Scale ferată de topire ciocnirea trenurilor necesită cunoașterea locului în care acestea se află. Pe vremuri, acest lucru se făcea prin înmânarea între mecanic și agentul de circulație a unui jeton care arăta că un bloc de cale ferată era ocupat. În prezent, dispozitive automate detectează și raportează trecerea unui tren. Dar principiul este același. Liniile dintr-o rețea feroviară sunt împărțite în blocuri, iar într-un bloc este permis accesul unui singur tren la un moment dat.

Raționalizarea spațiului în acest mod poate duce, totuși, la ineficiență. O informare mai precisă cu privire la locul unde se află fiecare tren ar permite ca trenurile să circule mai aproape unul de celălalt fără a compromite siguranța și, prin urmare, ar permite desfășurarea mai multor servicii. Dar ceea ce ar putea părea o abordare evidentă în acest sens – utilizarea sistemului de poziționare globală prin satelit (gps) sau unul dintre echivalentele sale – nu este de fapt adecvat. gps nu este disponibil în tuneluri. Iar în cazul în care mai multe seturi de căi ferate merg în paralel (de exemplu, la intersecții), sistemele bazate pe satelit pot avea dificultăți în a distinge pe ce cale ferată se află un tren, ceea ce poate avea consecințe catastrofale. Însă Martin Lauer de la Institutul de Tehnologie din Karlsruhe, Germania, crede că are o alternativă.

Invenția sa, denumită Senzorul magnetic de la bordul trenurilor (MAROS) și prezentat pe 20 septembrie la târgul InnoTrans din Berlin, utilizează informații codificate chiar în șinele pe care circulă un tren, sub forma a ceea ce se numește permeabilitatea magnetică a acestora. În acest fel, se poate determina cu exactitate poziția trenului respectiv în rețea.

MAROS funcționează prin coborârea unei perechi de bobine detectoare peste fiecare șină și trecerea unor curenți alternativi prin ele. Acești curenți sunt influențați de proprietățile magnetice ale obiectelor metalice din apropiere. La producerea șinelor pentru căile ferate se are grijă ca acestea să fie uniform de rezistente și netede, dar permeabilitatea lor magnetică nu se numără printre specificații. Aceasta înseamnă că un tren care transportă un MAROS detectorul captează fluctuații aleatorii de la șinele de dedesubt.

Fiind aleatoriu, modelul de permeabilitate rezultat este probabil unic pentru o anumită porțiune a rețelei. Dr. Lauer a calculat că, pentru o secțiune de 200 de metri, există aproximativ o șansă la un trilion de șanse ca aceasta să fie reprodusă oriunde pe cei 2,3 miliarde de kilometri de cale ferată existentă în prezent în întreaga lume.

Pentru ca sistemul să funcționeze pe un anumit traseu, un tren de testare îl parcurge de câteva ori pentru a cartografia fluctuațiile șinelor. După aceea, trenurile care parcurg traseul ar compara continuu măsurătorile de permeabilitate de la detectoare cu cele de pe hartă, iar apoi și-ar raporta poziția către controlorul de trafic al rețelei.

Modificările locale ale permeabilității magnetice cauzate de uzură sau de lovituri de trăsnet ar apărea în timpul utilizării de rutină și, odată confirmate, ar putea fi adăugate pe hartă. În plus, deoarece MAROS bobinele detectoare vin în perechi, timpii diferiți în care fiecare dintre ele trece pe lângă același model de cale ferată pot fi utilizați pentru a calcula viteza și accelerația unui tren cu mai multă precizie decât alternativa de a măsura rotația roților, deoarece roțile de metal pe șinele de metal alunecă frecvent.

Partenerul comercial al doctorului Lauer, o firmă numită ITK Engineering, a testat sistemul pe servicii de trenuri regulate care circulă pe o rută de 130 km în Austria și estimează că acesta va fi gata pentru comercializare în 2025. Dr. Lauer însuși estimează că utilizarea MAROS ar putea crește capacitatea unei rețele feroviare aglomerate cu 20-30%. De asemenea, ar costa mai puțin decât sistemul actual de senzori și balize. ■

Curiozitatea de a cunoaște lumea? Pentru a vă bucura de acoperirea noastră științifică care vă extinde mintea, înscrieți-vă la Simply Science, buletinul nostru informativ săptămânal.