Sviluppo del metodo resistivo per la misura delle sollecitazioni interne alla lunga rotaia saldata

This thesis, carried out in collaboration with Alpha Caesar S.r.l., consists in the study and experimentation of innovative system for monitoring the Long Welded Rails during operation, by determining their internal stresses. The supervision during operation is essential to guarantee the safety of traffic and, although the techniques of laying and welding have gone through greater development over the years, as well as the introduction of computerized system to replace manual and visual evaluations, on the contrary the procedure for adjusting and controlling the rail to date relies mainly on destructive or semi-destructive system that damage the rail, causing both the waste of huge economic resources and the obstacle to regular rail traffic. The aim of this work is therefore to research and develop an innovative technology that is capable of detecting at any time and with great simplicity the extent of the efforts inside the rail, without affecting its integrity and minimizing disturbance to circulation. The developed system consists of a device whose purpose is to verify the effectiveness of the resistive method, wich is based on the measurement of the electrical resistance of the steel and its variations as a function of the temperature and of the compression or traction forces to which it is subject the rail. The hardware component is composed of an electronic circuit whose task is to amplify the voltage difference passing through the test sample, an Arduino Uno board for data conversion and a computer for recording them. The software, on the other hand, is represented by the Labview program, which allows the recording of voltages and subsequent analysis.

Il presente elaborato di Tesi, realizzato in collaborazione con la società Alpha Caesar S.r.l., consiste nello studio e sperimentazione di un sistema innovativo per il monitoraggio delle Lunghe Rotaie Saldate in fase di esercizio, tramite la determinazione delle sollecitazioni interne. Il controllo nella fase di esercizio è di primaria importanza per garantire la sicurezza della circolazione e, sebbene le tecniche che hanno subito maggiore sviluppo nel corso degli anni siano quelle di posa e saldatura, nonché l’introduzione di sistemi informatizzati a sostituzione di valutazioni manuali e visive, al contrario il procedimento di regolazione e controllo della rotaia ad oggi si affida principalmente a sistemi distruttivi o semi-distruttivi che vanno a danneggiare la rotaia, causando sia lo spreco di ingenti risorse economiche sia l’ostacolo alla regolare circolazione ferroviaria. L’obiettivo del presente lavoro è dunque quello di ricerca e sviluppo di una tecnologia innovativa che sia in grado di rilevare in ogni momento e con elevata semplicità l’entità degli sforzi interni alla rotaia, senza intaccare la sua integrità e riducendo al minimo il disturbo alla circolazione. Il sistema sviluppato consiste in un dispositivo il cui scopo è quello di verificare l’efficacia del metodo resistivo, che si basa sulla misurazione della resistenza elettrica dell’acciaio e sulle sue variazioni in funzione della temperatura e delle forze di compressione o trazione a cui è soggetta la rotaia. La componente hardware è composta da un circuito elettronico avente il compito di amplificare la differenza di tensione passante per il campione di prova, una scheda Arduino Uno per la conversione dei dati e un computer per la loro registrazione. Il software è, invece, rappresentato dal programma Labview, il quale permette la registrazione delle tensioni e successiva analisi.