سكة زلقة

أمريكا الشمالية

من جهة ثانية، وقد صممت مترو نورث نظاما يطلق عليه اسم "Waterworld"، وهو عبارة عن عربة قطار مسطحة كبيرة تطلق نفاثات مياه عالية الضغط لتنظيف القضبان أثناء حركتها. واستعملت نيوجيرسي ترانزيت جهازا مشابها يسمى "Aqua-Track" يرش الماء بضغط يصل إلى 20,000 رطل لكل بوصة مربعة، ونجح في خفض التأخيرات بنسبة تزيد عن 60% منذ إدخاله في 2002.

وفي هذا السياق، تسببت السكك الزلقة في حدوث اضطرابات شديدة في خدمات السكك الحديدية، لا سيما في المناطق الحضرية الكبرى مثل نيويورك أو بوسطن. وفي نوفمبر 2006، ألقي باللوم عليها في خروج نحو ثلث عربات ركاب خطوط هادسن وهارلم التابعة لسكك حديد مترو نورث من الخدمة. وخلال الفترة نفسها في سكة حديد لونغ آيلاند، خرجت ما يقرب من 25% من العربات من الخدمة للسبب ذاته.

إضافةً إلى ذلك، وفي الولايات المتحدة، أبلغت كل من أمتراك، وهيئة النقل في خليج ماساتشوستس، وسيبتا في جنوب شرق بنسلفانيا، وميترا في شيكاغو، ومارك في بالتيمور وواشنطن عن تأخيرات بسبب السكك الزلقة.

وعلى صعيد آخر، أما طريقة سيبتا الإقليمية فتعتمد على قطارات الجل التي ترش خليطا من السانديت عالي الضغط بعد تنظيف المسار بالمياه، وكانت تستعمل وحدات طاقة قديمة تم استبدالها في 2015 بعربات كوميت 1.

المملكة المتحدة

من جانب آخر، وقد تحولت عبارة "أوراق الشجر على الخط" إلى فكاهة متداولة بين الجمهور الساخر بسبب الغموض الذي يكتنف تفسيرات شركات القطارات، وغالبا ما ينظر إليها إلى جانب عبارات مثل "النوع الخاطئ من الثلوج" كأعذار واهية لتدني مستويات الخدمة. وتشمل الأشجار الأكثر تسببا في المشاكل محليا الدلب، والليمون، والكستناء الحلوة، والرماد، والحور التي تنمو أوراقها عريضة ومسطحة وتلتصق بالخطوط بشكل وثيق.

كذلك، وخلال فصل الخريف، يعمل أسطول من قطارات معالجة رأس السكة (RHTT) لتنظيف المسارات بنفاثات المياه عالية الضغط خلال الفترات الفاصلة بين الرحلات المجدولة ليلا ونهارا لمنع تراكم الملوثات.

إضافةً إلى ذلك، في المملكة المتحدة، يغير عدد من شركات السكك الحديدية مواقيت رحلاتها وتنشر جداول زمنية خاصة بموسم تساقط الأوراق.

أجهزة الرمل

إضافةً إلى ذلك، يتم تزويد القاطرات والقطارات بأجهزة نثر الرمل التي تضع طبقة رقيقة من الرمل الجاف على رأس السكة، مما يساعد على زيادة الالتصاق أثناء الكبح والتسارع.

غياب صيانة جوانب الخطوط

ومن جهة أخرى، في عصر القاطرات البخارية، كانت الأشجار والنباتات الأخرى الموجودة على جوانب الخطوط تقص بانتظام لتقليل خطر اشتعالها بسبب الشرر المتطاير من القاطرة. ومع توقف السكك الحديدية عن استخدام الجر البخاري، تراجعت هذه الصيانة، مما أدى إلى نمو إضافي للأشجار وزيادة كمية الأوراق المتساقطة، وهو ما أدى بدوره إلى تفاقم المشكلة.

وفي السياق ذاته، أشار تقرير صادر عن مفوضي السكك الحديدية في إنجلترا في مايو 1851 إلى أن حادثا وقع عندما لم يتمكن قطار صغير يسحب حمولة ثقيلة من الالتصاق بالسكة بسبب الحالة السيئة لثقل المسار (الحصى). وكان من واجب عامل الإطفاء عند الضرورة النزول من القاطرة وجمع حصى المسار لإلقائه تحت عجلات القيادة للحفاظ على التماسك، ولكن في تلك الحالة بالذات، فشل الحصى المتسخ الذي يحتوي على نسبة من الأتربة في تحقيق النتيجة المطلوبة.

المكابح القرصية تزيد من المشكلة

من جهة ثانية، قبل عام 1960 على وجه التقريب، كانت أغلب مركبات السكك الحديدية تستعمل أحذية المكابح لإيقاف القطار عن طريق الضغط المباشر على أسطح العجلات. ومنذ ذلك الحين، زاد استخدام المكابح القرصية إلى حدّ كبير، مما يعني أن عملية تنظيف مواد أوراق الأشجار المضغوطة من على سطح العجلة عن طريق الاحتكاك لم تعد تحدث.

الآثار

تدابير التخفيف

ومن ناحية أخرى، في الحالات القصوى، يمكن أن يؤدي تراكم مواد أوراق الأشجار إلى عزل العجلات كهربائيا عن القضبان، مما يؤدي إلى فشل معدات الإشارات في اكتشاف وجود القطار عبر الدائرة المسارية. وحينما تكون المشكلة شديدة، يمكن للمشغلات المركبة في القطارات أن تساعد في تخفيف هذه المشكلة.

وفي هذا الصدد، يؤدي فقدان الاحتكاك بين العجلات والسكة إلى فقدان قوة الجر، حيث تبدأ العجلات في الدوران المغزلي حول نفسها دون حراك، وفي بعض الحالات يصبح القطار غير قادر على الحركة. وأثناء الكبح، يؤدي الفقدان الكبير للاحتكاك إلى تقليل قوة الكبح، مما يجعل مسافات التوقف أطول بكثير، وفي الحالات القصوى قد تنغلق العجلات تماما، مما يتسبب في انزلاق القطار. تم تجهيز القاطرات والقطارات الحديثة بأنظمة حماية من انزلاق العجلات لمواجهة ظروف السكك الزلقة. يمكن أن تتسبب العجلات المنغلقة في حدوث تآكل مسطح في الإطارات الفولاذية، خاصة إذا كانت العجلات لا تزال تنزلق عند وصولها إلى قسم غير ملوث من السكة، مما يؤدي إلى حدوث اهتزازات شديدة وحاجة العجلات إلى إعادة تشكيل أو تغيير بتكلفة باهظة.

وفي السياق ذاته، في المملكة المتحدة، يقدر أن مشاكل ضعف الالتصاق تكلف صناعة السكك الحديدية قرابة 355 مليون جنيه إسترليني سنويا.

إدارة الغطاء النباتي

ومن جهة أخرى، يعد إزالة الأشجار النفضية من على جوانب الخطوط طريقة إدارية للسيطرة على المشكلة، ومع ذلك، هناك مقاومة سياسية لهذا الإجراء في المناطق المأهولة بالسكان حرصا على البيئة والمظهر الطبيعي.

الليزر

وعلى صعيد آخر، منذ عام 2018، استعملت خطوط سكك حديد لونغ آيلاند تقنية الليزر لمعالجة مشكلة الانزلاق الخريفي، باستخدام قطارات مجهزة بنظام الليزر تعمل على تنظيف القضبان أثناء سيرها.

معالجة رأس السكة

من جانب آخر، تتضمن تدابير المعالجة عموما أنظمة لرش أو جرف الرواسب المتراكمة، أو طلاء السكة بمواد ذات احتكاك عال. وعادة ما يتم الجرف باستخدام نفث المياه عالي الضغط، وغالبا ما يقترن ذلك بأجهزة فرك ميكانيكية. أما طريقة الطلاء فتتضمن عادة وضع معجون من الرمل على السكة، وحيث أن الرمل قد يزيد من خطر العزل غير المرغوب فيه، فإن مزيج الرمل يحتوي أحيانا على جزيئات معدنية. يتم تطبيق هذا الطلاء من قطارات خاصة (يشار إليها باسم قطارات سانديت بناء على الخليط الأصلي المستعمل) أو محليا باستخدام أدوات تطبيق يدوية في بعض الحالات.

إضافةً إلى ذلك، يتم تركيب أدوات تطبيق جل الجر على جوانب الخطوط، والتي تضع السائل على رأس السكة أثناء مرور القطار، في المواقع التي يتكرر فيها حدوث انخفاض ملحوظ في الالتصاق، مثل مداخل المحطات.

وفي هذا الصدد، تعتبر هاتان العمليتان فعاليتين لفترة محدودة، فطريقة النفث تفقد فعاليتها بمجرد سقوط الورقة التالية، بينما طريقة ترسيب الرمل تكون أكثر ديمومة، على الرغم من أن هطول الأمطار يزيل الرمل المترسب سريعا. وهناك طريقة أخرى تتمثل في استخدام شرارة كهربائية ذات جهد عال أو بلازما لتدمير المواد المترسبة، ولكن هذه الطريقة لم تستعمل إلا على نطاق تجريبي نظرا لاستهلاكها العالي للطاقة والضوضاء وتسببها في تدهور السكة.

أسلوب القيادة

كذلك، عندما تواجه القطارات صعوبة في التوقف أثناء ظروف الالتصاق المنخفضة، فإن الخطر الأكبر يتمثل في تجاوز الإشارات الحمراء أو تجاوز المحطات. وفي هذه الأوقات، يعتمد سائقو القطارات "القيادة الدفاعية"، والتي تتضمن الكبح المبكر وبلطف أكبر من المعتاد، كما يتم تطبيق قوة أقل عند بدء حركة القطارات.

وعلى صعيد آخر، قبل كل موسم لتساقط الأوراق، قد ترتب شركات القطارات تدريبات على الالتصاق المنخفض للسائقين المؤهلين حديثا لضمان قدرتهم على التعرف على بدء انزلاق العجلات ومعرفة الإجراءات الصحيحة للتعامل مع الموقف.

في هذا الإطار، في المملكة المتحدة، تنشر بعض شركات تشغيل قطارات الركاب جداول زمنية خاصة بـ "تساقط الأوراق" لإتاحة الوقت الإضافي الذي يستغرقه الكبح والتسارع الخفيف.

الحماية من انزلاق العجلات

إضافةً إلى ذلك، يتم تركيب معدات حماية من انزلاق العجلات في قطارات الركاب لإدارة سلوك العجلات في ظروف الالتصاق المنخفضة. وعندما يضغط القطار على المكابح، تعمل هذه المعدات بشكل يشبه نظام منع انغلاق المكابح (ABS) في السيارات عن طريق تحرير المكابح على أي محور إذا اكتشفت أنه ينغلق. يمكن للنظام كذلك التحكم في نظام الجر لمنع دوران العجلات حول نفسها عند تطبيق الطاقة.

انخفاض الالتصاق الناجم عن الطقس

علاوةً على ذلك، حتى فصل الصيف يمكن أن يشهد مشكلات مماثلة، حيث يمكن لزخات المطر الخفيفة التي تلي فترة طويلة من الطقس الجاف أن تتسبب في ظروف التصاق منخفضة تشبه تلك الناتجة عن تساقط الأوراق. وعندما تجف المياه، تختلط مع بقايا الأكسيد وتكون معجونا يفصل بين العجلة والقضيب مما يقلل الالتصاق. وعلى الرغم من أن هذا التأثير يكون قصير الأمد، إلا أن عدم القدرة على التنبؤ به يمكن أن يتسبب في وقوع حوادث كبيرة، كما يمكن لندى الصباح أن يؤدي إلى النتيجة ذاتها.

إضافةً إلى ذلك، يمكن أن يسبب فصل الشتاء كذلك مشكلات في انخفاض الالتصاق عندما يتراكم الجليد والثلوج على الخطوط. ومثلما يحدث لسيارات الطرق، يمكن أن يتسبب الجليد الأسود في مواجهة القطارات صعوبة عند البدء في الحركة، أو قد يؤدي إلى انزلاق العجلات أثناء الكبح جراء غياب الحماية المناسبة.

من جانب آخر، يتسبب موسم تساقط أوراق الأشجار في أكبر قدر من الاضطراب لعمليات السكك الحديدية. تظهر هذه المشكلة بوضوح في المناطق التي تحتوي على غابات كثيفة نفضية مثل دول وسط المحيط الأطلسي الأمريكية، ونيو إنجلاند، وأجزاء كثيرة من أوروبا بما في ذلك المملكة المتحدة، وجنوب أونتاريو في كندا. وحيثما تسقط الأوراق على مسار السكة الحديدية، يتجمع بعضها على رأس السكة ثم تضغطها القطارات بقوة وتحولها إلى طبقة زلقة منخفضة الاحتكاك على رأس السكة وعلى سطح العجلات. إذا كان المناخ رطبا، تلتصق الأوراق الرطبة بالسكة بشكل فعال جدا. ويتسبب التيار الهوائي الناتج عن مرور القطار في سحب الأوراق القريبة وترسيب المزيد منها على رأس السكة. يكون تراكم هذه المواد تدريجيا، وتصبح صلبة لدرجة تمنع تآكلها بسرعة جراء المرور العادي للقطارات.

إضافةً إلى ذلك، يمكن أن يحدث تلوث رأس السكة الناتج عن الظروف الجوية في أي وقت من العام.

الاتصالات

في هذا الإطار، يلتزم السائقون بموجب كتاب القواعد، بإبلاغ مسؤولي الإشارات فورا عن أي انخفاض في التصاق رأس السكة في موقع غير منشور، أو أي التصاق ضعيف بشكل استثنائي في المواقع المنشورة.

وفي السياق ذاته، بعد تلقي تقرير عن ظروف التصاق منخفضة، يتصل مسؤول الإشارات بسائقي القطارات التالية عبر الراديو لتحذيرهم، وقد يطلب من أحد السائقين إجراء اختبار توقف محكوم.

من جانب آخر، تتوفر في بعض المواقع لوحات إرشادية على جوانب الخطوط تبين بداية ونهاية مناطق الالتصاق المنخفض المنتظمة المعروفة.

علاوةً على ذلك، تنشر المواقع المنتظمة المعروفة باسم "مناطق الالتصاق المنخفض المعروفة" في الملاحق الإقليمية وتشكل جزءا من المعرفة الجغرافية للسائق بالمسار.

ومن جهة أخرى، أي معلومات حول موقع وشدة ظروف الالتصاق المنخفضة تمنح سائقي القطارات تحذيرا مسبقا. وفي المملكة المتحدة هناك عدة مصادر لذلك:

انخفاض الالتصاق الناتج عن سحق الحشرات

كذلك، هناك الكثير من المواد التي يمكن أن تسبب انخفاض الالتصاق عند ترسبها على رأس السكة. ففي ولاية فيكتوريا بأستراليا، تسبب سحق عجلات القطارات لأسراب من ديدان الألفية البرتغالية الغازية التي كانت تعبر المسارات في فرض غرامات مالية كبيرة على مشغل قطارات الركاب في/لاين نتيجة لإلغاء الرحلات وضعف دقة المواعيد في أحد فصول عام 2001. وفي سنة 2009، تأثرت مسارات السكك الحديدية في تالاروك في وسط فيكتوريا كذلك بغزو ديدان الألفية البرتغالية، مما أدى إلى إلغاء عدة قطارات. ويشتبه في أن سحق هذه الديدان كان سببا في تصادم قطارين في كلاركسون بالقرب من برث في أستراليا الغربية في سبتمبر 2013.

ومن جهة أخرى، كما تم الإبلاغ عن سكك حديدية زلقة تسببت فيها اليرقات في كوينزلاند عام 1938. وأثر الجراد المسحوق على عمليات القطارات في شركة تيمب تعدين وأولافي للسكك الحديدية في جنوب غرب إفريقيا (ناميبيا الحالية) عام 1924.

طرق حديثة

كذلك، توجد مجموعة من الطرق الحديثة التي تخضع للتجربة لتنظيف التلوث من على رأس السكة. تستعمل إحدى الطرق ثاني أكسيد الكربون الصلب (الجليد الجاف) الذي يتم إطلاقه على المسار عبر فوهة، مما يزيل التلوث من خلال التبريد السطحي والطاقة الحركية والتسامي. وتتضمن الطرق الأخرى التي تم اختبارها بلازما الميكروويف والموجات فوق الصوتية.

هولندا

علاوةً على ذلك، تمثل السكك الزلقة مشكلة كذلك في هولندا، وتتعامل معها شركتا نيدرلاندس سبورويجين وبروريل. ولتجنب انغلاق العجلات، يطلب من القطارات في بعض المسارات الكبح المبكر والتسارع البطيء، كما جهزت بعض القطارات بمعدات لنثر جل السانديت على القضبان، حيث شهد خريف عام 2016 تطبيق ما يقرب من 90,000 لتر من هذا الجل عبر الشبكة الهولندية. وفي خريف عام 2014، أعلن عن مشروع تجريبي بالتعاون مع جامعة دلفت للتكنولوجيا لاستخدام أشعة الليزر في إزالة الملوثات من على السكك.

• انظر كذلك
• علم الاحتكاك
• المراجع