Alla soglia degli anni 2000 il capillare sistema ferroviario nazionale, la nascita delle norme tecniche e l’interoperabilità Ferrovia, definita a livello europeo, hanno spinto il Gruppo Ferrovie delle Stato a dare un deciso impulso all’attività di omologazione, certificazione, ricerca e sperimentazione nel settore ferroviario. Nasce così, nella periferia di Firenze, il “Centro” sperimentale per misure e prove su materiali e componenti del materiale rotabile e su componenti del sottosistema di energia. 

Il “Centro” situato a Firenze Osmannoro si sviluppa su un’area di 5 ettari con 20.000m2 coperti da tre grandi fabbricati, che sono facilmente raggiungibili via strada e via rotaia. Il “Centro” sperimentale di Firenze Osmannoro opera in via del tutto complementare e integrata con i Laboratori di Roma Portonaccio al fine di effettuare:

  • prove, verifiche e misure sui materiali, componenti, sottosistemi e interi veicoli del materiale rotabile;
  • prove elettriche di qualsiasi tipo su materiali, componenti e sottosistemi, sia del materiale rotabile sia degli impianti di trazione elettrica ferroviaria, metropolitana e tranviaria.

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I Laboratori sono attrezzati con macchinari e tecnologie all’avanguardia, uniche nel loro genere, concepite e progettate non solo per verificare e certificare la conformità agli standard, ma anche per simulare il reale comportamento in esercizio per l’intero periodo di vita.

Nel Centro, è stato realizzato un sistema elettrico denominato “multi tensione” in grado di generare, e rendere disponibili agli operatori dei laboratori, tutte le tensioni di alimentazione dei sistemi di trazione elettrica ferroviaria, sia in corrente continua che alternata, normalmente adottati in Europa e nel mondo.

Il tutto è alimentato da una propria Sottostazione elettrica, con una potenza installata uguale a quelle di linea, in grado di assicurare prove e misure elettriche con elevate tensioni e correnti, proprio al pari di quanto accade o potrebbe accadere in piena linea.

I fabbricati presenti nel centro di prova sperimentale per il materiale rotabile sono:

  • PME: laboratorio per le Prove Meccaniche ed Elettriche;
  • EMC: laboratorio per prove dinamiche su materiale rotabile e misura di Compatibilità Elettromagnetica; 
  • ALI: Area multi-tensione che comprende le apparecchiature per la distribuzione dell’energia per le prove ai differenti livelli di tensione utilizzati per la trazione elettrica in tutto il mondo e per la simulazione delle linee e dei carichi;
  • Uffici e Servizi che si sviluppa su 3 piani.

 

Il fabbricato PME, sotto una superficie coperta di 11.000m2, comprende 4 binari ed è caratterizzato da numerosi banchi prova che permettono di studiare ed elaborare importati caratteristiche tecniche dei materiali rotabili:

  • banco polifunzionale attrezzato su binario, per l’esecuzione di prove di pesatura (per asse e per ruota), souplesse, ingresso in curva, sghembo e rotazione cassa-carrello di veicoli ferroviari;
  • banco attrezzato su binario a colonnini, per l’esecuzione di misure del profilo e del diametro delle ruote e dello scartamento delle sale;
  • il banco attrezzato su binario, per l’esecuzione di prove di resistenza a compressione della cassa dei veicoli ferroviari.

 

Oltre ai binari attrezzati, nel fabbricato sono presenti laboratori per test su specifici componenti del materiale rotabile: • banco per prove a fatica ruote; • banco per test pantografo; • banco per prova dei componenti dell’impianto frenante.

Banco per prove a fatica ruote

Banco per test pantografo

 

Il fabbricato EMC, sotto una superficie di 5.000m2, comprende una vastissima sala in cui si attesta un binario tronco su cui è presente un banco di prova dinamico sul quale le ruote dei veicoli ferroviari vengono montate su speciali rulli capaci di far raggiungere velocità di 400 km/h permettendo di testare il comportamento di locomotori e veicoli ferroviari nelle fasi di partenza, viaggio e frenatura. Il vantaggio del banco è quello di poter operare testando i veicoli ferroviari svincolati dall’esercizio ferroviario evitando impatti sulla circolazione.

Le pareti e il soffitto della sala sono equipaggiati da speciali strutture cuneiformi che rendono l’ambiente schermato dai campi elettromagnetici (camera semianecoica) permettendo di eseguire prove di compatibilità elettromagnetica sui locomotori, senza influenza dall’ambiente esterno.

I test all’interno del fabbricato possono essere eseguiti con le locomotive alimentate a qualsiasi tensione grazie alla presenza di una linea aerea alimentata da un sistema multi tensione.

Il “Centro” sperimentale è munito, nel fabbricato ALI, di un sistema di alimentazione chiamato “multi tensione” capace di fornire per le prove, misure elettriche e le sperimentazioni, tutte le tensioni utilizzate in Italia, in Europa e nel mondo per la trazione elettrica ferroviaria, metropolitana e tramviaria. Inoltre, le apparecchiature consentono prove di tenuta alle sovratensioni e ai corto circuiti sia all’aperto sia all’interno di una camera schermata (gabbia di Faraday), simulando situazioni di tempo secco, alta umidità, pioggia e inquinamento industriale e ambientale.

Il “sistema multi tensione”, preleva energia in AT dal locale Sottostazione Elettrica, la trasforma e la distribuisce ai banchi dei laboratori, sia per usufruirne come semplice alimentazione standard per prove fisiche e meccaniche, sia per condurre verifiche e sperimentazioni di varia natura, su componenti ed apparecchiature del materiale rotabile e degli impianti fissi.
Di seguito si elencano alcune delle tensioni che possono essere realizzate con il sistema multi tensione:

  • 20kV 50Hz per SSE;
  • 25kV 50Hz monofase per prove di trazione elettrica usata in Italia e Europa per linee Alta Velocità;
  • 15kV 50/3 Hz monofase normalmente usata in Germania, Austria e Svizzera;
  • 3kV CC usata in Italia, Spagna, Belgio e Europa orientale.