50 miljoner löv faller på järnvägslinjerna varje höst i Storbritannien, vilket orsakar förseningar för tågpassagerare till en uppskattad kostnad av 345 miljoner pund. Kredit:University of Sheffield
Forskare från University of Sheffield, i samarbete med Icetech Technologies, har använt torris för att utveckla en ny lösning på problemet med löv på linjen, som orsakar förseningar, avbokningar och tidtabellsändringar för tågresenärer.
Miljontals träd kantar de 20, 000 miles av järnvägsspår i Storbritannien, fäller uppskattningsvis 50 miljoner löv på spåren varje höst. När löven faller på rälsen, de komprimeras under tyngden av tågen till en slät, hala lager som fastnar på spåren och gör att tågen tappar greppet - motsvarigheten till svart is på vägarna.
För att kompensera för dessa villkor, tåg kan färdas i lägre hastigheter med förare som bromsar tidigare när de närmar sig stationer och signaler och accelererar långsammare för att undvika hjulspinn. Signalsystem kan också påverkas, eftersom de elektriska strömmar som används i spår för att upptäcka tåg ofta påverkas av lövkontamination, leder till att järnvägsföretag lämnar längre mellanrum mellan tågen av säkerhetsskäl – vilket ökar förseningarna och störningarna.
Även om allt detta ligger i säkerheten för tågpassagerare, det leder till ökade restider, förseningar, avbokningar och reducerade tidtabeller. Enligt Rail Safety and Standards Board, höstrelaterade frågor beräknas kosta järnvägsindustrin cirka 345 miljoner pund per år och orsaka enorma olägenheter för de 1,7 miljarder människor som reser med tåg.
Den nya metoden använder torrisspellets för att spränga rälshuvudet. De sprängs vid rälshuvudet i en ström av överljudsluft, som fryser bladen och gör dem spröda. Pelletsen förvandlas sedan tillbaka till gas, öka i volym och spränga löven från linjen. Kredit:University of Sheffield
Professor Roger Lewis, från universitetets institution för maskinteknik, leder forskningen och förklarade:"Stoppsträckan för ett tåg bestäms huvudsakligen av friktionen mellan hjulet och själva rälsen (kallad vidhäftning). Där det tar en längre sträcka för ett tåg att stanna i hastighet, problemen är förknippade med låg vidhäftning.
"Lösningen vi har utvecklat är en helt hållbar teknik, använda CO₂-biprodukten från andra industriella processer. Det kommer att ge mer förutsägbar bromsning och dragkraft än nuvarande teknik, och kommer att bidra till att förbättra tågets prestanda, minska förseningar, öka passagerarnas tillfredsställelse och stödja användningen av ny teknik för att möjliggöra större nätverksanvändning av Storbritanniens järnvägar."
Den nuvarande lösningen för att komma till rätta med låg vidhäftning på räls är att applicera sand direkt i kontakten mellan hjulet och skenan från ett system ombord. Detta tillämpas automatiskt när föraren väljer "nödbromsning" eller när föraren upplever adhesionsförlust.
Spårrensningsprocesser pågår även under höstsäsongen för att rensa delar av järnvägen, med hjälp av högtrycksvattenstrålar och en gel som innehåller en blandning av sand och stålkorn läggs på toppen av skenan efter rengöring.
Ingenjörer vid University of Sheffield har funnit att till skillnad från nuvarande metoder, som applicerar sand direkt på skenan, den nya lösningen lämnar inga rester på linjen, vilket innebär att det inte finns några skador på räl eller hjul på tåg. Kredit:University of Sheffield
Den nya forskningen, som har utvecklats och testats vid University of Sheffield, syftar till att utveckla ny teknik ombord som hjälper tåg med bromsning, samt tillhandahålla ett separat rälsrengöringssystem.
Genom att använda en kryogen lösning – eller torris som det är mer allmänt känt – kommer detta tillvägagångssätt att övervinna problem med sandapplicering eftersom det inte finns några rester, vilket innebär att partiklarna inte orsakar några skador på hjulet eller rälsmaterialet. Särskilt för rengöringsändamål, Användningen av torris kommer också att förneka kapacitetsproblem på tåg eftersom stora tankar med vatten inte skulle behövas för rengöring. Detta innebär att längre spårsträckor kan rengöras med torrisen och systemet kan till och med integreras i passagerartåg, gör det till ett mer effektivt alternativ.
Som en del av projektet, torris testades för användning som rengöringsmedel för järnvägshuvuden hösten 2018 på en lågtrafikerad godslinje, och testas under hösten 2019 på ett urval av sajter över hela Storbritannien. Network Rail är intresserad av att se testresultaten.
Projektet har förkämpats av Arriva Rail North, som gav bidrag från sin innovationsfond. Detta satte igång försöken på spår under hösten 2018 och tågoperatören främjade projektet inom den bredare järnvägsbranschen. Resultatet blev ytterligare ekonomiskt stöd som har möjliggjort ytterligare försök att genomföras på ett utvalt antal passagerarlinjer under hösten 2019.
Den har också fått intresse från Supertram i Sheffield.
