De Britse spoordienst is getroffen door wijdverbreide treinvertragingen en hoge niveaus van annuleringen tijdens de hittegolf. De hele oostkustlijn tussen Edinburgh en Londen was op 20 juli urenlang afgesloten vanwege de hitte.

Dus waarom veroorzaakt de hittegolf zoveel schade aan de treinlijnen? Zoals de meeste bouwmaterialen zet staal, waarvan de rails zijn gemaakt, uit als de luchttemperatuur stijgt. Wanneer deze beweging wordt tegengehouden door de verankering, die de rail en de dwarsligger (de rechthoekige steunen voor de rails) op hun plaats houdt, stapelen zich interne spanningen op, en compressie knikt of knikt de rail.

Door deze knik kan een lang stuk staal, zoals een stalen rail, licht doorbuigen of knikken. Treinen kunnen niet met knikken over spoorlijnen rijden. In de VS veroorzaakten knikken veroorzaakt door de zon meer dan 2.100 treinontsporingen in de afgelopen 40 jaar, wat overeenkomt met ongeveer 50 ontsporingen per jaar.

Wanneer de luchttemperatuur 30°C bereikt, kunnen rails in de zon 50°C bereiken. In het VK wordt een tijdelijke snelheidsbeperking opgelegd wanneer het spoor deze temperatuur bereikt, omdat treinen minder druk uitoefenen op het spoor als ze vertragen. Sommige spoorwegonderhoudsteams schilderen de rails wit om ze in de zomer af te koelen. Volgens Network Rail kan dit de spoortemperatuur met 5°C verlagen, tot 10°C. Werknemers van Network Rail begonnen enkele dagen voor de hittegolf van juli met het schilderen van de spoorlijnen.

Moderne railsystemen worden steeds beter in het op hun plaats houden van rails. De meeste sporen zijn gemaakt van lange stukken rail die zijn uitgerekt en aan elkaar zijn gelast, waardoor ze op hun plaats blijven. Dit verkleint de kans op knikken. Wanneer een spoor bestaat uit korte rails die aan elkaar zijn vastgeschroefd, laat Network Rail kleine openingen tussen elk spoor om uitzetting bij warm weer mogelijk te maken.

Elektrische treinen worden vaak aangedreven door bovenleidingen die ook door warm weer kunnen worden beschadigd. Door warmte kunnen draden uitzetten en doorhangen. Te veel doorbuiging zal de bovenleidingsapparatuur breken. Een katrolsysteem houdt bovenleidingen gespannen en kan doorhangen compenseren.

Hoe andere landen ermee omgaan

Nu de temperaturen tot ongekende hoogte stijgen, bezwijken zelfs Spaanse treinlijnen, die doorgaans goed bestand zijn tegen de hitte, en worden diensten geannuleerd.

Doorlopende lasrails, die wereldwijd standaard worden gebruikt, ook in het VK, zijn geoptimaliseerd om rond een bepaalde "stressvrije temperatuur" (SFT) te werken. 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 op het spoor. In de VS variëren de standaardwaarden tussen 35°C en 43°C.

Als de Britse SFT hoger was, zouden de spoorwegen bij warmer weer kunnen werken, omdat de rails bij hogere temperaturen niet zo veel zouden uitzetten. Maar als de rails gemaakt zijn voor een te hoge SFT dan kunnen ze de koudere temperaturen die ze in de winter ervaren niet aan. Dit zou enorme spanningen veroorzaken en de rails zouden van hun verankering kunnen afschuiven.

De spoorwegen van sommige landen zijn in staat om dergelijke hoge temperatuurvariaties aan te kunnen door massieve betonnen platen te gebruiken om de gecreëerde hogere krachten op te vangen. Maar plaatrails kost ongeveer vier keer zoveel om te installeren als standaard ballastrails.

Door klimaatverandering zullen de spoorwegen van veel landen vaker temperaturen bereiken waar ze niet op berekend zijn, waardoor het openbaar vervoer op een nooit eerder vertoonde schaal wordt bedreigd. We hebben zojuist de hoogste temperatuur ooit gemeten in het VK, namelijk 40,3°C, ruim boven het vorige dagelijkse maximum van 38,7°C in 2019.

Tijdens de bouw van HS2, de nieuwe hogesnelheidslijn die wordt gebouwd tussen Londen, Manchester en Leeds, zijn bruggen en bovenleidingen uitgerust met sensoren om gegevens te verzamelen over het weer, inclusief de luchttemperatuur. Deze gegevens zullen worden gebruikt om de digitale tweeling van HS2 te creëren, waardoor een nieuw type onderhoud mogelijk wordt dat hoge temperaturen en andere soorten storend weer kan voorspellen.

Een digital twin is een digitale weergave van het spoorwegnet. Hierdoor kunnen ingenieurs toekomstige scenario's voor het Britse spoorwegnet simuleren en voorspellen wat er kan gebeuren als er hoge temperaturen worden voorspeld, en kunnen ze van tevoren preventieve maatregelen nemen. Dit zou een manier kunnen zijn om enkele van de enorme annuleringen tijdens de recente hittegolf in het VK te voorkomen.