Evoluzione nell’uso dell’alluminio nel settore ferroviario

La storia delle applicazioni dell’alluminio con funzioni strutturali in ambito ferroviario è stata l’interessante relazione che Alberto Pomari, Direttore Marketing della rivista A&L, ha presentato durante l’importante congresso Aluminium Two Thousand 2023 il 19 settembre a Bologna.

L’utilizzo delle leghe leggere nella costruzione delle carrozze è rintracciabile fin dagli inizi degli Anni Trenta citando, tra l’altro, Filippo Tommaso Marinetti che nel Manifesto della cucina futurista pubblicato nel 1931 così scriveva: “…..Prepariamo una agilità di corpi italiani adatti ai leggerissimi treni di alluminio che sostituiranno gli attuali pesanti di ferro, legno e acciaio”, un illuminato “Verne”, anticipazione in stile del prossimo futuro. Infatti, poco più di tre anni dopo, nel 1934, venne prodotto uno dei primi prototipi al mondo di treno in lega leggera, un esempio sorprendente delle capacità tecniche dell’epoca. Si trattava del Burlington Zephyr prodotto dalla Budd Company utilizzando molte parti in alluminio, in particolare laminati rivettati, e l’unico prototipo realizzato percorreva la distanza tra Los Angeles e New York alla ragguardevole velocità di 223 km orari, come testimonia un video dell’Istituto Luce facilmente reperibile su Youtube. Bisognò arrivare al 1963 per trovare il primo esempio di treno metropolitano in alluminio, il “Subway” di Toronto (Canada) e solo verso la fine degli anni ‘70 e l’inizio degli anni ‘80 iniziarono ad essere introdotti in questa applicazione gli estrusi in leghe 6000 Al-Mg-Si e Al-Zn-Mg, utilizzate per la costruzione di parti strutturali di carrozze, preferite alle altre famiglie di leghe di alluminio per lavorazione plastica per la migliore combinazione tra estrudibilità, resistenza meccanica, resistenza agli agenti atmosferici e saldabilità. La relazione di Alberto Pomari si è poi spostata ad analizzare il mercato italiano precisando che il primo treno ad alta velocità ad utilizzare estrusi in lega per la costruzione delle carrozze,  fu il modello FS ETR 401 costruito nelle officine della FIAT Ferroviaria Savigliano, il primo della numerosa famiglia dei “Pendolino”. Questo modello, pur realizzato in un esemplare unico nel 1976, cominciò a dimostrare che l’utilizzo delle leghe di alluminio poteva dare un contributo decisivo all’alleggerimento delle carrozze, consentendo una riduzione dei consumi e un aumento del numero di passeggeri trasportabili. 

E’ stato poi affrontato il tema delle leghe di alluminio da adottare per tutte le tipologie di veicoli ferroviari, dai treni ad alta velocità agli Intercity e alle ferrovie leggere sottolineando come in particolare la famiglia delle 6000, ha permesso di realizzare soluzioni progettuali sempre più convincenti e competitive facendo notare come in particolare la lega 6005, proposta in numerose varianti, sia oggi quella maggiormente utilizzata per la produzione di grandi estrusi per strutture ferroviarie. Pomari ha poi sottolineato il grande progresso compiuto nella lavorazione dell’alluminio, che si sta spostando sempre più verso casse in lega leggera, realizzate assemblando pochi elementi ottenuti utilizzando estrusi di grandi dimensioni, che saldati tra loro creano le fiancate, i pavimenti e il cielo della cassa e che non richiedono alcun tipo di struttura portante. Questa tecnologia ha il vantaggio di ridurre notevolmente i costi delle lavorazioni successive e di produrre veicoli molto leggeri, tanto che la sola cassa estrusa è molto più leggera della equivalente costruita in acciaio. Inoltre, è possibile ottenere una precisione molto elevata sulle tolleranze e soprattutto una migliore finitura superficiale, con l’eliminazione degli antiestetici “dossi” tipici dell’assestamento della lamiera d’acciaio. Il trasporto ferroviario, pur rappresentando una nicchia che non supera il 2-3% del totale degli usi finali degli estrusi destinati al settore dei trasporti, resta uno dei settori più importanti ed interessanti per lo sviluppo delle tecnologie di estrusione, per la scelta di nuove leghe e soprattutto per tecniche di assemblaggio dei materiali. In particolare per questi ultimi, la saldatura rappresenta un banco di prova tecnologica per tutti i produttori e tutti gli estrusori con la tradizionale saldatura MIG. Ancora in fase di studio per le applicazioni nel settore ferroviario, la saldatura Friction Stir Welding e la nuovissima saldatura Laser.