Prove ottiche nel settore ferroviario

Il laboratorio di Ottica di Istituto Giordano esegue test su parabrezza e finestrini dei treni in base alle principali normative italiane e internazionali. Le prove includono:

• qualità estetica;
• distorsione ottica;
• separazione dell’immagine secondaria;
• trasmittanza luminosa;
• cromaticità;
• haze;
• resistenza all’abrasione;
• resistenza all’invecchiamento.

L'obiettivo di questi test è garantire che il vetro non alteri la visione dell’ambiente esterno o la percezione di colori e segnali luminosi. Inoltre, si verifica che la qualità del vetro resti intatta nel tempo, anche quando esposto ad agenti esterni come il sole o i processi di pulitura.
 

Qualità estetica

Diversi metodi vengono usati per valutare la qualità estetica dei vetri ferroviari. Tra questi, il più noto è lo “zebra test”, regolato dalle norme NF F 31-129 (vetri temprati) e NF F 31-250 (vetri laminati).
L’obiettivo della prova è verificare che i processi di produzione del vetro quali la tempra o la lami-nazione non introducano distorsioni dell’immagine vista attraverso il vetro a causa di disomogeneità nel prodotto. Il test consiste nel posizionare il vetro davanti a uno schermo con strisce bianche e nere inclinate di 45°. Il prodotto è posto su un supporto rotante e viene fatto ruotare attorno all’asse verticale fino a trovare l’angolo limite oltre il quale il vetro distorce le righe dello schermo. Le norme di riferimento fissano il valore limite di tale angolo di rotazione per stabilire se il vetro sia conforme alla normativa o meno. Un esempio di zebra test in cui viene riscontrata una distorsione delle righe dello schermo è mostrato in. Figura 1.

Distorsione ottica e separazione dell’immagine secondaria

La norma ISO 3538 prevede due prove per valutare la distorsione ottica e la separazione dell'immagine secondaria.
La prima consiste nel proiettare una matrice di punti luminosi di diametro e spaziatura definiti dalla norma sul vetro e ispezionare il diametro di tali punti su uno schermo dopo che l’immagine ha attraversato il vetro (Figura 2).























La distorsione ottica si traduce in una variazione del diametro dei punti, che viene misurato dal tecnico di laboratorio e confrontato con i limiti normativi per stabilire la conformità del prodotto.
La seconda è pensata per verificare che un vetro non crei un’immagine “fantasma” delle sorgenti luminose esterne al treno, come i semafori lungo i binari o i fanali di un altro treno. Per verificare ciò il laboratorio è dotato di un dispositivo luminoso che genera un’immagine “ring and spot”, ossia costituita da un cerchio luminoso e un anello luminoso concentrico al cerchio (Figura 3).





















L’osservatore guarda l’immagine attraverso il vetro e accerta l’eventuale presenza di un’immagine fantasma del cerchio luminoso prodotta dal vetro. La prova è superata se l’immagine fantasma non si genera o, in caso contrario, se tale immagine non esce dal perimetro definito dall’anello luminoso.

Trasmittanza luminosa, cromaticità e haze

Questi test misurano quanto il vetro lascia passare la luce, come si modifica il colore della luce che lo attraversa e quanto sia nitida l'immagine visibile dall'altra parte.
La trasmittanza luminosa misura la percentuale di luce visibile che passa attraverso il vetro, mentre la cromaticità rappresenta il colore della luce esaminata con coordinate numeriche. L'haze quantifica la torbidità del vetro. Le misurazioni vengono fatte con uno spettrofotometro, che analizza la luce trasmessa attraverso un campione di vetro, e i risultati vengono confrontati con i limiti previsti dalle norme.






























 

Verifica della resistenza all’abrasione e all’invecchiamento

I vetri dei treni subiscono abrasioni dovute a particelle nell’aria e ai processi di pulizia, l’esposizione agli agenti atmosferici, come la radiazione ultravioletta, possono inoltre degradare il prodotto, soprattutto nel caso di vetri laminati con intercalari plastici.
 I laboratori di Ottica e Chimica di Istituto Giordano lavorano in sinergia per determinare la capacità del vetro di resistere agli agenti che causano abrasione ed invecchiamento, simulando tali processi con macchinari dedicati e andando a confrontare le proprietà ottiche misurate prima e dopo il processo per valutare la risposta del prodotto. Nello specifico, la prova di resistenza all’abrasione prevede la misura dell’haze prima e dopo l’abrasione eseguita con apparecchio di tipo Taber per quantificare l’aumento di torbidità dovuto all’abrasione. La prova di resistenza all’invecchiamento prevede la misura della trasmittanza luminosa e il calcolo del cosiddetto “indice di giallo” prima e dopo l’invecchiamento accelerato in camera UV-condensa. Il deperimento del materiale a seguito dell’invecchiamento è quantificato dalla variazione di indice di giallo. La normativa di riferimento fissa i limiti massimi di variazione di haze ed indice di giallo per stabilire la conformità del prodotto.


 
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