La norma EN 15654-2

Una forza peso omogeneamente distribuita tra le ruote di un veicolo ferroviario, ad assi o a carrelli che sia, è di primaria importanza per il corretto comportamento statico e dinamico di un rotabile e per un’usura uniforme di ruote e infrastruttura. Anche da un punto di vista normativo la ripartizione delle forze verticali per ruota è sottoposta a particolare attenzione, ed è soggetta a limitazioni da parte dei Regolamenti Europei cogenti attualmente in vigore (Direttiva 2016/797, Direttiva 2016/798, Regolamento della Commissione 2014/1302). 

L’influenza sulla e della distribuzione della forza peso e come questa venga trattata in ambito normativo Europeo è oggetto di due precedenti articoli tramite i quali è possibile approfondire questi argomenti: “La distribuzione della forza peso” e “normativa”. 

Il presente contenuto è invece incentrato sulle modalità da adoperare per misurare in maniera corretta e conforme agli standard vigenti la forza peso scaricata dalle singole ruote di un veicolo ferroviario. 

La più recente e stringente norma sulla misura delle forze verticali di ruote e assili è la EN 15654, titolata “Applicazioni ferroviarie – Misurazione delle forze verticali su ruote e sale montate”.
Lo standard è diviso in 3 parti, ciascuna delle quali dedicata ad un differente aspetto della misura delle forze verticali per ruota e per asse:

• EN 15654-1 – “Siti di misurazione in linea per veicoli in servizio”: dedicata all’acquisizione dinamica dei carichi verticali tramite strumenti installati sulla linea
• EN 15654-2 – “Prove in officina per veicoli nuovi, modificati e sottoposti a manutenzione”: dedicata alle misure delle forze verticali statiche per ruota realizzate in officina
• EN 15654-3 – “Omologazione e verifica dei siti di misurazione in linea per veicoli in servizio”: dedicata alle fasi di omologazione e taratura dei sistemi di acquisizione dinamici trattati nella Parte 1, realizzate tramite i sistemi di misura statici trattati nella Parte 2

Considerando che l’aspetto intorno al quale ruotano questi approfondimenti è la distribuzione delle forze verticali statiche per ruota, faremo un breve cenno agli aspetti più importanti trattati nella Parte 2. 

Il paragrafo introduttivo della EN 15654-2 afferma che la norma è stata pubblicata al fine di superare la possibile confusione dovuta a diverse procedure e metodi nazionali e locali per la misura delle forze per ruota di veicoli nuovi, modificati e sottoposti a manutenzione in uso in tutta Europa. Infatti, la situazione attuale porta in alcuni casi a risultati non comparabili da siti diversi o con sistemi diversi. L’obiettivo della EN 15654-2 è di ottenere risultati comparabili per gli stessi veicoli, anche quando le forze delle ruote vengono misurate in siti diversi o con sistemi diversi. La maggior parte delle norme nazionali, come la francese NF F 00-701, la tedesca DIN 27201-5, ma anche alcune norme europee relative al carico per ruota, come la EN 14363, hanno già specificato di adottare la EN 15654-2 una volta pubblicata .

Ma come può la EN 15654-2 correggere l’errata interpretazione derivata dalle norme precedenti?

La EN 15654-2 prende in considerazione tutti gli aspetti per fornire risultati comparabili e riproducibili, anche quando lo stesso materiale rotabile viene testato in siti diversi. Non solo regolamenta le caratteristiche richieste allo strumento di misura, ma affronta in modo meticoloso anche l’intero processo di misura al fine di garantire la realizzazione di una misurazione accurata, ripetibile e tracciabile, considerando tutti i fattori in gioco nel processo di misura (Figura 1).

 

I capitoli 1,2 e 3 sono introduttivi. Viene trattato lo scopo della norma, i riferimenti normativi, termini e definizioni utilizzati all’interno del testo. 

Il capitolo 4 tratta tutti i fattori coinvolti nel processo di misura, una sintesi dei quali è rappresentata in Figura 1. Si entra dunque nel merito dei possibili componenti dell’attrezzatura da utilizzare per la misura, delle possibili metodologie da poter utilizzare, dello stato del veicolo, dell’ambiente di misura, dei punti di contatto strumento-rotabile in cui la norma permette di acquisire la misura del carico verticale per ruota, delle grandezze da riportare nel report di misura, ecc.

Senza entrare nel dettaglio di tutti questi aspetti, quello che si vuole sottolineare in questa sede è la particolare attenzione che la norma pone sulla completa tracciabilità del processo di misura. È necessario tenere traccia di tutti gli aspetti che possano influenzare la misura: dallo stato delle sospensioni del rotabile, fino all’indicazione dei singoli componenti che hanno acquisito il carico della singola ruota. Il tracciamento dell’intero processo di misura è finalizzato a garantire principalmente:

• La minimizzazione dell’errore umano. 
• La possibilità di confrontare in modo coerente e completo misure realizzate sullo stesso rotabile nel corso del tempo. 

Il capitolo 5 della EN 15654-2 è incentrato invece sullo strumento di misura e sulla sua conferma metrologica. Vengono specificate le caratteristiche dello strumento e i criteri di accettazione. Si dettagliano poi le norme e le modalità da seguire per la sua calibrazione e verifica con il dettaglio del periodo suggerito tra due tarature.

Anche in questo caso, senza spingersi in troppi particolari, si vuole evidenziare una delle caratteristiche richieste dalla norma al sistema di misura dei carichi verticali: l’accuratezza. L’accuratezza è una delle caratteristiche più importanti per uno strumento di misura. Di seguito viene riportata la tabella, estratta dalla norma, che indica i livelli di errore richiesti per l’accettazione della conformità dello strumento:

Si può notare come i limiti per le diverse tipologie di errori siano molto stringenti. Nello specifico essi corrispondono alla classe 0.5 della norma EN 7500-1. 

Una delle ragioni che giustifica una richiesta di classe così stringente è presentata nell’allegato ZA della EN 15654-2. L’allegato, infatti, esplicita il diretto collegamento tra la norma e i requisiti imposti dalle Specifiche Tecniche di Interoperabilità vigenti all’interno del sistema ferroviario europeo. L’allegato presenta la EN 15654-2 come norma nata per “fornire un mezzo volontario di conformità ai requisiti essenziali della Direttiva 2008/57/EC sull’interoperabilità del sistema ferroviario e delle STI associate”. Inoltre, viene allegata la seguente tabella riassuntiva dei capitoli delle STI per cui la norma si propone come mezzo per la verifica della conformità:

Il capitolo evidenziato in tabella corrisponde a quello della STI LOC&PAS che impone un limite del 5% per lo scartamento relativo tra i carichi verticali scaricati dalle due ruote di un asse (per ogni approfondimento in tema norme europee si rimanda all’articolo “normative”). 

È dunque chiaro che per valutare una deviazione del 5% del carico per ruota è necessario uno strumento di misura con un livello spinto di accuratezza. 

In conclusione, per completare la panoramica sulla EN 15654-2, si fa un breve cenno agli altri allegati della norma. 

Allegato A: Simboli e unità di misura utilizzati nel testo della norma.

Allegato B e C: Parametri che possono influenzare la lettura della misura e fattori di incertezza derivanti dalla procedura di realizzazione della misura.

Allegato D: Indicazioni per l’utilizzo di estensimetri per l’acquisizione del carico verticale per ruota

Allegato E: Quantità addizionali, derivanti dalla grandezza direttamente misurata, da poter riportare nel report di misura. 

Allegato F: Esempi di formato del report di misura. 

Allegato G: Disposizioni di migrazione a questa norma europea. Si specifica che il periodo transitorio dovrebbe essere di 2 anni dalla data di pubblicazione (15-04-2019).

Sei pronto per questo cambiamento?