Riccardo Genova - DITEN - Scuola Politecnica - Università degli Studi di Genova CIFI (Collegio Ingegneri Ferroviari Italiani)
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DITEN – Scuola Politecnica - Università degli Studi di Genova
CIFI (Collegio Ingegneri Ferroviari Italiani)
Riccardo Genova
Sommario Energia e trasporti, fonti rinnovabili Interoperabilità Scambio modale Aderenza Sistemi a cremagliera Scartamento ridotto e raggio di curvatura Raggio di curvatura Il “ridotto” in Italia Il “ridotto” austriaco Il “Glacier Express” Il “Golden Pass” La conservazione storica
Nel “portafoglio” energetico relativo ai consumi di energia la voce trasporti è al primo posto con un valore che si attesta al 27% del totale
Ferrovia Meiringen-Innertkirchen (KWO)
Tra le fonti rinnovabili quella idroelettrica presenta una potenza installata
a livello globale pari a 900 GW pari a circa il 20% del totale (4500 GW)
Il totale dell’energia prodotta da fonte idroelettrica è pari a 3200 TWh (17% del
totale).
Rispetto alla potenza installata solo il 16% viene effettivamente utilizzato.
L’energia elettrica è fruibile nello stesso tempo e (salvo
lunghe e poco vantaggiose linee di trasmissione) nello
stesso spazio ove viene prodotta. Alcuni Paesi in via di
sviluppo (Asia e Africa) presentano grandi capacità
produttive e scarsa capacità di utilizzo. Tali Paesi sono
candidati a produzione di idrogeno su larga scala.
Per elettrolisi occorrono 6,3 kWh per ottenere 0,112 kg di
H2 da un litro di H2O.
Scenari al 2020 indicano per il fotovoltaico potenze
installabili di 50 GW in Europa e 25 GW in Africa.
La Città Salisburgo (140.000 abitanti) ha sviluppato una rete di trasporto a basso impatto ambientale 9 linee filoviarie Ferrovia locale (SLB, Salzburger Lokalbahn) Sistema ferroviario S-Bahn Funicolare Festungbahn
Il trasporto urbano è connotato dalla presenza di un’estesa ed
efficiente rete filoviaria
83 filobus (snodati 18 metri)
9 linee
4,8 milioni di km
9,5 milioni di kWh di cui 7,5 milioni di
kWh, pari al 79%, ricavati da fonte
rinnovabile (idroelettrica)
25% dell’energia rigenerata durante
la frenatura
60.000 tonnellate per anno in meno
di C02
Minori emissioni di polveri e acustiche
Il «tram treno» prevede l’impiego di una nuova famiglia di
veicoli tranviari adatti alla circolazione in ambito ferroviario
Per le loro caratteristiche intrinseche l’utilizzo urbano e
ferroviario avviene senza limitazioni
La rete di Kassel, aperta nel 2007, si caratterizza per:
4 linee (RT1-RT2-RT3-RT4) per 122 km
18 RegioCitadis versione E/E (750 cc - 15kV 16 ⅔ Hz)
10 RegioCitadis versione E/D (750 cc – diesel)
Sistemi “light”, classificabili in Italia come TT2 o TT3 e dunque
non destinati ad interoperare con rotabili ferroviari ordinari,
sono caratterizzati da veicoli a scartamento ordinario o ridotto
con sagoma “stradale” pari a 2,30 – 2,40 metri (ad esempio
Nordhausen - Harz, 3 linee, 140 km compresa la Brockenbahn;
WLB – Vienna; Berna Worb Dorf; Stubaitalbahn) e capaci
quindi di svolgere servizio anche su reti urbane.
Rotaia Vignoles
Rotaia Phoenix
Tale filosofia è, entro certi limiti gestionali, la
riproposizione delle ferrovie economiche vicinali e delle
tranvie extraurbane che collegarono un tempo le città-
pilota e gli attuali capoluoghi di area metropolitana ad
altri centri delle conurbazioni
Padova (Guidovie Centrali Venete) Padova (Guidovie Centrali Venete)
Per gentile concessione Dott. Urb. Alberto Routher-RutterLo scambio modale deve essere
semplice ed immediato. Sono
necessari:
orari integrati;
sistema unico tariffario.
Questo è importante per
aumentare l’attrattività
dell’intero sistema sia per
scopi turistici che per servizi
integrati di TPL (Trasporto
Pubblico Locale)Il fenomeno dell’aderenza Il movimento dei convogli in ambito ferroviario, generato dalla coppia cinematica ruota-rotaia, è possibile se la ruota, nel suo moto di rotolamento, può esercitare uno sforzo adeguato senza slittare. La situazione più critica è la fase di avviamento; occorre infatti evitare che, per effetto della coppia motrice applicata sugli assi, lo sforzo di trazione (massimo all’avviamento) superi il potere aderente. F = pa fa F potere aderente pa peso aderente fa coefficiente di aderenza
Aderenza naturale ed artificiale Per sviluppare sistemi a guida vincolata su pendenze ove l’attrito ruota-rotaia non è sufficiente a garantire l’avanzamento del veicolo la soluzione è quella di realizzare impianti ad aderenza artificiale in virtù di quelli classici ad aderenza naturale. Pendenze del 35‰ (Giovi) sono considerate al limite dell’esercizio con materiale rotabile standard. Se l’esercizio è realizzato con locomotiva e poche carrozze, o con elettrotreni leggeri, tale valore può raggiungere il 45‰. Linee a scartamento ridotto o tranvie dove spesso operano rotabili leggeri ad aderenza totale possono presentare pendenze del 70‰ come sulla Ferrovia del Bernina.
Sistemi a cremagliera (1/2)
Nei percorsi a cremagliera con
pendenze anche oltre il 200 ‰,
una ruota dentata solidale al
sistema di propulsione del rotabile
si innesta su di una rotaia
sagomata in modo da realizzare
una sorta di ingranaggio lineare
tra essa stessa ed il pignone (ruota
dentata) presente sul veicolo.
La Ferrovia del Pilatus (da
Alpnachstad a Pilatus Kulm) con
pendenza 480‰ è realizzata con il
sistema Locher basato sulla presenza
di due ruote dentate orizzontaliSistemi a cremagliera (2/2)
L’impiego di sistemi a cremagliera prevede l’utilizzo di
particolari accorgimenti per gli scambi:
Dolderbahn Pilatusbahn
Dolderbahn Wengen Alpen Bahn Wengen Alpen BahnFell, Agudio e Laviosa
John Barraclough Fell propose nella seconda
metà dell’800 un sistema per aumentare
l’aderenza basato su l’azione di due ruote
orizzontali ammorsate su di una rotaia
centrale, sperimentato sulla Ferrovia del
Moncenisio, successivamente chiusa.
Tommaso Agudio sviluppò alla fine
dell’800 un progetto di funicolare
“teledinamica”. Le vetture potevano
agganciarsi-sganciarsi dalla fune
mediante puleggie e ruote dentate in
modo indipendente, come per la Sassi
Superga, poi convertita a cremagliera.
Alberto Laviosa nella prima metà del ’900
ideò le Autoguidovie: i veicoli dotati di ruote
in acciaio e bordino ricoperte in gomma
procedevano su binari in cemento con bordo
in acciaio per garantire la guida vincolata e
sperimentati sulla Guidovia della Guardia.La «trenovia» Trieste Opicina La “trenovia” Trieste-Opicina collega la città con la località situata sull’altopiano su un percorso di 5,175 m: il dislivello di 160 m viene superato mediante una tratta a funicolare (già a cremagliera) di 869 m con spintori la cui funzione è di portare a monte o a valle il tram con in quale si espleta il servizio.
La Bergbahn in Turingia La Oberweißbacher Bergbahn, di lunghezza totale 3986 m è caratterizzata da una tratta a funicolare di 1351 m con un dislivello di 323 m avente lo scopo di interconnettere la linea ferroviaria a valle con il tratto in altopiano. Per tale motivo uno degli elementi della funicolare ha la funzione di piano elevatore.
Lo scartamento “ridotto” (1/2) Si parla di scartamento “ridotto” quando lo stesso è inferiore a quello standard (“ordinario”) pari a 1435 mm. Poiché i rotabili sono generalmente ad assale rigido (sprovvisto di differenziale) uno scartamento più stretto garantisce, a parità di raggio di curvatura, un minor attrito nello strisciamento delle ruote e pertanto una minore resistenza al moto.
Lo scartamento “ridotto” (2/2) Poiché tale fenomeno è frequente per linee tortuose, come quelle di montagna, per tale motivo si è preferito in questi casi adottare lo scartamento ridotto unitamente alla possibilità di ridurre l’ampiezza della sede ferroviaria (con conseguente risparmio in termini di spazio ed economica) anche per le opere d’arte quali ponti e gallerie.
Il raggio di curvatura Raggi di curvatura molto ridotti possono essere superati, a bassa velocità, mediante ingegnosi sistemi come quello utilizzato a Kradolf (CH, raggio 35 m dove il bordino esterno monta sulla rotaia e quello interno viene trattenuto dalla controrotaia).
Scartamento “ridotto” in Italia (1/2) La vastità e la complessità orografica del territorio italiano ha visto, in passato, la costruzione di diverse linee a scartamento ridotto. La Mori Arco Riva (1891 – 1936, 25 km), la «Parenzana» Trieste – Parenzo (1902 – 1935, 123 km) e la Ferrovia della Val Gardena, Chiusa – Plan (1916 – 1960, 31 km), tutte di impronta austro-ungarica con scartamento «bosniaco» 760 mm.
Scartamento “ridotto” in Italia (2/2) Ad eccezione di alcune sporadiche realizzazioni a 750 mm e 850 mm, della Ferrovia a cremagliera Principe Granarolo a Genova con scartamento 1200 mm, vennero utilizzati in Italia lo «scartamento ridotto italiano» 950 mm e «metrico» 1000 mm. Mentre lo scartamento 950 mm si diffuse nelle reti complementari di Sicilia, Sardegna, Calabria e Lazio (tra cui la Roma – Giardinetti), lo scartamento metrico contraddistinse le «secondarie» appenniniche ed alpine del nord Italia, eccezion fatta per la SFD (Calalzo – Cortina – Dobbiaco) a 950 mm.
La «Ferrovia delle Dolomiti» La SFD (Calalzo – Cortina – Dobbiaco) è un’occasione perduta, forse non per sempre ... Riproporre il tracciato originario di 65 km della ferrovia, aperta nel 1921 e chiusa nel 1964, sarebbe oggi complicato. Già ai tempi la coesistenza con la SS 51 di Alemagna e con un percorso troppo accidentato ne faceva immaginare modifiche mediante opportune varianti. La complessa mobilità nel Cadore, nelle valli del Boite e del Landro ripropongono il bisogno di studiare una nuova «cura del ferro».
La situazione in Italia (1/2) A seguito delle copiose dismissioni degli anni ’60, il panorama delle “concesse” in Italia si è assotiliato a poche realtà. Le linee sopravissute, dopo anni difficili, hanno raggiunto oggi elevati standard di servizio con promettenti prospettive, trovandosi collegate alla rete ferroviaria nazionale ed internazionale e facendo immaginare future relazioni con i circuiti ferroviari d’oltralpe.
La situazione in Italia (2/2) Tra le linee di particolare interesse vanno certamente considerate: • Domodossola Locarno (Centovalli); • Ferrovia del Renon (collegata a Bolzano mediante funivia); • Ferrovia Trento Malè Marilleva Mezzana. Va ricordato come la Ferrovia del Bernina ha il suo capolinea a Tirano e che le ferrovie a scartamento ordinario Brescia Iseo Edolo e Merano Malles (riaperta nel 2005) possano svolgere in prospettiva un potenziato ruolo di interconnessione.
Il“ridotto” austriaco In Austria sono diffuse numerose ferrovie a scartamento metrico, come la Stubaitalbahn (Innsbruck - Fulpmes) o la Achenseebahn (a cremagliera Jenbach - Achensee), e «bosniaco» 760 mm come la Zillertalbahn (Jenbach – Mayrhofen), la Pinzgauerbahn (Zell am See – Krimml) e la monumentale ferrovia della Mariazell (St. Polten – Mariazell).
La rete ferroviaria italiana nel 1958 La situazione del 1958 mostra diverse ferrovie “secondarie”, ancora in esercizio, anche nelle aree alpine.
La rete ferroviaria in Svizzera La rete della Confederazione presenta numerosi reti complementari a servizio dei grandi assi ferroviari europei.
Il “Glacier Express“ La Ferrovia Retica (RhB) è una estesa rete a scartamento metrico che svolge un intenso servizio nella vasta area montuosa dei Grigioni ed è collegata a Disentis con la Matterhorn Gotthard Bahn (MGB), nata dalla fusione della Brig Visp Zermatt (BVZ) con la Furka Oberalp (FO). Lungo questi itinerari è possibile viaggiare con il Glacier Express da Zermatt a Tirano. La tratta «Furka Bergstreke» abbandonata dopo la costruzione della galleria tra Oberwald e Realp è stata ripristinata per l’esercizio turistico con treni a vapore effettuati nel periodo estivo.
Il “Golden Pass” (1/3)
Il “Golden Pass” (2/3) Il Golden Pass collega Montreux con Lucerna attraverso le linee della MOB (Montreux-Berner Oberland-Bahn), BLS (Bern- Lötschberg-Simplon) e ZB (Zentralbahn). La MOB è interconnessa alla Ferrovia Museo Blonay Chamby ed alla linea per Vevey e Les Pléiades nonché (a Montbovon) con la rete TPF - treno del cioccolato Montreux Bulle - (Transports Publics Fribourgeois, già parte di GFM Gruyère-Fribourg- Morat, con a Bulle la stazione di interscambio a doppio scartamento). Ad Interlaken vi è l’interscambio con le Ferrovie della Regione della Jungfrau.
Il “Golden Pass” (3/3) È allo studio la possibilità di eliminare la rottura di carico a Zweisimmen ed Interlaken Ost con vetture panoramiche a scartamento variabile.
Le merci Le merci possono viaggiare sulle linee ferroviarie garantendo quindi un ulteriore beneficio per il territorio. Differenze di scartamento vengono affrontate mediante appositi carri.
La conservazione storica La meritoria opera di conservazione del materiale rotabile di pregio (insieme agli impianti nonché documentale) fornisce importanti ricadute con la possibilità di organizzare viaggi speciali e d’agenzia sulle reti ferroviarie che ne sono provviste.
Prossimamente alla Genova Casella Ritornerà a breve in servizio sulla Ferrovia Genova Casella l’elettromotrice A2, restaurata allo stato di origine FEVF
Conclusioni È possibile immaginare la redazione di un progetto organico per una rete ferroviaria dolomitica adatta da interconnettersi mediante relazioni dirette o indirette alle altre infrastrutture esistenti - primarie e secondarie - al fine di realizzare un circuito turistico alpino comprensivo di funicolari, funivie e linee di navigazione lacuale, che possieda tra i suoi elementi anche una valenza di TPL.
DITEN - Dipartimento di Ingegneria Navale, Elettrica,
Elettronica e delle Telecomunicazioni - CIRT
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