecologico, dato il difficile smaltimento e la tendenza, una volta rimosse e messe in deposito, a rilasciare sostanze nocive.

Le traversine sono appoggiate su uno strato di ballast detto massicciata, e parzialmente ricoperte, e ciò garantisce stabilità e drenaggio.

La giuntura tra i due segmenti di rotaia è il punto più debole di un binario. Nelle prime ferrovie in ferro i tratti (molto più corti rispetto agli attuali, 5 metri contro i 36) erano uniti da una semplice piastra di metallo rivettata allo stelo della rotaia.

Questo tipo di sistema è stato perfezionato nel tempo, passando alla bullonatura prima e alla saldatura poi. Il progresso tecnologico ha permesso di ridurre notevolmente le vibrazioni e le scosse trasferite ai veicoli dalle giunture dei binari.

Di recente anche i sistemi di fissaggio alla traversina sono stati migliorati, sostituiti da fissaggi di tipo elastico (Pandrol) che assorbono meglio le vibrazioni del treno in corsa e sono di più semplice installazione.