Quando il Sole ferma i treni: tempeste geomagnetiche e circolazione ferroviaria

Le tempeste solari non mandano in tilt solo i satelliti: possono disturbare anche la circolazione ferroviaria, provocando malfunzionamenti ai sistemi di segnalazione. E no, non è fantascienza
di Roberta Tozzi
www.ingvambiente.com

Se vi dicessimo che una tempesta solare potrebbe far scattare un semaforo ferroviario dal rosso al verde, proprio mentre passa un treno, ci credereste?
Eppure è esattamente quello che ha scoperto un gruppo di ricercatori inglesi: le correnti indotte dai disturbi del campo magnetico terrestre possono interferire con i sistemi di segnalazione semaforica, simulando la presenza (o l’assenza) di un treno dove non c’è (o ce n’è uno).

Il tutto, per colpa del Sole. Ma facciamo un passo indietro. 

Le tempeste solari possono provocare forti variazioni del campo magnetico terrestre, generando quelle che i fisici chiamano correnti geomagneticamente indotte, o più semplicemente GIC. Queste correnti, oltre che sulle reti di trasmissione della corrente elettrica, possono avere effetti anche sul trasporto ferroviario. Effetti tutt’altro che trascurabili: si va dal rallentamento o blocco della circolazione fino all’aumento del rischio di incidenti.

Uno studio dell’Università di Lancaster ha analizzato proprio l’impatto delle GIC sui sistemi di segnalazione ferroviaria dimostrando che, in alcuni casi, queste correnti possono indurre malfunzionamenti nei cosiddetti circuiti di binario delle linee elettrificate in corrente alternata.

Come funzionano i sistemi di segnalazione semaforica?

I sistemi di segnalazione semaforica sono dei sistemi di sicurezza della rete ferroviaria che servono per segnalare la presenza o meno di un treno su un tratto di binario. Su una rete ferroviaria nazionale se ne contano diverse migliaia. Questi sistemi sono essenzialmente dei circuiti elettrici, detti circuiti di binario, e sono costituiti dalle due rotaie, che rappresentano due conduttori, un’alimentazione e un relè la cui posizione (aperta o chiusa) fa scattare il semaforo da verde a rosso o vice versa. 

Quando il treno non è presente nel tratto della rete ferroviaria in esame, il circuito è aperto e il semaforo è verde. Ma quando il tratto della rete è occupato dal treno il circuito si chiude attraverso il blocco costituito dalle ruote e dall’asse del treno, questo provoca lo spostamento del contatto mobile del relè e il passaggio del semaforo da verde a rosso. È chiaro quindi quanto sia importante per la sicurezza della circolazione ferroviaria che questi sistemi funzionino correttamente. 

Come fanno le GIC ad interferire con la circolazione ferroviaria?

Secondo i ricercatori dell’Università di Lancaster le GIC potrebbero far scattare i relè dei circuiti di binario e cambiare il segnale da rosso a verde (i cosiddetti guasti “wrong side”), esponendo così a potenziali incidenti la circolazione ferroviaria. Lo studio è stato condotto simulando, attraverso modelli numerici, l’effetto delle GIC su due tratte ferroviarie nel Regno Unito (Glasgow-Edimburgo e Preston-Lancaster). I malfunzionamenti sembrerebbero essere dipendenti sia dall’intensità del campo geoelettrico conseguenza dell’evento di space weather, sia dall’orientamento nello spazio della linea ferroviaria. Inoltre, questo team di ricercatori ha mostrato, per i due eventi tra i più intensi mai avvenuti, e cioè le tempeste geomagnetiche del 1989 e del 2003, che i più pericolosi guasti “wrong side” hanno una probabilità molto più alta di verificarsi rispetto agli innocui guasti “right side” (il semaforo passa da verde a rosso). Inoltre, sembrerebbe che le tratte orientate est-ovest siano molto più soggette a guasti “wrong side” rispetto alle linee orientate nord-sud.

Questi guasti potrebbero verificarsi anche in Italia?

Come già illustrato nel post Eruzione solare in corso: rischiamo un blackout? che tratta il caso dei danni alle reti di trasmissione della corrente elettrica, i danni alle infrastrutture a terra causati da eventi di space weather hanno una maggiore probabilità di verificarsi nelle regioni più vicine all’ovale aurorale, situate intorno ai 65-70 gradi di latitudine e una minore probabilità alle medie latitudini, come quelle alle quali si trova il nostro paese. Certo è che in caso di eventi estremi, come ad esempio la tempesta di Carrington del 1859, la cui probabilità di accadimento è comunque piuttosto bassa, un campo geomagnetico eccezionalmente disturbato potrebbe determinare una estensione di questo tipo di effetti anche alle nostre latitudini.

C’è un modo per mitigarne gli effetti? 

Il fenomeno delle GIC non può essere evitato. Il monitoraggio dell’attività geomagnetica e la previsione di eventi estremi aiuterebbe comunque a ridurre gli effetti di questi errori di segnalazione. Inoltre contribuirebbe allo sviluppo di sistemi di segnalamento più resilienti alle GIC.

In definitiva, anche se il rischio che le tempeste solari mandino in tilt i semafori ferroviari italiani resta basso, non è del tutto da escludere. Ed è proprio per questo che studiare questi fenomeni e tenerli sotto osservazione è fondamentale: perché anche eventi rari, se non previsti, possono trasformarsi in problemi molto concreti.

D’altronde, lo spazio non è poi così lontano come ci piace pensare. A volte, basta un impulso invisibile del Sole per mettere alla prova la nostra tecnologia…e la puntualità dei nostri treni.