Britse spoorlijnen doen het niet goed in de hitte hxdyl/Shutterstock
De Britse spoorwegen zijn getroffen door wijdverspreide treinvertragingen en veel annuleringen tijdens de hittegolf. De hele oostkustlijn tussen Edinburgh en Londen was op 20 juli urenlang gesloten vanwege de hitte.
Waarom veroorzaakt de hittegolf dan zoveel ravage op de spoorlijnen? Zoals de meeste bouwmaterialen zet staal, waarvan de rails zijn gemaakt, uit wanneer de luchttemperatuur stijgt. Wanneer deze beweging wordt tegengehouden door de verankering, die de rails en de dwarsliggers (de rechthoekige steunen voor de rails) op hun plaats houdt, bouwen zich interne spanningen op, en door compressie knikt of knikt de rail.
Door dit knikken kan een lang stuk staal, zoals een stalen rail, licht doorbuigen of knikken. Treinen kunnen niet over spoorlijnen met knikken rijden. In de VS hebben knikken in de afgelopen 40 jaar meer dan 2100 treinontsporingen veroorzaakt, wat neerkomt op ongeveer 50 ontsporingen per jaar.
Wanneer de luchttemperatuur 30°C bereikt, kunnen spoorstaven in de zon 50°C bereiken. In het VK wordt een tijdelijke snelheidsbeperking opgelegd wanneer de spoorstaven deze temperatuur bereiken, omdat treinen minder druk op de spoorstaven uitoefenen wanneer zij vertragen. Sommige onderhoudsploegen schilderen de rails wit om ze in de zomer af te koelen. Volgens Network Rail kan dit de temperatuur van de rails met 5°C tot 10°C doen dalen. De werknemers van Network Rail zijn enkele dagen voor de hittegolf van juli begonnen met het verven van de spoorlijnen.
Lees meer:
Groot-Brittannië is niet gebouwd om 40°C te weerstaan – hier is waar infrastructuur het meest waarschijnlijk zal falen
Moderne spoorwegsystemen worden steeds beter in het op zijn plaats houden van rails. De meeste rails bestaan uit lange stukken rails die worden uitgerekt en aan elkaar gelast, wat helpt om ze op hun plaats te houden. Dit vermindert de kans op knikken. Wanneer een spoor bestaat uit korte aan elkaar geschroefde rails, laat Network Rail kleine openingen tussen de rails om uitzetting bij warm weer mogelijk te maken.
Elektrische treinen worden vaak aangedreven door bovenleidingen die ook beschadigd kunnen raken door warm weer. Hitte kan de draden doen uitzetten en doorbuigen. Te veel doorbuiging zal de bovenleiding kapot maken. Een katrolsysteem houdt de bovenleiding gespannen en kan doorbuiging compenseren.
Spoorwegarbeiders zullen overuren maken tijdens de hittegolf.
APChanel/Shutterstock
Hoe andere landen omgaan
Nu de temperaturen tot ongekende hoogten stijgen, begeven zelfs Spaanse spoorlijnen, die gewoonlijk goed tegen de hitte kunnen, het en worden diensten geannuleerd.
Continuglasrails, die wereldwijd, ook in het VK, standaard worden gebruikt, zijn geoptimaliseerd om te werken rond een bepaalde “spanningsvrije temperatuur” (SFT). Hoe hoger deze temperatuur, hoe heter de rails kunnen worden zonder te knikken.
In het VK is de SFT 27°C, de traditionele gemiddelde zomertemperatuur van de spoorstaven. In de VS variëren de standaardwaarden tussen 35°C en 43°C.
Als de SFT in het VK hoger was, dan zouden de spoorwegen bij warmer weer kunnen werken omdat de rails bij hogere temperaturen minder zouden uitzetten. Maar als de spoorstaven gemaakt zijn voor een te hoge SFT, dan zullen ze niet bestand zijn tegen de koudere temperaturen die ze in de winter ervaren. Dit zou enorme spanningen veroorzaken en de rails zou kunnen afschuiven van hun verankering.
De spoorwegen in sommige landen kunnen dergelijke grote temperatuurverschillen wel aan door gebruik te maken van massieve betonplaten om de ontstane grotere krachten op te vangen. Maar het aanleggen van een plaatspoor kost ongeveer vier keer zoveel als een standaard ballastspoor.
Klimaatverandering betekent dat de spoorwegen in veel landen vaker temperaturen zullen bereiken waarvoor ze niet ontworpen zijn, wat een bedreiging vormt voor het openbaar vervoer op een nooit eerder geziene schaal. We hebben net de hoogste temperatuur ooit gemeten in het Verenigd Koninkrijk met 40,3°C, ver boven de vorige dagelijkse top van 38,7°C in 2019.
Tijdens de bouw van HS2, de nieuwe hogesnelheidslijn die wordt aangelegd tussen Londen, Manchester en Leeds, zijn bruggen en bovenleidingen voorzien van sensoren om gegevens over het weer te verzamelen, waaronder de luchttemperatuur. Deze gegevens zullen worden gebruikt om de digitale tweeling van HS2 te maken, waardoor een nieuw type onderhoud mogelijk wordt dat hoge temperaturen en andere soorten verstorend weer kan voorspellen.
Een digitale tweeling is een digitale weergave van het spoorwegnet. Dit zou ingenieurs in staat stellen om toekomstige scenario’s voor het Britse spoorwegnet te simuleren en te voorspellen wat er zou kunnen gebeuren als hoge temperaturen worden voorspeld, en in staat zijn om preventieve maatregelen te nemen op voorhand. Dit zou een manier kunnen zijn om een aantal van de enorme uitvalperiodes tijdens de recente hittegolf in het VK te voorkomen.
Kangkang Tang werkt niet voor, geeft geen advies aan, heeft geen aandelen in, en ontvangt geen financiering van bedrijven of organisaties die baat hebben bij dit artikel, en heeft buiten zijn academische aanstelling geen relevante affiliaties bekend gemaakt.
