Perché le rotaie della metropolitana cigolano?

Prima di rispondere a questa domanda, vorrei dire che è estremamente importante perché affronta il problema del rumore. Quello che succede con il rumore , o i rumori, è che ci abituiamo, li normalizziamo e non ci rendiamo conto di quanto siano fastidiosi, dell'enorme stress che causano. Non mi riferisco solo a questo rumore occasionale, i binari della metropolitana di cui mi stai chiedendo, ma a tutti i rumori che sopportiamo nella nostra vita quotidiana finché non li normalizziamo.

Il rumore di rotaie, metropolitane o treni è un rumore di rotolamento, ovvero un rumore originato dalla ruvidità sia della ruota che del binario. Questa ruvidità è la fonte del suono che viene trasmesso sia alla ruota che al binario. La ruota e il binario diventano superfici vibranti, che producono quel suono.

Il problema è ben noto. È stato studiato fin dagli anni '70 e '80. Non è solo un problema della metropolitana; è un problema anche per le ferrovie, perché entrambi i mezzi di trasporto hanno la stessa configurazione: ruote metalliche, rotaie metalliche. Persino le traversine – le traverse che collegano le rotaie – possono essere sollecitate da queste vibrazioni e diventare elementi radianti, ovvero convertono una vibrazione in onde sonore, il suono della domanda.

È ben studiato e perfettamente modellato. Sono stati persino proposti e implementati alcuni accorgimenti migliorativi. Ad esempio, questi rumori di rotolamento sono stati significativamente ridotti quando i freni a pinza sono stati sostituiti con freni a disco. Il freno a pinza poggia direttamente sulla superficie della ruota, il che aumenta la ruvidità che causa il problema, mentre il freno a disco non agisce contro la superficie di contatto: ecco perché è molto più silenzioso.

Anche il design delle ruote è stato migliorato. Ad esempio, ruote più piccole riducono il rumore. Più piccola è la superficie vibrante, minore è la rumorosità generata. Ma poiché il problema è la combinazione della ruvidità della ruota e della rotaia, è un problema molto difficile da risolvere perché quella ruvidità sarà sempre presente; è molto difficile da modificare.

Se riduciamo le dimensioni delle ruote, e persino quelle delle rotaie, riduciamo la superficie radiante e quindi la potenza irradiata – le onde sonore che generano – è inferiore. Quindi, in generale, i treni più recenti tendono a essere più silenziosi perché incorporano questi piccoli miglioramenti.

La metropolitana ha un problema aggiuntivo rispetto alla ferrovia: corre all'interno di una galleria, il che peggiora la situazione perché la galleria è uno spazio altamente riverberante: cioè amplifica tutti i rumori prodotti dal treno, sia il rumore di rotolamento di cui stai chiedendo informazioni, sia qualsiasi altro rumore. Per questo motivo, il rumore delle rotaie è molto più forte nella metropolitana che in una stazione ferroviaria all'aperto.

Soledad Torres Guijarro ha conseguito un dottorato di ricerca in Ingegneria delle Telecomunicazioni ed è professoressa presso l' Università di Vigo . La sua ricerca si concentra sull'elaborazione del segnale audio e sull'acustica.

Domanda inviata via email da Luka Pérez Lazkoz (12 anni).

Coordinamento e redazione: Victoria Toro .

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