Tram treno, volume 4

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Andrea Spinosa PROGETTO TRAM-TRENO Tecnica di base sostenibilità sviluppo > Volume 4 iBinari + FERROVIE > METRO > TRAM > GREEN MOBILITY > www.ibinari.it Tram di Alicante (Spagna)

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La tecnologia dei servizi ferroviari leggeri (Tram-Treno/Treno-Tram) in ogni suo aspetto. Concetto chiave - elemento fondante e allo stesso tempo caratteristica peculiare - del Tram-Treno è l’interoperabilità: dal tram urbano alla ferrovia regionale e viceversa. Dal primo prototipo-esperimento urbano di Karlsruhe alle ultime realizzazioni.

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Andrea Spinosa

Progetto tram-treno Tecnica di base

2 2sostenibilità sviluppo

2 2sostenibilità sviluppo> Volume 4

iBinari+FerroVIe > metro > tram > green moBILItY > www.ibinari.it

tram di alicante (Spagna)

4. TECNICA DI BASE 1

La presente pubblicazione è scaricabile all’indirizzo: www.ibinari.it

Si ringraziano per il prezioso contributo Andrea Alessandri, Antonio Martino, Giorgio Stagni

Si autorizza la riproduzione, l’utilizzazione e la diffusione dei testi e delle immagini citando fonte testuale e

fotografica a cui restano i diritti di proprietà intellettuale.

Citazione bibliografica consigliata: Andrea Spinosa, Andrea Alessandri “Progetto Tram-Treno, volume 4: tecnica di base“ – Roma, gennaio 2011 iBinari.it

4. TECNICA DI BASE 2

Sommario

 

Complesso ruota-rotaia ......................................................................................................................................................................... 4 

Morfologia del profilo Vignole ........................................................................................................................................................ 9 

Morfologia del profilo Phoenix ..................................................................................................................................................... 10 

Allargamento in curva .................................................................................................................................................................... 11 

Integrazione ruota-rotaia: possibili soluzioni .............................................................................................................................. 12 

Equipaggiamento elettrico ............................................................................................................................................................... 14 

Azionamenti politensione ............................................................................................................................................................. 16 

Azionamento ibrido ........................................................................................................................................................................ 16 

Direzione evolutiva .......................................................................................................................................................................... 18 

La sicurezza ferroviaria: parte attiva ................................................................................................................................................ 19 

Il Sistema controllo marcia treno (SCMT) ................................................................................................................................. 21 

Le ferrovie regionali: un problema ancora aperto................................................................................................................. 23 

Il sistema ERTMS ............................................................................................................................................................................... 23 

Germania: il vero tram-treno opera qui ......................................................................................................................................... 26 

La direttiva VFL .................................................................................................................................................................................. 28 

Francia: Tram-Treno a piccoli passi .................................................................................................................................................. 30 

Spagna: si inizia dal treno-tram ........................................................................................................................................................ 39 

Tram-treno: panorama normativo ................................................................................................................................................... 44 

La sicurezza ......................................................................................................................................................................................... 45 

Sicurezza attiva ............................................................................................................................................................................ 45 

Sicurezza passiva ......................................................................................................................................................................... 46 

Progetto Safetram ............................................................................................................................................................................ 46 

Requisiti di un veicolo tram-treno ................................................................................................................................................... 49 

Omologazione: percorsi italiani ........................................................................................................................................................ 52 

Procedura per l’ammissione tecnica dei rotabili sulla Rete Ferroviaria Italiana .......................................................... 52 

Procedura per l’omologazione tranviaria ................................................................................................................................. 53 

Possibili schemi d’azione nello scenario italiano ................................................................................................................... 53 

Scenario tipo ...................................................................................................................................................................................... 54 

I convogli tramviari in ambito urbano: disciplina e normativa .............................................................................................. 60 

Norma UNIFER - UNI 7156-72 ........................................................................................................................................................... 61 

Tranvie urbane ed estraurbane - Distanze minime degli ostacoli fissi dal materiale rotabile e interbinario ......... 61 

Linkopedia ............................................................................................................................................................................................... 63 

Indice delle figure .................................................................................................................................................................................. 64 

4. TECNICA DI BASE 3

Promuovere oggi il tram significa non ripetere l’errore che fu commesso negli anni Sessanta quando il tram fu ingiustamente ritenuto un sistema di trasporto obsoleto e ormai sorpassato. In quegli anni si procedette, troppo velocemente, ad emettere un verdetto - a detta dei più, inevitabile - di condanna del sistema tranviario, che comportò una massiccia dismissione delle reti esistenti, senza che in alcun modo entrassero in gioco concetti come conservazione e modernizzazione. 25 città in Francia, 22 in Italia, 14 in Spagna decisero di rinunciare a quelle sferraglianti vetture, a quei veicoli lenti che intralciavano il sempre più veloce traffico automobilistico, a quei binari e a quella ragnatela di fili sospesi che “abbruttivano” così pesantemente le belle città europee. A trent’anni di distanza, il tram è considerato senza alcun dubbio una delle soluzioni più efficaci al traffico che attanaglia i centri storici di quelle stesse città, alle polveri di scarico prodotte anche da quelle stesse vetture – gli autobus a motore diesel – che allora apparivano come la soluzione più intelligente al trasporto pubblico. Il tram è

• Ecologico: nessuna emissione nociva che possa alterare la qualità dell’aria. • Potente: il motore elettrico ha una maggiore potenza in salita, le sue accelerazioni sono

eccellenti. • Economico: l’energia consumata è quella che serve esclusivamente al moto del veicolo, e viene

addirittura prodotta (e accumulata), quando frena o procede lungo una discesa. Su una rete già equipaggiata con dei servizi tranviari, il tram può condividerne le installazioni fisse (sottostazioni elettriche), l’equipaggiamento, il personale di manutenzione della linea aerea.

• Confortevole: la marcia è lineare, senza scossoni o sobbalzi, le accelerazioni e le decelerazioni sono estremamente regolari.

• Silenzioso: la tecnologia dell’armamento flottante permette di evitare tutta la rumorosità dei vecchi veicoli novecenteschi, anche in frenata. Quando è in moto, il livello sonoro è talmente basso da non poter essere in alcun modo paragonato a nessuno dei più moderni autobus a combustibile.

• Longevo: la vita media di un tram è circa il doppio di quella di un comune autobus. • Testato: forte di una continua sperimentazione – il primo veicolo risale al ventesimo secolo –

che si protrae senza interruzioni dal 1935, l’anno d’oro del tram, con l’apparizione dei primi veicoli moderni nelle città francesi di Lione e Rouen.

• Performante, perché beneficia dei progressi raggiunti sui veicoli elettrici.

Noi di pensiamo che sia in atto una nuova fase nella mobilità locale che vede protagoniste anche le realtà urbane minori e le vaste aree delle regioni urbane. Il mezzo di trasporto che si rivelerà vincente è quello che potrà garantire la capacità e le prestazioni dei sistemi urbani su ferro ma anche la flessibilità e le economie dei sistemi di lunga percorrenza.

È in questa ottica che nasce il progetto che in una serie di appuntamenti periodici, andrà a esaminare quella che è la tecnologia più promettente per la mobilità locale di area vasta.

4. TECNICA DI BASE 4

Complesso ruota-rotaia

Un servizio tram-treno si distingue per l’utilizzo di materiale rotabile di derivazione tranviaria, destinato ad operare in due contesti, quello tranviario e quello ferroviario, differenti per infrastrutture, regime di marcia e parametri normativi. L’adozione di un veicolo di natura prettamente urbana in uno scenario – quello ferroviario - prettamente extraurbano pone in evidenza problematiche e requisiti altamente specifici la cui corretta soluzione è condizione primaria per la diffusione di questo nuovo modo di trasporto. Alcuni requisiti, di carattere tecnico e funzionale, risultano vincolanti per l’effettiva praticabilità di una soluzione tram-treno, altri risultano invece secondari ma fondamentali al fine di proporre elementi di competitività ed offrire una qualità di servizio adeguata alle attese.

Fig. 1 rappresentazione schematica di una sala montata (disegno di Andrea Alessandri).

La ruota ferroviaria è composta da due elementi: il disco ed il cerchione. Il cerchione, calettato a caldo sul disco, viene generalmente ottenuto in acciaio laminato e comprende il bordino di guida che garantisce il contatto con la rotaia. I veicoli ferroviari hanno le ruote di uno stesso asse rigidamente collegate tra loro: l’insieme di due ruote e dell’asse corrispondente (assile) prende il nome di sala montata, hanno uguale velocità di rotazione e compensano con la conicità delle superfici di rotolamento il diverso sviluppo delle due rotaie L’assile, in acciaio fuso o fucinato, è di sezione circolare (a diametro variabile) e presenta alle due estremità i fuselli, i quali costituiscono, tramite l’interposizione di una boccola metallica lubrificata, l’appoggio della carrozza ferroviaria. Sull’assile sono calettati anche i dischi dei freni, che sono alettati per aumentare la superficie di scambio facilitando così la dispersione dell’energia termica che si sviluppa in fase di frenatura; così le temperature raggiunte non sono tali da alterare l’attrito dell’accoppiamento pastiglia – disco.

Le rotaie in acciaio dolce, sono gli organi di sostegno e guida del rotabile; su di esse rotolano le ruote dei veicoli ferroviari. Le rotaie vengono calcolate in modo da resistere a sforzi verticali statici e dinamici come una trave continua appoggiata (flessione e taglio per carichi normali al proprio asse), la sezione è a doppio T perché è quella che a parità di area presenta il maggior momento resistente. Il tipo di rotaia usato è quello a suola o Vignole, è caratterizzata da:

• fungo, che è la parte su cui direttamente insistono le ruote; • suola, per l’appoggio delle rotaie sulle traverse; • gambo, elemento verticale che collega il fungo alla suola, sede delle forature per i giunti. Il fungo, e precisamente la parte superiore del fungo, costituisce la superficie di rotolamento propriamente detta, su cui appoggia il cerchione; a sua volta il fianco interno del fungo costituisce la superficie di guida, contro la quale insiste il bordino.

4. TECNICA DI BASE 5

È essenziale notare che la superficie di rotolamento della rotaia è inclinata sull’orizzontale di un angolo

: ciò si ottiene inclinando di tale angolo l’appoggio della suola sulla traversa. Ovviamente anche la

superficie esterna del cerchione è inclinata di uguale angolo .

Fig. 2 diversi tipi di rotaia: a partire da sinistra, a fungo (Vignole), a gola, tozza (per carrogru)

Questo accorgimento lo scopo di “centrare” l’asse nei binari nella marcia in rettilineo, sopperendo almeno in parte alla mancanza del differenziale. La conicità delle ruote compensa in questo modo la differenza di rotolamento tra la ruota esterna e la ruota interna in curva. Bisogna inoltre definire

• 2c = scartamento di bordino: distanza tra i fianchi esterni dei bordini, misurata a 10 mm sotto il cerchio di rotolamento;

• 2s = scartamento del binario: distanza tra i fianchi interni delle rotaie, valutata a 14 mm sotto la superficie di rotolamento i due scartamenti definiscono e determinano l’accoppiabilità della sala montata con il binario.

Il valore normale dello scartamento del binario 2s delle ferrovie italiane è di 1.435 mm con una tolleranza di +5 e -2 mm. Questo valore è comune a quasi tutti i Paesi europei ed a molti extraeuropei (le rotaie di alcuni paesi come la Spagna e la Russia presentano uno scartamento maggiore).

SCARTAMENTO FERROVIARIO

1435 mm Standard UIC 1520 mm Estonia, Russia, Ucraina 1667 mm Spagna, Portogallo

SCARTAMENTO TRAMVIARIO

900 mm Germania, Austria, Portogallo950 mm Italia (Cagliari, Sassari)

1000 mm Belgio, Spagna, Svizzera 1067 mm Svezia, Estonia 1100 mm Germania (Braunschweig) 1435 mm Standard UIC 1445 mm Italia (Milano, Torino, Roma)

Fig. 3 principali misure di scartamento diffuse in Europa

Fig. 4

4 rotaia Vignolhttp://ww

le: sagomario sww.tkgftgleistec

standard (fontechnik.de/en/rail

4

e: ThyssenKruppway_track_ma

4. TECNICA DI B

p, manuale tecnual.html)

BASE

cnico -

6

Fig. 5 rotaia

a a gola (tipo Phttp://ww

Phoenix): sagomww.tkgftgleistec

mario standard

chnik.de/en/rail

4

d (fonte: Thysseway_track_ma

4. TECNICA DI B

enKrupp, manunual.html)

BASE

uale tecnico -

7

4. TECNICA DI BASE 8

Il primo problema da affrontare nella verifica della fattibilità di un veicolo per uso promiscuo riguarda quindi la realizzazione di un corretto interfacciamento di un unico profilo sia con i binari di tipo ferroviario che con quelli tranviari: la condizione discriminante più importante è sicuramente la presenza dello stesso scartamento sulle due reti. In campo ferroviario il rispetto dell’Unità tecnica ferroviaria ha favorito una buona omologazione di tutte le reti europee sul valore di 1.435 mm, con l’eccezione come detto, della rete spagnola, di quella russa e di molte reti minori, pubbliche o private; in campo tranviario invece la minore azione normativa ha portato alla presenza di diverse misure di scartamento, soprattutto nelle reti storiche. In Italia, ad esempio, mentre le nuove realizzazioni prevedono scartamento ferroviario, le reti di Milano, Roma e Torino presentano uno scartamento di 1.445 mm . Anche in Germania, il paese europeo a più alta diffusione di reti tranviarie, lo scartamento ridotto è presente in molte linee di vecchia costruzione, così come in Austria. Negli altri paesi europei la presenza di reti tranviarie deriva principalmente da interventi molto recenti, realizzati quindi con armamenti dimensionalmente molto simili a quelli ferroviari; le principali misure di scartamento in uso in Europa sono in tab. 1.

Fig. 6 doppio binario (scartamento metrico e ordinario) a Zwickau (Sassonia, DE).

Nel caso in cui la rete tranviaria sia già esistente la presenza di uno scartamento corrispondente a quello della linea ferroviaria è una condizione fondamentale per l’applicazione del modello tram-treno. A Milano come a Roma, i soli 10 mm di differenza nei confronti dello standard ferroviario rendono impossibile la creazione di un profilo ruota per uso promiscuo. È teoricamente ipotizzabile l’uso di carrelli a scartamento variabile, così come avviene già in campo ferroviario, ma a fronte di seri problemi di dimensioni, peso e costi. Lo scenario più adatto per l’applicazione di schemi tram-treno sia identificabile nelle aree ad urbanizzazione diffusa, contesti regionali caratterizzati da cittadine di dimensioni medie e piccole che - con qualche eccezione in Germania, Austria e Paesi dell’Est Europa - solitamente non possiedono reti

4. TECNICA DI BASE 9

tranviarie: la realizzazione di una rete urbana totalmente nuova elimina alla radice il problema della compatibilità di scartamento. Negli stessi contesti suburbani è però frequente incontrare reti ferroviarie secondarie caratterizzate da uno scartamento non standard: la realizzazione della rete tranviaria e del materiale rotabile può risultare vincolata a questa condizione, la quale non pone problemi di carattere tecnico, ma che può, nell’immediato ed ancor più in prospettiva, rendere il sistema un unicum che necessita di componenti specifici. Uno scartamento metrico può, nelle attuali configurazioni di carrelli per veicoli a pianale ribassato, causare una riduzione dello spazio disponibile per i motori e quindi influire negativamente sulle prestazioni ottenibili, mentre scartamenti molto ampi necessitano di carrelli di apposita concezione con un aumento del costo del veicolo stimabile nel 3-5% del totale per veicolo (ordine superiore ai 10 mezzi). Nel caso la linea ferroviaria possegga uno scartamento ridotto e si desideri, causa compatibilità con una rete già esistente o per motivazioni di carattere strategico, far circolare veicoli tranviari a scartamento standard, è possibile dotare la linea di una terza rotaia, compatibilmente con la presenza di spazio sufficiente per i diversi limiti di sagoma. Tale accorgimento, adottato ad esempio a Kassel, consiste nel realizzare due binari a diverso scartamento con una rotaia in comune e permette di far circolare sia veicoli a scartamento standard che rotabili a scartamento ridotto; questa soluzione pone allo stesso tempo le basi per un progressivo allineamento alla norma anche della linea pesante con l’acquisto di nuovo materiale a scartamento standard.

Risolto il problema dello scartamento, rimane però complesso il disegno di un profilo di ruota capace di effettuare un’interfaccia corretta in ogni parte delle due vie di corsa, soddisfacendo requisiti di compatibilità geometrica, resistenza meccanica e rispondenza alle norme.

Morfologia del profilo Vignole

Questa tipologia di rotaia non è compatibile con la presenza di carreggio, quindi viene utilizzata soprattutto in ferrovia ed in metropolitana, ma anche nelle tratte in sede separata delle tranvie.

Fig. 7 profilo Vignole - principali dimensioni in riferimento alla tab. 2

La denominazione delle diverse tipologie di profilo Vignole dipende dal loro peso per unità di lunghezza1:

1 Attualmente la norma UIC prevede principalmente le tipologie 60 e 71, dall’equivalente peso metrico in chilogrammi, definite nelle dimensioni nella fiche 861; le rotaie vengono realizzate in profilati di 36 metri ed unite in opera mediante saldatura alluminotecnica o a scintillio, al fine di

4. TECNICA DI BASE 10

tipo A

larghezza fungo

B/b

raggi

C

larghezza gambo

D

peso (Kg/m)

E

altezza

F

larghezza suola

S 49 67 80/13 14 49,43 149 125

S 54 67 80/13 16 54,54 154 125

U 50 65 60/13 15,5 50,90 153 140

UIC 50 70 80/13 15 50,18 152 125

UIC 60 72 80/13 16,5 60,34 172 150

Tab. 1 principali tipologie di rotaie Vignole diffuse in Europa - dove non indicato, misure in mm

Morfologia del profilo Phoenix

Questa tipologia di rotaia, oggi universalmente diffusa per applicazioni tranviarie, è frutto di una lunga evoluzione storica iniziata con la circolazione delle prime vetture ferroviarie in città. Il suo sviluppo risponde sia all’esigenza di realizzare una sede totalmente funzionale per il rotolamento, mantenendo un’interfaccia equivalente a quella ferroviaria, sia alla necessità di integrarsi nella pavimentazione della sede promiscua.

Fig. 8 profilo a gola di tipo Phoenix - principali dimensioni in riferimento alla tab. 3

A questo scopo risponde la realizzazione della rotaia a gola, ovvero di un particolare profilo asimmetrico che in un’unica geometria va a costituire:

• fungo: il suo profilo è diverso rispetto a quello di tipo Vignole in quanto la posa della rotaia avviene in piano; la faccia superiore è quindi inclinata verso l’interno del binario e presenta una larghezza leggermente inferiore;

• gola: si tratta di uno spazio cavo ricavato nella sagoma del profilato tra il fungo e la controrotaia, di dimensioni adatte ad ospitare il bordino, senza creare interferenze; le sue caratteristiche di profondità e larghezza determinano le diverse tipologie di rotaia a gola, utilizzabili come interfaccia per ruote con diverse geometrie e dimensioni di bordino. La presenza della gola nella pavimentazione di una

realizzare una lunga rotaia saldata meno soggetta all’effetto delle escursioni termiche; la tipologia di rotaia maggiormente diffusa in ferrovia è la 60 UIC, corrispondente alla UNI 60, mentre l’applicazione di 71 UIC è per ora consigliata solo per impieghi particolarmente gravosi.

4. TECNICA DI BASE 11

sede promiscua crea problemi sia per quanto riguarda la sua occlusione da parte di materiale esterno, sia per l’incompatibilità, oltre una certa dimensione, col traffico pedonale e ciclistico;

• controrotaia: questa parte del profilo costituisce la parete interna della gola e ne delimita rigidamente il confine con la pavimentazione; le rotaie a gola esistono con profilo , adatto a binari in rettilineo, ed , gola più larga per il transito in curva.

tipo A

profondità gola

B

larghezza gola

C

raggio fungo

D

larghezza fungo

E

larghezza gola

peso (Kg/m)

F

altezza

G

larghezza suola

paesi

59 47 42 10 56 12 58,96 180 180 D,Pl

59N 47 42 13 56 12 58,20 180 180 D,Pl

60 47 36 10 56 12 60,48 180 180 F,D,Pl

60N 47 36 13 56 12 59,74 180 180 S,D,Pl

37a 47 60 14 60 13 66,80 180 180 D

NP4aM 41 34,5 10 56 12 62,37 180 180 B

NP4aS 41 35,3 13 55,2 12 61,91 180 180 B

35 GP 45,9 36 10 56,2 13 54,78 152,5 141,5 F

41 GP 45,9 41 10 56,2 13 55,34 152,5 141,5 F,Ch

UNI 22 47 36 13 56 12 59,74 180 180 I

UNI 33 41 34,5 10 56 12 62,37 180 180 I

Tab. 2 principali misure delle tipologie di rotaia tipo Phoenix in uso in Europa

Allargamento in curva

Sempre riguardo al profilo della ruota, va infine considerato che sulle reti ferroviarie è previsto l’allargamento dello scartamento nei tratti in curva: questo accorgimento è volto soprattutto al contenimento della resistenza al moto derivante dal contatto tra bordino e rotaia in curva:

Raggio della curva Scartamento

da metri a metri mm

+∞ 275 1435

275 250 1440

250 225 1445

225 200 1450

200 175 1455

175 150 1460

150 0 1465

Tab. 3 allargamento dello scartamento sulla rete RFI

2 la rotaia tipo Ir2, descritta nella norma UNI 3142:1996, deriva dal tipo Ri 60N 3 la rotaia tipo Ir3, descritta nella norma UNI 3142:1996, deriva dal tipo NP4aM

4. TECNICA DI BASE 12

Integrazione ruota-rotaia: possibili soluzioni 4

La circolazione dei veicoli bitensione di Karlsruhe (RegioTram) è una prova di come tutti questi problemi possano essere risolti con successo qualora sussistano alcune condizioni di base. La rete della KVG, come altre in Germania, presenta scartamento standard ed armamento costituito da rotaie Ri 59N per i tratti in rettilineo e Ph 37A in curva, dotate di raggio di raccordo del fungo di 13 mm, lo stesso delle rotaie UIC 60, e capaci di ospitare bordini di dimensioni a norma ferroviaria. Per conciliare le esigenze di circolazione in sede promiscua e transito nei deviatoi, il profilo è stato modificato nel seguente modo: il cerchione ha una larghezza di 135 mm, contro i 100 mm usati in Germania e gli 84 mm previsti in Italia, e prevede un rientro di 8 mm sulla faccia interna, al fine di permettere al bordino di entrare nelle controrotaie ferroviarie senza urtarle. L’azione di guida viene trasferita dal bordino, sottile per entrare nelle gole tranviarie, alla faccia interna della ruota, che va ad interfacciarsi con controrotaie rialzate rispetto al piano del ferro.

Fig. 9 profilo del cerchione adottato a Karlsruhe sulle motrici GT 8-100 C/2S – quote in mm

L’area esterna del piano di rotolamento del cerchione è infine inclinata con tangente di 1/10 per una lunghezza di 37 mm in maniera tale da non interferire, causa la maggiore larghezza, con il manto stradale della sede promiscua.

A Saarbrücken la realizzazione del servizio tram-treno coincideva invece con la realizzazione di una rete tranviaria nuova, da configurare in assoluta libertà; le autorità cittadine hanno quindi optato per la realizzazione di un armamento a carattere ferroviario leggero. La rete utilizza rotaie a gola profonda di tipo Ph 37 A, il raggio minimo di curvatura è di 30 metri, la sede è rialzata di 80 mm sul piano stradale e viene usata in modo promiscuo solo occasionalmente da mezzi di emergenza o, in alcuni tratti, per l’accesso a proprietà limitrofe, mentre gli incroci sono a raso con preferenziamento semaforico. Il profilo del cerchione adottato è di tipo tipicamente ferroviario, con il bordino modificato solamente alla base per permettere il transito sul cuore tranviario; questa scelta deriva dall’osservazione di un’usura precoce delle ruote in uso a Karlsruhe, proprio a causa dell’esiguità del bordino.

4 Capitolo redatto da Andrea Alessandri.

4. TECNICA DI BASE 13

L’esempio di Saarbrücken dimostra come nel caso di nuova realizzazione della rete tranviaria, ovvero nello scenario oggi più plausibile in Europa, sia possibile adottare direttamente profili ruota di tipo ferroviario: questa soluzione obbliga però ad utilizzare rotaie con gola larga 60 mm, impedendo per ragioni di sicurezza il transito di biciclette nella sede. Il problema diviene quindi di tipo urbanistico e consiste nella necessità di trovare spazi alternativi per il traffico ciclistico, al fine di non rendere il tram ostacolo materiale all’uso di altri mezzi di trasporto. La Germania, dove le rotaie tranviarie hanno spesso dimensioni di gola rilevanti, offre buoni esempi di integrazione, con piste ciclabili diffuse e separate anche dai percorsi pedonali, ma tale scenario non è applicabile in tutti i contesti europei; il profilo speciale adottato a Karlsruhe riesce invece nell’intento di creare le condizioni tecniche per il servizio tram-treno mantenendo rotaie ancora compatibili con in transito di biciclette, anche se a costo di minore longevità delle ruote.

Fig. 10 profilo di un cerchione secondo la norma UNI 3332 [39] – quote in mm

KVG Karlsruhe SNCF

altezza del bordino mm 31 31

larghezza della ruota mm 135 135

diametro della ruota (a nuovo) mm 660 630

minimo (a nuovo) 6,5 6,5

distanza tra le facce interne delle ruote mm 1361 1360

distanza tra le facce interne dei bordini mm 1380 1380

Tab. 4 tabella riassuntiva delle dimensioni principali dei profili adottati dalla KVG e dalla SNCF

Anche lo studio preliminare della SNCF per applicazioni tram-treno (Tangetielle Nord, Parigi) parte da una condizione in cui la rete tranviaria è ancora da realizzare, mentre il caso di Kassel ripercorre l’esperienza di Karlsruhe; è quindi necessaria l’analisi di ogni singolo caso, processo che può portare a differenti soluzioni o anche risolversi in verdetti negativi. Le città Europee oggi dotate di reti tranviarie storiche sono in ogni caso poche e di dimensioni medio grandi, non rispondenti allo scenario tipo di un servizio tram-treno. I profili ruota studiati appositamente per un sistema tram-treno sono due, ovvero quello in uso a Karlsruhe e quello elaborato dalle SNCF sono riportati in tab. 4.

4. TECNICA DI BASE 14

Tali profili derivano dal confronto con la normativa UIC 510-2, riguardante i profili ruota ferroviari, e costituiscono soluzioni percorribili senza problemi. L’altezza del bordino è in entrambi i casi di 31 mm e necessita, prevedendo l’usura delle ruote, di una gola profonda 47 mm: in presenza di un di 6,5 sono necessarie larghezze di gola di 42 mm in curva e 36 mm in rettilineo, ancora compatibili con il transito di biciclette. La larghezza del cerchione è di 135 mm, la minima prevista dalla UIC 510-2 e compatibile con l’allargamento dello scartamento in curva; con l’uso di questi profili la rete urbana può essere armata con rotaie 59 , 60 o con la corrispondente UNI 2. In sintesi, l’applicazione di un profilo specifico per il tram-treno garantisce una piena operabilità sulle reti ferroviaria e tranviaria, soprattutto se quest’ultima è di nuova costruzione; in caso contrario è invece necessaria un’analisi specifica. Tale profilo non comporta l’adozione di rotaie con gola particolarmente larga, quindi non compromette la presenza di pedoni e ciclisti sul tracciato, ma rende le ruote soggette a fenomeni di usura precoce. Rimane in ogni caso possibile anche l’adozione di profili ferroviari, con rotaie tranviarie a gola larga, ma solo con la chiusura della sede a cicli e motocicli.

PROFILO MODIFICATO PROFILO FERROVIARIO

transito in rotaie a gola tranviaria, sede condivisibile con cicli e motocicli

piena compatibilità con armamento ferroviario, minore usura del bordino

usura precoce del bordino, necessità di modifica delle controrotaie ferroviarie

necessità di rotaie a gola larga, sede non condivisibile con cicli e motocicli

Fig. 11 sintesi dei fattori positivi e negativi nella scelta del profilo ai fini della piena compatibilità

Equipaggiamento elettrico 5

Una motrice tranviaria è spinta generalmente da motori elettrici trifase controllati da un circuito di trazione. In una rete cittadina l’alimentazione del circuito avviene tramite captazione, viene fornita cioè attraverso il contatto di un elemento strisciante, il pantografo, con un conduttore in sospensione aerea, mentre il ritorno di corrente avviene sulle rotaie.

La tensione in ingresso al pantografo, solitamente di 600 V cc o 750 V cc, passa attraverso un circuito di protezione ed alimenta una sezione ad alta tensione e circuiti ausiliari a media e bassa tensione:

1. circuito di trazione/frenatura: questo sistema gestisce, attraverso logiche di controllo elettronico, gli inverter di trazione, l’attivazione dei reostati di frenatura elettrica o del circuito di recupero, l’impianto frenante idraulico e quello di raffreddamento;

2. circuiti ausiliari: insieme di sistemi, differenti nei diversi veicoli, deputati all’alimentazione dei servizi quali guida e controllo veicolo, luci interne ed esterne, azionamento porte e climatizzazione. Si distinguono dal circuito t/f in quanto separati ed operanti grazie a convertitori ausiliari ridondati che forniscono corrente a tensione inferiore rispetto a quella di linea;

Questa configurazione di base risulta valida per un veicolo operante in un sistema chiuso e definito come quello di una rete tranviaria cittadina. Il transito su reti ferroviarie comporta invece il confronto con una realtà infrastrutturale differente anche in merito alle scelte riguardanti l’alimentazione. Mentre per le reti tranviarie urbane la scelta di una trazione elettrica e di un sistema di alimentazione a captazione si è storicamente imposta come l’unica compatibile con lo scenario cittadino e la natura dei veicoli, il sistema ferroviario sfrutta diverse soluzioni riguardo a trazione ed alimentazione in base alla natura del sevizio. Lo scenario europeo si caratterizza infatti per la presenza, quasi equamente ripartita, di

5 Autore del capitolo è Andrea Alessandri.

4. TECNICA DI BASE 15

linee ferroviarie elettrificate e non elettrificate: l’elettrificazione coincide solitamente con un alto sfruttamento della linea e con il transito di servizi passeggeri a lunga percorrenza, riflettendo scelte di carattere sia tecnico che politico. La natura della rete influenza chiaramente il disegno dei veicoli su di essa operanti: una motrice ferroviaria per linee non elettrificate, prive cioè della linea aerea di alimentazione, può presentare

• sistema di trazione diesel, in cui il moto viene trasferito direttamente dal motore ad un blocco di trasmissione meccanico e quindi agli organi di rotolamento; il sistema di frenatura è idraulico mentre un alternatore provvede all’alimentazione degli impianti ausiliari;

• sistema di trazione elettrico, con motori elettrici alimentati da un generatore diesel; il generatore provvede anche al fabbisogno degli impianti ausiliari mentre la frenatura può essere sia meccanica che elettrica.

Una elettromotrice riceve invece tutta l’energia necessaria dal circuito di alimentazione della linea aerea, cui è connessa attraverso lo strisciante del pantografo e le rotaie del binario: il sistema di frenatura è sia idraulico che elettrico, con possibile recupero dell’energia (regenerative braking). Un veicolo tranviario progettato per l’uso promiscuo sulla rete ferroviaria europea deve quindi interfacciarsi con:

• una considerevole porzione della rete, in particolare di quella regionale, priva di linea aerea; in fase di progettazione del servizio può essere valutata l’opportunità economica e la possibilità tecnica di elettrificazione della linea, in tensione tranviaria o secondo standard ferroviario, in base alla natura presente e futura del traffico pesante locale;

• scelte differenti riguardo a correnti e tensioni di alimentazione tra le diverse nazioni; in Europa sono principalmente in uso sistemi alimentati a 25 kV ca 50 Hz, 15 kV ca 162/3 Hz, 1,5 kV cc, 3kV cc.

In queste condizioni possono essere individuati quattro ipotetici scenari relativi all’alimentazione: 1. la rete urbana ed il tratto ferroviario sono entrambi elettrificati con standard tranviario; 2. il servizio utilizza tratti tranviari elettrificati e linee ferroviarie non elettrificabili; 3. la rete ferroviaria è già elettrificata ed il veicolo deve interfacciarsi con due diverse tensioni di

alimentazione aerea, urbana ed interurbana; 4. la linea utilizza una rete tranviaria e tronchi ferroviari alimentati con diverse tensioni, richiedendo al

veicolo capacità di accettare tre o più diverse tipologie di alimentazione. Il configurarsi di tali scenari dipende sia dalla situazione iniziale del contesto sia da scelte operate in fase di progettazione del servizio; in termini di prodotto ciò implica la necessità di un sistema veicolo capace di rispondere alle diverse combinazioni di requisiti possibili, ovvero già configurato al fine di accogliere differenti dotazioni di equipaggiamento elettrico. Procedendo nell’analisi delle possibili configurazioni dell’equipaggiamento elettrico, con le relative implicazioni in termini di costi, ingombri e peso, si rende evidente come un nodo fondamentale consista nell’opportunità di mantenere il sistema veicolo operante per sola captazione o di ricorrere a sistemi di generazione interna di energia.

Scenario Equipaggiamento

1 600/750 V cc

1, 2, 3, 4 generatore interno

3 600/750 V cc + 15 kV 162/3 Hz

3 600/750 V cc + 25 kV ca 50 Hz

3 600/750 V cc + 1500 V cc

3 600/750 V cc + 3000 V cc

2, 3, 4 600/750 V cc + generatore interno

4 600/750 V cc + 15 kV + 25 kV

Tab. 5 possibili configurazioni di impianto

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Azionamenti politensione

Un convoglio tranviario è per definizione un veicolo elettrico: tale soluzione tecnologica ne garantisce le doti di silenziosità ed efficienza energetica nonché le buone prestazioni ed il valore nullo di inquinamento atmosferico in loco: risulta quindi naturale trovare nell’adeguamento degli azionamenti la soluzione alla circolazione sotto diverse tensioni di linea. L’intervento nell’architettura di sistema si traduce nella realizzazione di un apparato capace di convertire la tensione ferroviaria in quella tranviaria; il sistema veicolo si presenta infatti come derivato da collaudati modelli tranviari urbani, disegnati per operare in corrente continua a 600 o 750 Vcc. Un’analisi sommaria dello schema di base comune alle realizzazioni bitensione esistenti individua:

• sezione di commutazione: subito alla base del pantografo il circuito prevede un commutatore per il cambio di tensione, uno scaricatore di sovratensioni e l’interruttore principale ad aria compressa. Il commutatore permette attivare o meno la sezione di trasformazione, in presenza di tensioni diverse da quella tranviaria; il suo azionamento è automatico e basato su un circuito di riconoscimento della tensione;

• sezione di trasformazione: schema e componenti di questa sezione variano in base alla tipologia di corrente ed al valore di tensione in arrivo; nel caso di Saarbrücken, con corrente alternata a 15 kV 162/3 Hz, il circuito si compone di uno stadio di trasformazione, della potenza di 660 kVA e con due secondari in uscita a massimo 400 V e 1.050 A, e di due convertitori a quattro quadranti posti in parallelo, con tensione d’uscita a 750 V cc;

• sezione di trazione ed ausiliaria: una volta garantita in ogni condizione operativa la presenza di tensione a 600 o 750 V cc, lo schema della parte di azionamenti deputata alla trazione ed all’alimentazione dei circuiti ausiliari riflette quello di un veicolo tranviario comune.

Una soluzione di questo tipo è praticabile e già disponibile sul mercato: la sua applicazione comporta un aumento dei costi del veicolo del 5-8% rispetto ad un veicolo tranviario comune, ed un sensibile incremento del peso totale, pari a circa cinque tonnellate nel caso di Karlsruhe e Saarbrücken (ma questo extra-peso si sta riducendo nei nuovi modelli come il Dualis) le componenti aggiuntive, in particolare gli apparati di trasformazione, hanno ingombri notevoli e pongono, soprattutto nell’ipotesi di un veicolo trimodale, seri problemi nel mantenimento dei limiti di sagoma. L’utilizzo di architetture modulari e di componenti comuni all’intero settore tranviario rende l’azionamento politensione, qualora applicabile, una scelta affidabile, efficiente, sostenibile in termini di costi e manutenzione e meglio rispondente alla natura elettrica del veicolo, anche dal punto di vista dell’immagine. Unico vincolo rimane, chiaramente, la presenza di linea aerea su tutto il percorso o di condizioni tecniche, gestionali ed economiche tali da permetterne la realizzazione.

Azionamento ibrido

Una rapida osservazione della tab. 5 pone però in evidenza come l’applicazione di sistemi di generazione interna, affiancati al sistema di captazione e non, offra apparentemente la migliore soluzione per il variegato scenario di alimentazione di un tram-treno anche nell’ottica di una armonizzazione dei requisiti sul mercato europeo; allo stesso tempo però la presenza sul mercato di veicoli ibridi è molto ridotta, a riscontro della presenza di alcune difficoltà di carattere non solamente tecnico. Un veicolo tranviario ibrido affianca alla trazione elettrica, pilotata da apparati di gestione della tensione e di frenatura, un impianto di generazione composto, oggi, da un motore diesel con relative componenti di supporto, da un alternatore e da un raddrizzatore.

Vantaggi. Un sistema di generazione interna dell’energia necessaria al veicolo lo rende chiaramente svincolato dalla presenza di linea di alimentazione aerea:

• un solo tipo di veicolo è capace di circolare indifferentemente su tutta la rete tranviaria e ferroviaria europea, sotto tutte le tensioni di linea o in assenza di elettrificazione;

• il prodotto è unico per qualsiasi contesto, non ci sono costi di sviluppo aggiuntivi da sostenere e sono possibili forti economie di scala;

• in linea teorica la generazione interna rende ottimale il consumo di energia, evitando la dispersione tipica delle reti di distribuzione;

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• l’alimentazione aerea potrebbe scomparire anche nei tratti urbani, rispondendo alla diffusa, anche se discutibile, accusa di inquinamento visivo.

Limiti. Il sistema veicolo rimane di natura elettrica, ma possiede anche una parte meccanica di considerevole complessità:

• il sistema necessita di maggiore manutenzione, soprattutto nell’apparato motore, e di competenza in settori molto differenti;

• il motore Diesel risulta penalizzante in quanto a rumore, vibrazioni, affidabilità ed ingombri rispetto ad apparati di sola natura elettrica;

• un azionamento ibrido ha bisogno di componenti di stoccaggio dell’energia, sia in termini di serbatoio di combustibile, particolarmente ingombrante, che di accumulatori o batterie necessarie ad un’ottimale gestione dell’energia a bordo;

• il veicolo produce inquinamento in loco e quindi, anche a fronte di un’eventuale maggiore efficienza energetica sistemica, subisce un deterioramento dell’immagine presso il pubblico;

• l’architettura generale, composta da un sistema di azionamento elettrico, con o senza pantografo, e da un impianto di generazione risulta complessa ed ingombrante in relazione alla natura di un veicolo tranviario.

Il ricorso a veicoli tranviari ibridi non è molto diffuso, ma esistono alcuni esempi in cui esso si è rivelato una scelta corretta: la città di Sapporo, in Giappone, utilizzò tram diesel per una nuova linea già negli anni ’60, sostituendoli però quando una maggiore quota di passeggeri rese possibile l’elettrificazione. La trazione ibrida si collega poi a scelte di carattere economico anche in casi molto recenti: la River Line (New Jersey Transit, USA) aperta nel 2003, è stata realizzata in questa modalità in quanto l’elettrificazione dell’intero percorso di 58 km avrebbe richiesto un investimento troppo alto.

Fig. 12 veicolo diesel della River line, che unisce la città di Camden a Trenton, nell’area metropolitana di Philadelphia (USA)

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Anche la rete della piccola cittadina di Nordhausen (Turingia, DE) possiede dal 2003 alcuni veicoli Siemens Combino Duo, dotati di un motore V8 da 3,9 l: i veicoli effettuano un servizio di tipo tram-treno su una linea non elettrificata, il cui adeguamento a tensione tranviaria sarebbe stato poco conveniente; una scelta simile è stata fatta anche a Kassel e si è concretizzata nell’ordine di 10 RegioCitadis di Alstom Diesel-elettrici destinati alle corse verso Wolfhagen. L’utilizzo di veicoli Diesel-elettrici per servizio tram treno deve quindi essere valutato:

• come scelta giustificata da un rapporto costi/benefici migliore rispetto alla totale elettrificazione di una linea;

• come unica soluzione quando l’elettrificazione non è tecnicamente possibile, ad esempio per la presenza di gallerie di sagoma ridotta;

• come scelta sistemica a fronte di un reale vantaggio rispetto a sistemi politensione, soprattutto nell’impianto di linee nuove; tale valutazione va effettuata in relazione ad orizzonti temporali adeguati e tenendo conto anche delle conseguenze sull’immagine del servizio.

Fig. 13 Combino in versione diesel/elettrico in servizio dal 2003 sulla rete di Nordhausen (Turingia, DE)

Direzione evolutiva

Il fatto che i sistemi di azionamento ibrido possano costituire una scelta sistemica percorribile trova riscontro anche nell’interesse che tali configurazioni riscuotono nel campo della ricerca industriale e della politica comunitaria: la maturità raggiunta dalla tecnologia di alimentazione elettrica per captazione porta ad identificare in sistemi alternativi il mezzo attraverso cui ottenere maggiore efficienza energetica e minori costi per il materiale rotabile. In sede comunitaria sono state indicate alcune linee guida per lo sviluppo della ricerca in ambito ferroviario6:

• Creazione di standard europei che permettano interoperabilità dei mezzi ed economie di scala in fase di produzione e gestione; standard appropriati possono anche dare nuova vitalità alla ricerca tecnologica;

• Integrazione del sistema ferroviario con il nuovo scenario economico, caratterizzato da mobilità e commercio a distanza;

• Misure per il contenimento dell’inquinamento: si deve affrontare l’intero sistema di emissioni, rumore e vibrazioni prodotte dal motore e dal sistema ruota/rotaia, la trasmissione attraverso il suolo e l’aria, la trasmissione negli edifici, le modifiche all’ambiente ed all’assetto urbanistico. La ricerca attuale affronta ogni problema singolarmente, senza essere efficace; l’inquinamento elettromagnetico diventa un problema sempre più serio visto l’aumento della mole di informazioni che fanno caratterizzano l’esercizio di una linea ferroviaria.

• Contenimento di consumi ed emissioni: il sistema ferroviario sta perdendo competitività rispetto a gomma e aria in quanto non è riuscito ad operare gli stessi sensibili miglioramenti per quanto riguarda l’efficienza: non è più sufficiente affidarsi alla pulizia dell’energia elettrica, dimenticandosi del suo processo di generazione.

• Approccio sistematico al tema della sicurezza, attraverso la creazione di standard per raggiungere gli obbiettivi al minimo costo e senza sacrificare l’applicazione di nuovi materiali.

6 External advisory Group for the Land Transport and Marine Technologies - Key Action in the V EU Research and Technological Development Framework Programme, Bruxelles, Febbraio 2001

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La sicurezza ferroviaria: parte attiva7

Prima di iniziare a parlare di sicurezza ferroviaria è bene ricordare che, tra tutti i mezzi di trasporto, la ferrovia offre un livello di sicurezza assai elevato, sostanzialmente irraggiungibile nel trasporto stradale. Questo è dovuto a caratteristiche intrinseche della ferrovia, e cioè al fatto che la marcia dei veicoli è di tipo vincolato, sia fisicamente al binario, sia in senso più astratto, attraverso la rigida regolamentazione della circolazione. Va anche precisato che, come in qualsiasi altro campo, anche in ferrovia una sicurezza "assoluta" non può esistere, come non esiste il rischio zero. Esiste invece un concetto probabilistico di sicurezza, che inevitabilmente - ma correttamente - porta a ragionare in termini di compromesso tra i costi che si possono sostenere e il rischio che si considera tollerabile. All'interno del panorama ferroviario internazionale, la ferrovia italiana ha spesso spostato questo compromesso a favore della minimizzazione del rischio (on safe-side), accettando di conseguenza dei costi elevati, sia monetari, sia di efficienza complessiva del sistema. La sicurezza è un concetto globale, scorporabile in diverse sottounità tematiche:

• sicurezza fisica dei mezzi e degli impianti: rappresenta un comune aspetto di gestione industriale. E' evidente che la prima garanzia di sicurezza è data dal buon mantenimento dei beni, cioè da una corretta e regolare manutenzione. Dal momento che non riguarda temi specifici della ferrovia, questo aspetto è in genere il complesso.

• sicurezza di circolazione ottenuta attraverso apparati di terra: comprende tutto il complesso dei regimi di circolazione e degli apparati di comando delle stazioni e delle linee, che permettono di far marciare i treni lungo la rete. Rappresenta un aspetto peculiare della ferrovia e da lungo tempo utilizza tecnologie estremamente affidabili, che contribuiscono in modo significativo alla sicurezza complessiva dell'intero sistema.

• sicurezza di circolazione "lato macchinista": comprende tutti gli apparati che controllano l'operato del macchinista e ne prevengono eventuali errori, agevolandone anche il lavoro. Rappresenta un aspetto critico e cruciale della ferrovia, soprattutto in Italia.

• minimizzazione dei danni da eventi esterni: comprende tecniche e metodi di gestione della ferrovia che cercano di prevenire inconvenienti provocati da agenti esterni, come ad esempio frane sui binari o altre calamità naturali. In passato ha rappresentato un forte fattore di rischio, soprattutto a causa della difficile situazione geomorfologica italiana.

• minimizzazione dei danni accidentali ai passeggeri e ad altri cittadini: comprende una corretta organizzazione e gestione delle strutture accessibili al pubblico: stazioni, marciapiedi, passaggi a livello, ecc. Va osservato che spesso gli incidenti sono legati al mancato rispetto di basilari misure di prudenza (come nel caso dell'attraversamento indebito dei binari) ed è pertanto evidente che, qui più che altrove, è necessario valutare con attenzione il punto di equilibrio tra misure di sicurezza e rischio connesso a comportamenti imprudenti.

Va sottolineato come alcuni incidenti sfuggano a questa classificazione: essi sono legati alla concomitanza di situazioni variamente anomale, e pertanto molto più difficili da individuare: misure di sicurezza contro questo tipo di incidenti non richiedono forti investimenti, ma un'attentissima analisi delle situazioni di rischio e delle normative che le governano.

Da sempre nel campo ferroviario si è cercato di utilizzare meccanismi a sicurezza passiva: se qualcosa si guasta, si deve guastare nella posizione che impedisce il danno. Ad esempio un semaforo, se si guasta, deve mostrare l'aspetto a via impedita: un sistema di contrappesi ha sempre sfruttato la forza di gravità per garantire il rispetto di questa condizione. Analogamente, nei treni, la condotta del freno, se si spezza, deve provocare l'arresto del treno: per questo la condizione di freno inattivo è associata alla condotta in pressione e non viceversa. In moltissimi casi, la sicurezza della circolazione è stata ottenuta grazie a vincoli meccanici tali da rendere fisicamente impossibile disporre due segnali o due scambi in posizioni incompatibili. Praticamente tutti gli apparati di comando delle stazioni utilizzano da sempre sistemi di questo tipo che si distinguono per

7 Per il paragrafo si ringrazia Giorgio Stagni, http://www.miol.it/stagniweb/

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la stessa ingegnosità delle soluzioni adottate, in origine appunto meccaniche e in seguito anche elettriche. Ad esempio, nel classico Blocco Elettrico Manuale (BEM) che ha caratterizzato la maggioranza della rete FS per oltre mezzo secolo, sulle linee a semplice binario risulta materialmente impossibile concedere il consenso a un treno se lo si è già concesso a un altro treno marciante in direzione opposta. La catena della sicurezza passa inevitabilmente attraverso il macchinista: i segnali possono fornire una sicurezza assoluta per la circolazione solo se sono rigorosamente rispettati dal macchinista. In altri termini esiste un anello debole, assai ben individuabile, che corrisponde al "passaggio dell'informazione" da terra a bordo del treno. Nella ferrovia tradizionale, fino ai primi decenni del XX secolo, questo passaggio non poteva che essere affidato alla percezione del macchinista, cioè alla sua capacità di vedere un segnale rosso lungo la linea. A partire dagli anni '30, si sono sviluppati i primi sistemi in grado di portare l'informazione del segnale rosso a bordo della locomotiva. Questo non solo sopperiva alla possibile scarsa visibilità del segnale (nebbia, pioggia e altre meteore) ma soprattutto trasformava un'indicazione istantanea (la vista del segnale stesso per pochi secondi) in un'indicazione permanente (una spia luminosa accesa in cabina). Un dispositivo di ripetizione dei segnali in macchina, come viene comunemente chiamato, può essere realizzato anche con tecnologie relativamente elementari, quali erano disponibili negli anni '30. Ad esempio in Germania si è distinto il sistema Indusi (Induktive Signalsicherung, cioè protezione del segnale induttiva) che è stato applicato con sistematicità all'intera rete tedesca tra il 1934 e gli anni Sessanta e che rappresenta indiscutibilmente una pietra miliare nel campo. Una volta portata l'informazione in cabina, diventa infine relativamente facile garantire la funzione fondamentale del sistema, e cioè l'arresto automatico del treno se il macchinista non dovesse rispettare il segnale rosso. In Italia la ripetizione dei segnali in macchina è stata affrontata per la prima volta intorno al 1938-40, grazie ad alcuni interessanti esperimenti condotti dall'ing. Minucciani (cfr. un articolo sulla rivista iTreni n. 122, ETR, Salò, 1992). Nel dopoguerra, tuttavia, non si è più parlato di ripetizione segnali fino alla fine degli anni Sessanta, quando è stata finalmente applicata con sistematicità alle linee principali, con circa 30 anni di ritardo rispetto alla Germania e a molte altre nazioni. Il sistema italiano tradizionale, noto con la sigla RS4C (Ripetizione Segnali a 4 codici), è in realtà più evoluto del vecchio Indusi tedesco: in particolare esso rileva la condizione dei segnali con continuità e non soltanto al passaggio di punti specifici. Per far questo, però, si deve appoggiare a un particolare regime di circolazione, il Blocco Automatico, che è di norma riservato alle linee principali (si parla precisamente di Blocco Automatico a Correnti Codificate, dove le correnti codificate che percorrono il binario sono appunto quelle che portano in cabina l'informazione sui segnali). La conseguenza è che, fino ad anni recentissimi, la ripetizione segnali italiana è rimasta confinata a un estensione limitata di linee, sia pure importanti. E benché gli incidenti gravi in ferrovia siano molto rari, sono esistiti in questi anni vari eventi inequivocabilmente riconducibili all'assenza di ripetizione dei segnali (Crevalcore e Roccasecca nel 2005, Cuneo e Palagianello nel 2004, Solignano nel 2000). Per sanare la situazione sicuramente anomala di una rete ancora in buona parte sprovvista di sistemi di sicurezza, RFI ha sviluppato a partire dal 2002 un nuovo sistema di sicurezza che fosse applicabile su larga scala, garantisse tutte le funzioni della ripetizione segnali tradizionale e in più aggiungesse il controllo completo della velocità (la ripetizione tradizionale non vincola la velocità del treno rispetto alle caratteristiche della linea, ma solo rispetto a particolari condizioni del segnalamento).

Si tratta del Sistema di Controllo Marcia Treno o SCMT, che è stato applicato in misura massiccia alla rete RFI tra il 2003 e il 2007. A partire dal 2006, la stessa RFI ha sviluppato un sistema più semplice, il Sistema di Supporto alla Condotta o SSC, che, come meglio descritto nelle sezioni che seguono, è destinato alle linee a minor traffico, per le quali l'SCMT sarebbe eccessivamente oneroso. Con la fine del 2007, la rete RFI può considerarsi completamente attrezzata con sistemi di sicurezza moderni, che pongono finalmente termine alla situazione anomala che aveva caratterizzato i decenni precedenti. L’SCMT ha il compito di mantenere sotto vigilanza elettronica il comportamento del personale di macchina (PdM) in base all'aspetto dei segnali ferroviari, la velocità massima consentita sul tratto di linea che si percorre e la velocità massima del treno stesso o materiale rotabile. Nel momento che il macchinista porti il treno in una condizione non sicura, l'SCMT protegge la marcia del treno prima segnalando al PdM la condizione di pericolo e se perdura azionando automaticamente la frenatura di emergenza fino ad arrivare a treno fermo. Il sistema è suddivisibile in SST (Sottosistema di Terra) e SSB (Sottosistema di Bordo).

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Il sottosistema di terra è composto, nella sua unità minimale da un apparato encoder, generalmente posto in stazione, che genera un telegramma contenente una serie di informazioni secondo un protocollo prestabilito, in base alle condizioni che l'apparato di sicurezza concede. Questo telegramma viene trasferito ad una boa (detta balise) posta su una traversa del binario, che ha la funzione di trasmetterlo al Sottosistema di Bordo (sostanzialmente un computer con funzione di controller).

Il Sistema controllo marcia treno (SCMT)

Il Sistema di Controllo della Marcia del Treno non è un sistema di ripetizione segnali in macchina. La trasmissione dei dati avviene solo fra le apparecchiature di terra (o Sottosistema di terra - SST) e quelle di bordo (Sottosistema di bordo - SSB) preposte a controllare la velocità del treno in quel determinato punto della linea. Salvo rare eccezioni (casi particolari che possono essere d’ausilio al macchinista nella condotta) il macchinista non vede in cabina niente di quanto trasmesso fra SST e SSB: deve pertanto guidare rispettando le indicazioni ricevute dai segnali della linea e dalle prescrizioni di movimento. Il sistema di trasmissione è discontinuo. La trasmissione avviene attraverso delle boe poste sul binario (agganciate alle traverse) pertanto la ricezione dei messaggi da parte del SSB avviene solo in corrispondenza di tali boe. I dati che vengono trasmessi dal SST sono: • la velocità massima ammessa dalla linea; • il grado di frenatura - pendenza della linea; • la velocità massima ammessa rispetto a rallentamenti o riduzioni di velocità temporanee di un tratto

di linea; • l'aspetto del segnale appena superato. Attraverso questi dati il SSB calcola, tenendo conto delle caratteristiche di composizione del treno (% di massa frenata, lunghezza, ecc.), quale è la velocità massima che deve tenere il convoglio in ogni momento della sua marcia. Qualora il dato ricevuto comporti una riduzione di velocità (compreso l'arresto) a una determinata distanza (velocità obiettivo e distanza obiettivo), il SSB calcola una curva di frenatura in grado di permettere al SSB stesso di controllare se il macchinista sta rispettando o meno le indicazioni ricevute dai segnali della linea e dalle prescrizioni in possesso. Ogni punto informativo (PI) è costituito da almeno due boe poste a distanza ravvicinata (gli attuali sistemi prevedono solo due boe). Il fatto che ogni PI è costituito da almeno due boe permette: • di verificare da parte del SSB la correttezza delle informazioni ricevute che vengono trasmesse in

maniera ridondata;

Fig. 14 boa (un transponder) del SST. L'insieme di 2 o più boeinstallate sulla linea che trasmettono lo stesso contenutoinformativo è definito Punto Informativo o PI (la duplicazione oridondanza è utilizzata per aumentare la disponibilità del Sistemain caso di guasti della singola Boa). La boa, che in quasi la totalitàdei casi è una eurobalise a 1023 bit viene "energizzata" dalpassaggio dell'antenna del treno e trasmette così l'informazionecodificata. Esiste una seconda tipologia di boa, detta fissa, che nondispone di alcun collegamento con encoder e quindi apparati distazione.

Questo tipo comunica al SSB un solo possibile telegrammapreconfigurato, generalmente contenente variazioni di velocità, dipendenza e altre caratteristiche della linea, o rallentamentotemporaneo.

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• di individuare se il messaggio è rivolto al proprio treno a seconda del senso di marcia dello stesso. Ad esempio il PI del segnale di protezione di una linea a semplice binario non deve essere "letto" da un treno in partenza; il PI di un segnale di partenza che comanda il senso di marcia opposto (rispetto al movimento del proprio treno) e posto all'inizio del binario di ricevimento, non deve essere letta da un treno in arrivo.

Fig. 15 catena di appuntamento per la verifica della ricezione completa dei messaggi (autore Antonio Martino)

Il sistema è strutturato in modo tale che al passaggio su una boa viene trasmessa l'indicazione della distanza della prossima boa. Tale sistema è detto catena di appuntamento e permette la verifica della completa ricezione dei messaggi. In caso di guasto o indebita rimozione di una boa il SSB è capace di "sentire" la mancata ricezione dati e di far intervenire la frenatura d'urgenza.

Fig. 16 curva di velocità con via impedita (autore Antonio Martino)

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Le ferrovie regionali: un problema ancora aperto

Nella rete ferroviaria nazionale resta il caso delle ferrovie regionali (le ex ferrovie in concessione), che si trovano ancor oggi in una condizione di criticità, salvo un ridottissimo numero di casi positivi, e per le quali proprio in questi mesi si stanno discutendo le possibili soluzioni. Tali soluzioni devono tener conto della necessaria "interoperabilità" con la rete RFI, delle situazioni specifiche e molto diversificate delle singole reti e infine dei significativi vincoli economici legati alla scarsità dei finanziamenti e al notevole costo di queste attrezzature. Lo stato attuale delle ferrovie regionali, dal punto di vista della sicurezza, è gravemente arretrato. La ripetizione segnali tipo FS (RS4C), che offrirebbe una protezione comunque apprezzabile, è presente solo sul 10% della rete: praticamente è limitata a circa un terzo di Ferrovienord e alla Circumvesuviana; ad esse si aggiunge la Merano-Malles di SAD/SBA che, in quanto appena riaperta, è già completamente attrezzata anche in termini di sicurezza. Anche la coerenza tra rete e rotabili è carente: ad esempio vari rotabili, specie se di modello FS, sono dotati di ripetizione segnali ma circolano su una rete che ne è priva (GTT, ST, FER, MetroCampaniaNordEst, ...). Per contro, i rotabili di nuovo tipo (molti dei quali ancora in costruzione) nascono già con un sistema di sicurezza installato, di norma l'SCMT. Infine è da tener presente che l'installazione di sistemi di ATP richiedono alcune condizioni minime sul regime di circolazione e sugli apparati di comando. Per alcune ferrovie regionali tecnologicamente arretrate, l'adozione di ACEI, CTC e BCA diventa pertanto una condizione necessaria per poter installare anche un sistema di sicurezza. Nel corso del 2007, tutte le regioni hanno svolto una ricognizione sulla sicurezza, individuando il sistema che meglio si addice alle loro peculiarità, naturalmente scelto tra SCMT ed SSC. In estrema sintesi:

• è stato preferito l'SCMT quando si è giudicata vincolante la compatibilità con RFI, alla luce del gran numero di punti di interconnessione e della presenza di servizi interoperabili (anche merci);

• è stato scelto l'SSC per le reti non interconnesse (in particolare a scartamento ridotto) e per alcune reti interconnesse in cui i vincoli di compatibilità con RFI sono apparsi superabili attraverso l'evoluzione in corso nel sistema;

• un numero non trascurabile di ferrovie ha optato per il doppio attrezzaggio, almeno per parte della flotta, di modo che almeno alcuni rotabili saranno in grado di viaggiare sia sulla rete sociale (con SSC) sia su RFI (con SCMT), puntando anche sull'evoluzione in corso nel sistema SSC; spesso queste scelte sono state fatte in attesa di disporre di tecnologie più evolute e specifiche per servizi di tipo metropolitano (blocco mobile);

Esclusa la già citata SAD/SBA dell'Alto Adige, alla metà del 2007 tutta la rete è ancora da attrezzare, mentre la flotta già attrezzata si limita di norma a pochi treni nuovi o ancora in costruzione. Per la rete FER si potrebbe ripetere la scelta fatta da Le Nord dove l'SSC è stato considerato preferibile rispetto all'SCMT per gli aspetti di costo inferiore, rapidità di installazione e semplicità di funzionamento, che appaiono determinanti nel difficile contesto della rete regionale lombarda: la spesa è stimabile in circa 210.000 €/km8. Per garantire la piena sicurezza anche sulle tratte RFI dotate di SCMT, è necessario attrezzare con SCMT tutti e soli i rotabili destinati a circolare sia sulla rete locale, sia sulla rete RFI: in pratica i veicoli regionali dovranno avere un "doppio attrezzaggio" SCMT+SSC: il costo aggiuntivo per veicolo è stimabile in 415.200 €/veicolo9).

Il sistema ERTMS

L'ERTMS o, più precisamente, l'ERTMS/ETCS (European Rail Traffic Management System/European Train Control System) è un avanzato sistema di gestione, controllo e protezione del traffico ferroviario e relativo segnalamento a bordo, progettato allo scopo di sostituire i molteplici e, tra loro incompatibili, sistemi di circolazione e sicurezza delle varie Ferrovie Europee allo scopo di garantire l'interoperabilità dei treni soprattutto sulle nuove reti ferroviarie europee ad Alta velocità.

8 Costo stimato al 1° gennaio 2010. 9 Costo stimato al 1° gennaio 2010.

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Prima della definizione concordata del sistema ERTMS/ETCS nelle varie ferrovie degli stati europei erano stati implementati svariati sistemi di controllo della sicurezza della circolazione ferroviaria basati su differenti concezioni di principio. In Italia le FS avevano sviluppato il sistema di blocco automatico a correnti fisse, poi quello a correnti codificate – BACC, basando la sicurezza di marcia sul riconoscimento da parte del macchinista degli aspetti dei codici che ripetevano con congruo anticipo l'aspetto dei segnali fissi di terra. Il mancato riconoscimento o il mancato rallentamento di marcia in tempo utile provocava l'arresto rapido del treno. In Germania si era sviluppato il sistema INDUSI con boe induttive di trasmissione a bordo poste in punti prefissi del binario; sistemi di controllo e frenatura automatica rendevano sicuro il sistema, ma è evidente che la circolazione di locomotive tra le due reti, italiana e tedesca era del tutto incompatibile a meno di attrezzarle con ambedue i sistemi. Seguivano numerosi altri sistemi per ciascuna rete nazionale: ASFA/LZB in Spagna, AWS in Gran Bretagna ed altri ancora. Tale situazione obbligava i treni atti alla circolazione internazionale a montare a bordo diverse apparecchiature in grado di funzionare ciascuna con il sistema della rete in cui circolava con una enorme complicazione tecnica, costi elevati e necessità di macchinisti in possesso di svariate abilitazioni alla condotta; un esempio illuminante in tal senso erano i treni TGV Thalis i cui costi di produzione risultavano molto più elevati dei TGV classici. Anche se i sistemi utilizzati erano differenti tutte le tecnologie implementate si basavano su due sottosistemi essenziali: ATP Automatic Train Protection e ATC Automatic Train Control. Il primo serve a garantire sempre il corretto distanziamento tra i treni in circolazione sulla linea e il secondo per intervenire con la frenatura in emergenza nel caso di assente o di errato comportamento del macchinista alla guida del treno. Il sistema ERTMS/ETCS è costituito da differenti equipaggiamenti che hanno lo scopo di integrare le due funzioni suddette ed è caratterizzato da tre diversi livelli funzionali, 1º, 2º e 3º. La definizione del livello dipende da come la linea è equipaggiata ed il modo in cui le informazioni sono trasmesse tra treno e posti di controllo. Nell'ETCS di 1º livello l'autorizzazione al movimento e le corrispondenti informazioni sul percorso vengono trasmesse al treno e visualizzate in cabina al macchinista (cab signalling) in modo discontinuo mediante boe che realizzano l'autolocalizzazione del treno e trasmettono ad esso la condizione di via. Il tutto può essere integrato da una ulteriore serie di punti trasmittenti che forniscono in modo continuo le informazioni al treno e i relativi dati di controllo di marcia e posizionamento; il sistema può anche essere integrato con il GSM-R. Il sistema ECTS di 2º livello permette la gestione del distanziamento dei treni, anziché con le boe, tramite un sistema trasmittente a terra e un posto centrale (Radio Block Center) che, conoscendo lo stato della linea e degli altri treni, invia in continuità, tramite un collegamento GSM-R, informazioni ai treni relative all'autorizzazione all'avanzamento; questi possono così determinare il proprio profilo di velocità anche in base alle proprie caratteristiche di peso e frenatura. Il sistema interviene tempestivamente ad ogni possibile rischio per la sicurezza. Un rotabile attrezzato di apparecchiature ERTMS/ETCS (EuroCab) può operare su ogni linea ETCS senza particolari restrizioni tecniche. Questo innovativo sistema ha come obiettivi principali la massimizzazione delle prestazioni delle linee ferroviarie, sia quelle ad alta velocità, che quelle di massimo interesse commerciale per realizzare l'interoperabilità dei vettori sulle diverse reti europee. I sistema è stato sviluppato in collaborazione tra Alstom, Thales, Invensys, Ansaldo Signal N.V., Siemens Transportation e Bombardier coinvolgendo i maggiori operatori del settore. ECTS di 1° livello. Si tratta un tipo di segnalazione a bordo (cab signalling system) che può essere aggiunto al sistema di segnalamento tradizionale esistente nella linea integrandolo con boe induttive (Eurobalise) e lasciando in funzione i segnali tradizionali esistenti a terra per la circolazione dei convogli tradizionali. Le boe fisse trasmittenti (Eurobalise) ripeteranno codificandoli opportunamente gli aspetti e le informazioni fornite dai segnali fissi di linea e forniranno alle apparecchiature di bordo del treno le necessarie autorizzazioni al movimento. Il computer di bordo dei rotabili attrezzati elaborerà le velocità massime e le curve di frenatura in base ai dati recepiti. Dato che il treno ottiene le informazioni necessarie dalle boe a terra è necessario che le impegni passandovi sopra per poter ottenere le necessarie autorizzazioni per i successivi movimenti. Le informazioni relative all'integrità del convoglio e il suo posizionamento vengono rilevate tramite i circuiti di binario. Mediante l'installazione di Eurobalises aggiuntive (Euroloop) tra un segnale di inizio tratta e uno di uscita è possibile ottenere una trasmissione abbastanza continua di informazioni. Le informazioni possono essere trasmesse per via induttiva al passaggio del locomotore o per via radio.

4. TECNICA DI BASE 25

Il sistema permette l'attrezzaggio di linee a segnalamento tradizionale e la coesistenza dei due tipi di traffico, quello nazionale e quello interoperabile. RFI ha in corso iniziative per rendere compatibile con il ETCS di 1º livello il sistema SCMT in corso di installazione su buona parte della rete ferroviaria nazionale. ETCS di 2° livello. ETCS di 2 livello è un sistema di segnalazione e protezione del treno basato su una trasmissione radio di dati digitali. Nella cabina di guida su apposito pannello vengono visualizzate direttamente le informazioni relative alla via e le autorizzazioni al movimento dei treni. Le esatte posizioni dei treni, la direzione di marcia assieme a tutte le altre necessarie informazioni vengono trasmesse automaticamente al Radio Block Centre (RBC) a intervalli determinati. Il movimento dei treni è così monitorato in continuità per mezzo dei radio block centre. L'autorizzazione al movimento viene trasmessa al veicolo in continuità via GSM-R assieme a tutte le informazioni relative alla linea come rallentamenti o velocità massima. Le boe Eurobalises in questo livello 2 vengono ad assumere soltanto la funzione di sensori di posizione e di riferimento con funzione di controllo e correzione eventuale di posizionamento del treno sulla linea. Il computer di bordo provvede ad elaborare in continuità i dati trasferiti e le massime velocità permesse punto per punto. Il sistema risulta meno oneroso rispetto ad altri in quanto scompare la necessità dei circuiti di binario codificati in grado di trasmettere informazioni a bordo dei treni, dei segnali fissi luminosi e quanto ad essi connesso. Le boe di linea sono di tipo semplice passivo e servono esclusivamente come sensori di certificazione del posizionamento del treno. Per contro è richiesta la presenza di un certo numero di stazioni radio (Base Transceiver Stations, BTS) per garantire un regolare flusso di dati tra terra e treno. Il sistema in totale automatismo interviene in caso di qualunque azione che pregiudichi la sicurezza della circolazione ferroviaria. Ad integrazione del tutto sono presenti anche punti di rilevamento termico che trasmettono segnali di controllo ed allarme in caso di riscaldamento anomalo di boccole e cuscinetti delle ruote dei treni. Il sistema permette la circolazione, sulle linee ferroviarie attrezzate con ETCS di 2º livello solo ai rotabili attrezzati con ETCS-2º e GSM-R, mentre ne esclude i mezzi tradizionali in grado di circolare mediante segnalamento a terra. Tali rotabili tuttavia sono in grado di circolare su tutte le linee attrezzate con apparecchiature di livello inferiore. ETCS di 3° livello. È ancora allo stadio di studio: sono infatti ancora da determinare alcuni aspetti relativi alla sicurezza dei treni. Di massima il sistema prevede l'eliminazione di molte apparecchiature di terra affidando sia la localizzazione che il controllo di integrità dei convogli ad appositi apparati trasmittenti di bordo che dialogano in continuità con il posto centrale di elaborazione e controllo dei dati relativi alla marcia dei treni sulla tratta. Inoltre supera il concetto di sezione fissa di blocco introducendo quello di sezione di blocco dinamica modellata non sullo spazio fisico predeterminato ma creata in funzione delle esigenze della circolazione e delle possibilità offerte dal sistema radiotrasmittente.

4. TECNICA DI BASE 26

Germania: il vero tram-treno opera qui

Fig. 17 veicolo tram-treno presso la Marktplatz di Karlsuruhe.

Fig. 18 Lo stesso veicolo nella stazione presso la stazione ferroviaria di Frauenalb-Schielberg.

4. TECNICA DI BASE 27

La Germania è il primo Paese europeo in cui si è perseguito l’obiettivo di realizzare un servizio di tipo misto, che attraversasse i centri urbani con la flessibilità del tram e raggiungesse i comuni della prima e seconda cintura urbana correndo su linee ferroviarie locali. Linee che spesso sono in perdita, perché troppo corte per essere appetibili con servizi intercity e troppo lunghe per essere gestite secondo le economie che governano i trasporti locali delle aree urbane.

Fig. 19 il segnale che più di ogni altro rappresenta il concetto di interoperabilità del tram-treno: il passaggio da una sezione tranviaria (in Germania gestita dalla norma BOStrab) ad una ferroviaria (direttiva EBO).

Le città tedesche che hanno via via instituito relazione ferrotranviarie tipo tram-treno o treno-tram sono:

• Karlsruhe (466.369 ab. nell’area urbana al 1/1/2010; 1.158.196 l’area metropolitana) nel 1991; • Saarbrücken (891.204; 1.744.709) nel 1997; • Kassel (311.223; 857.418) nel 2002-2005; • Chemnitz (353.547; 1.648.373) nel 2002; • Zwickau (144.240; 363,647) nel 2001, primo caso di veicolo ferroviario (RegioSprinter) su linea

tranviaria urbana; • Nordhausen (44.438; 97.350) la città più piccola con un servizio tranviario e un servizio di ferrotranvia

(a trazione diesel).

Sono in avanzata fase di realizzazione i sistemi di Braunschweig (RegioStadtBahn), Brema e Rostock.

In Germania la normativa ferroviaria è la direttiva EBO (Eisenbahn-Bau- und Betriebsordnung, Costruzione e Gestione di linee ferrate) mentre la norma tranviaria di riferimento è la BoStrab (Straßenbahn-Bau- und Betriebsordnung, Costruzione e Gestione di linee ferrate): per i servizi di tipo tram-treno è stata emanata un’apposita norma di riferimento.

4. TECNICA DI BASE 28

La direttiva VFL

Condizioni speciali per la circolazione di veicoli ferroviari leggeri (VFL) in modalità mista con il controllo dei veicoli ferroviari di trasporto pubblico Besondere Bedingungen für das Verkehren von Leichten Nahverkehrstriebwagen (LNT) im Mischbetrieb mit Regelfahrzeugen der Eisenbahnen des öffentlichen Verkehrs 10

1. Veicoli

1.1 La velocità ammissibile del VFL è limitata a 90 km/h, oppure purché soddisfi le condizioni di cui al punto 3.2, a 100 km/h.

1.2 Il sistema frenante del VFL deve rispettare i limiti di cui all'allegato 2, tab. 2 del “Regolamento di costruzione e di esercizio per i tram” (BOStrab) e le "linee guida preliminari per la progettazione e il collaudo dei freni" (linee guida freni BO-Strab) 15 Maggio 1988.

Valori di arresto per carro ferroviario come definiti dal regolamento BOStrab per la circolazione tranviaria: si intendono per un carro vuoto su binario rettilineo. Le grandezze di calcolo sono:

a valore minimo della decelerazione media, espressa in m/s2

s valore massimo dello spazio di arresto tra l'inizio della frenata e l’arresto completo, espressa in m

v velocità iniziale all'inizio del freno, espressa in km/h

1.3 Il VFL deve essere equipaggiato con un sistema di controllo della marcia tale da consentire la

marcia automatica sino alla prima stazione utile e deve essere equipaggiato con sistema di ripetizione dei segnali valido per qualsiasi linea della rete ordinaria.

2. Omologazione della linea

2.1. Il VFL deve essere in grado di a. Diramazioni omologate per velocità tra 50 e 80 km/h possono essere percorse da VFL solo se il

la segnaletica principale, il circuito induttivo di terra e il segnale di bordo garantiscono la via libera. Se la sezione è a binario unico ed è esercita a senso unico alternato è necessario accertarsi che la linea sia occupata con veicoli VFL nello stesso verso di percorrenza degli altri veicoli. Sono ammesse eventuali inversioni di marcia solo se la linea è vuota.

L’accesso su linee a velocità permesse superiori agli 80 km/h dipende esclusivamente dalle condizioni di traffico della linea (rif 2.4.). b. Linee principali omologate per velocità superiori agli 80 km/h possono essere utilizzate per il

transito di VFL se oltre alle condizioni del punto 2.2, il segnale di via impedita di una sezione è in grado di inibire la sezione successiva.

Questo principio deve valere anche per linee con velocità concesse tra 80 e 100 km/h se le vetture VFL costituiscono non più del 30% del traffico ordinario.

10 Versione originale al link http://www.wedebruch.de/gesetze/betrieb/lntbed.htm

v [km/h]

a [m/s²]

spazio [m]

20 0,77 20

30 0,87 40

40 0,95 65

50 1,03 94

60 1,06 131

70 1,07 177

80 1,07 230

90 1,08 290

100 1,09 355

tab.1 limiti per frenata ordinaria

v [km/h]

a [m/s²]

spazio [m]

20 1,71 9

30 2,04 17

40 2,29 27

50 2,47 39

60 2,57 54

70 2,73 69

tab. 2 limiti per frenata di emergenza

4. TECNICA DI BASE 29

2.2 L'accesso di VFL su linee a uno o due binari principali omologate per velocità tra 80 km/h fino a 160 km/h è ammissibile se sono disponibili ripetizione del segnale principale, deviatoi radio-contrallati, sistema di blocco, controllo dei treni, in grado di gestire la marcia su due blocchi successivi oltre al rilevamento dei treni in banchina. Se la tratta di stazione è utilizzata esclusivamente per l’ingresso, la manovra e l’uscita di veicoli VLF dalla rete ordinaria, è consentito fare a meno del sistema di rilevamento del veicolo.

2.3 La marcia su un binario di una linea a doppio binario, in senso contrario al verso di marcia ordinario è consentito solo se la marcia avviene, in entrambe le direzioni, con segnale di blocco e sistema di ripetizione del segnale attivo.

Il permesso di accesso può essere revocato – non oltre il giorno di esercizio – se: - la velocità massima è limitata al di sotto dei 120 km/h; - la vettura VFL non può marciare oltre i 90 km/h; - l’occupazione media è al massimo di 4 treni/h.

2.4 L’ingresso di VFL su linee omologate per oltre 160 km/h non è permesso. 2.5 L’utilizzo di VFL in gallerie a doppio binario è consentito solo per velocità entro i 120 km/h.

3. Condizioni di esercizio

3.1. In una banchina occupata da VFL non è consentita la manovra contemporanea di altri veicoli non VFL. Il permesso può essere concesso solo se:

- la sezione occupata dal VFL è protetta da segnali di controllo e arresto; - se la promiscuità è occasionale in stazioni di linee omologate per velocità massima di 90 km/h

ed un’occupazione oraria pari al massimo a 4 treni. 3.2. L’utilizzo ordinario di VFL su linee ferroviarie convenzionali deve avvenire nel rispetto delle norme di

cui al punto precedente. Per VFL con velocità massima superiore a 90 e fino a 100 km/h è richiesta l’omologazione secondo lo standard di sicurezza ISO9000.

3.3. Per l’accesso occasionale valgono le norme dai punti 1.1-3.1. Le istruzioni operative debbono essere riportate nel libretto di viaggio del veicolo.

3.4. Per il trasferimento di veicoli dalla rete ordinaria ad altre reti di servizio, senza carico di passeggeri, possono essere omesse le condizioni 2.2-2.4. Le istruzioni operative debbono essere riportate nel libretto di viaggio del veicolo.

4. Eccezioni

Se l’applicazione tout-court delle precedenti norme richiede un impegno eccessivamente oneroso possono essere adottati – in via speciale – elementi alternativi secondo lo stato della tecnica: tali elementi devono essere in grado di garantire un livello di sicurezza almeno eguale o superiore a quello ottenibile con i punti omessi. Il livello di sicurezza viene testato in fase di collaudo e garantito dall’Autorità di Vigilanza per la Sicurezza Ferroviaria. È richiesta, in particolar modo per le tratte che avranno un traffico predominante di VFL, una valutazione comparata dei rischi sia nello scenario di rispetto massimo della presente, che in quello alternativo in regime di deroga.

4. TECNICA DI BASE 30

Francia: Tram-Treno a piccoli passi

Il primo servizio tram-treno interconnesso è stato quello della Saarbahn, la linea tedesca di Saarbrücken (la Saarland è una regione tedesca confinante con la Lorena francese) che per 1,5 km percorre la linea RFF Mommenheim – Sarreguemines.

Fig. 20 la Saarbahn è un servizio tram-treno tedesco che, per 1,5 km, percorre un ramo francese sino a Sarreguemines.

Nella regione parigina (Île-de-France) la linea T4 è entrata in servizio nel novembre 2006: anche se utilizza il veicolo Avanto S70 di Siemens si colloca in una situazione ambigua. Veicolo tipo tram-treno ma sezione ferroviaria (anche se le banchine di fermata hanno una lunghezza di 100 m in luogo dei 250 m ordinari per le ferrovie). In futuro la linea dovrebbe però assumere i connotati tipicamente misti del tram-treno in quanto tutti i progetti di prolungamento prevedono l’adozione di sezione tranviarie di tipo

4. TECNICA DI BASE 31

urbano. A Lione (terza città del Paese) la linea T3 presenta caratteristiche similari: recupero di una vecchia linea ferroviaria vicinale e utilizzo di materiale ferroviario leggero. Il materiale rotabile della linea Rhônexpress che utilizza parte del sedime della T3, ha una velocità massima di 100 km/h e unisce la stazione Part-Dieu con l’aeroporto internazionale Lyon-Saint Exupéry.

Fig. 21 Lione, un veicolo della linea T3 presso la ex stazione CFEL di Villeurbanne.

In questo caso la vecchia linea ferroviaria gestita dalla Compagnie des chemins de fer de l'Est de Lyon (CFEL) è stata tranviarizzata con una sezione urbana servita dalla T3 e una sezione extraurbana percorsa dal Rhônexpress. Non c’è nessuna promiscuità con servizi nazionali SNCF o proprietà RFF.

nome: Stadler TANGO

linee: Rhônexpress in versione rinforzata per i 100 km/h

tensione: 750 Vcc

potenza: 550 kW

velocità massima: 100 km/h

tara: 41 t

scartamento: 1.435 mm

lunghezza: 27,00 m

larghezza: 2,55 m

altezza: 3,68 m

capacità: 151 passeggeri

altezza incarrozzamento: 350 mm

raggio di curvatura minimo: 25 m

raccordo verticale minimo: 1.200 m

resistenza massima: 600 kN

4. TECNICA DI BASE 32

Fig. 22 Lione: schema della linea T3/ Rhônexpress Il progetto di riqualificazione della linea CFEL ha comportato la sostituzione di 26 passaggi a livello con sovrappassi e l’elettrificazione a 750 Vcc.

4. TECNICA DI BASE 33

Il primo servizio ferrotranviario del tipo proprio in Francia è stato inaugurato il 23 novembre 2010 presso la città alsaziana di Mulhouse. Si tratta della linea 3 del sistema tranviario cittadino che utilizza la nuova via tranviaria urbana dal Rond Point Stricker a Lutterbach e la ferrovia regionale del Thann di proprietà Réseau Ferré National (RFN). La tensione è 750Vcc/750Vcc da Rond Point Stricker (sede promiscua/sede protetta) e 750Vcc à 25.000Vca a Lutterbach (sede propria/RFN), con velocità massima 70 km/h e 100 km/h sulla via ferroviaria classica. Sulla linea saranno utilizzati 3 modelli di materiale rotabile: veicoli Avanto S70 tra la stazione centrale e Thann St-Jacques; veicoli tranviari urbani tra la stazione centrale di Mulhouse e Lutterbach; treni diesel X73500 tra la stazione di Mulhouse e Kruth (sulla linea ferroviaria classica).

Fig. 23 Mulhouse: schema di servizio sulla linea ferroviaria per la valle del Thann. Il progetto ha avuto un costo di 52,9 milioni di € per 12 veicoli ( 5,0 M€/cad) più 9,8 milioni per la realizzazione del deposito/centro di manutenzione.

Mulhouse, fase 1: test del veicolo sulla rete urbana. Il periodo di prova del veicolo S70 sulla rete urbana si è svolto dal dicembre 2009 al marzo 2010. Questa prima fase aveva come obiettivo la verifica prestazionale della vettura in marcia su via urbana e in particolare:

• l’ingombro; • il comportamento dinamico dei veicoli; • il contatto ruota/rotaia; • il contatto con la linea aerea “urbana”; Sono stati svolti anche dei test di captazione (simili a quelli della fase 2, descritti più avanti). I test sono stati svolti su unità multiple (due veicoli accoppiati) coordinati da Soléa, SNCF e Siemens: sono stati svolti nottetempo tra le 0.30 e le 04.30 per evitare la sovrapposizione con il servizio tranviario ordinario.

4. TECNICA DI BASE 34

Mulhouse, fase 2: prova sulla nuova sede di raccordo tra la rete tranviaria e la linea ferroviaria. Sono stati svolti tra maggio e giugno 2010, in tarda serata tramite un veicolo speciale appositamente attrezzato che ha effettuato la spola tra Rond-Point Stricker e Lutterbach. Questa fase ha avuto come obiettivo di verificare la concordanza tra l’attrezzaggio di linea e le norme di circolazione RFF. In particolare:

• qualità della captazione: la qualità del contatto tra il pantografo tranviario e la linea aerea è stato “testato” passo-passo grazie a due telecamera montate sul tetto del veicolo. In particolare è stato verificata l’aderenza durante l’accelerazione da 50 a 60 km/h su linea urbana, a velocità di 80 km/h sulla nuova sede di raccordo, superando di 10 km/h la velocità commerciale massima prevista sul nuovo tratto. Due PC portatili registravano in continua la pressione del pantografo durante i vari momenti della marcia;

• continuità della copertura radio: lo scopo è stato di verificare la continuità della copertura radio e la qualità del segnale su tutto il tracciato, tra il veicolo in movimento e il PCC Soléa di Mertzau. Il veicolo di prova procedeva a velocità ridotta (meno di 30 km/h). I PC di bordo in questo caso, fornivano passo-passo lo spettro del segnale calcolandone le caratteristiche in tempo reale;

• verifica del tempo di percorrenza reale: nei test sul campo si verificano i tempi di percorrenza sulle reali caratteristiche del tracciato, simulando un tempo di attesa reale alle banchine delle fermate esistenti di Dornach e Lutterbach sia a quelle di nuova realizzazione di Zu-Rhein e Musées;

• verifica dello shuntaggio11: dispositivo fondamentale per far circolare il veicolo in sicurezza, la connessione in shunt – ovvero con derivatore di corrente -, permette al sistema di vedere la presenza o l’assenza di un veicolo su una sezione di blocco grazie alla deviazione della corrente di ritorno dalla rotaia (con impedenza pressoché nulla) al veicolo (con impedenza nota). Lo shuntaggio permette di: - visualizzare la progressione di un treno sullo schema di linea riportato sul monitor di controllo del

PCC; - gestire la segnaletica e i deviatoi.

Mulhouse, fase 3: prova sulla sede ferroviaria esistente. In questa fase si è verificata la rispondenza dell’Avanto alle direttive RFF, assumendo come note le prestazioni che il veicolo ha dimostrato in esercizio reale sulla linea T4 Aulnay– Bondy di Bondy (dal 2006). A Lutterbach, in un senso e nell’altro, il veicolo in marcia ordinaria attraverso una soglia di commutazione:

• dall’alimentazione urbana a 750 Vcc all’alimentazione ferroviaria di 25.000 Vca; • dal sistema di comunicazione radio utilizzato nella rete urbana (Tetra Soléa) al GSM-R adottato dalla

rete RFN; • dal segnalamento a 3 luci della rete urbana, ai segnali luminosi per treni; • dall’ avvisatore acustico di tipo urbano a “campanello” si trasforma in fischio ferroviario. Il controllo della continuità “reale” dei 4 sistemi (alimentazione, radiocomunicazione, segnalamento, avvisatore acustico) è stato svolto dall’Agence d’Essais Ferroviaires (AEF) e dalla società Eurailtest per le sole prestazioni urbane. L’AEF, organo della Direzione Rotabili di SNCF, è incaricata sia delle verifiche prestazionali dei rotabili impiegati sulla rete che dell’omologazione di tutto quanto andrà a circolare sulla rete Réseau Ferré National. Eurailtest è un raggruppamento tra SNCF e la RATP, incaricato della verifica degli stessi parametri controllati dall’AEF ma per clienti esterni (Soléa, il gestore della rete di Mulhouse in questo caso). Dopo la validazione positiva redatta dall’AEF alla metà di giugno 2010, la prefettura dell'Haut-Rhin ha avviato la procedura di omologazione, sotto il controllo diretto di 2 servizi del MEEDAT (Ministère de l'écologie, de l'énergie, du développement durable et de l'aménagement du territoire):

• STRMTG (Service Technique des Remontées Mécaniques et des Transports Guidés), per la circolazione sulla rete urbana;

• EPSF (Etablissement Public de Sécurité Ferroviaire), per la circolazione sulla rete Réseau Ferré National.

Il personale di guida dei nuovi veicoli tram-treno sarà costituito da dipendenti Soléa, formati da SNCF per la guida ferroviaria.

11 Uno shunt, chiamato a volte anche derivatore di corrente, è una resistenza elettrica che devia attraverso di sé una parte più o meno consistente della corrente circolante in un circuito principale a cui è posto in parallelo. L'entità della corrente deviata dipende dal valore resistivo (in ohm) dello shunt rispetto al circuito in parallelo.

4. TECNICA DI BASE 35

In Francia non si è realizzata una norma generale per l’omologazione dei veicoli ferroviari leggeri ma si procede di caso in caso, lavorando sui precedenti: così l’impiego di Avanto sulla linea T4 di Parigi ha fatto da battistrada per il sistema di Mulhouse. La vittoria di Alstom nel 2007 del bando di gara che vedeva la fornitura di 31 veicoli da fornire direttamente ad SNCF per il servizio su linee secondarie o dismesse (con un’opzione per una fornitura di ulteriori 167) ha invece creato il primo impiego istituzionalizzato di veicoli tram-treno su rete RFF essendo SNCF il principale operatore nazionale. Sono 4 i siti che vedranno l’attivazione di servizi tram-treno serviti con rotabili Dualis di Alstom tra il 2011 e il 2015: Nantes-Châteaubriant e Nantes-Clisson; Ouest lyonnais e Tangentielle Légère Nord di Parigi.

Il servizio Nantes-Clisson sarà operativo dalla primavera 2011sulla linea Nantes - Saintes, nello Charente-Maritime. Dall’attivazione del servizio tram-treno, nessuno treno regionale effettuerà più le fermate tra Nantes e Clisson (capolinea del tram-treno). Si tratterà sostanzialmente di un servizio ferroviario leggero su linea ferroviaria senza tratte tranviarie urbane.

4. TECNICA DI BASE 36

Fig. 24 Nantes (Loira Atlantica, F): schema delle linee di TCSP al 2010.

Il servizio per Clisson, in una prima fase, costituirà semplicemente un miglioramento della relazione TER attuale, esercitato con materiale SNCF obsoleto. In un secondo momento si dovrebbero aggiungere delle tratte tranviarie urbane, soprattutto in previsione di servire l’aeroporto instradando alcuni servizi sulla linea per Ste-Pazanne. La validazione dei Dualis per il servizio sulla linea Nantes-Clisson avrebbe dovuto concludersi nell’agosto 2010, ma è slittato a marzo 2011: RFF avrebbe richiesto alcuni correttivi al sistema di comunicazione radio del veicolo, per garantire un livello di sicurezza tale da poter svolgere il servizio misto tram-treno/veicoli classici TER con compresenza in linea. Nessun TER fermerà alle stazioni intermedie tra Nantes e Clisson che saranno invece servite dal Dualis. Uno dei motivi circa l’adozione di questo veicolo è proprio che la distanza media delle stazioni (3,7 km) è troppo ridotta per rendere economicamente sostenibile il servizio con treni regionali classici. Nella capitale della Loira Atlantica è previsto un secondo servizio tram-treno espletato sempre con Dualis di Alstom: si tratta del Nantes - Nort-sur-Erdre – Châteaubriant che sarà attivato nel 2012 su una linea ferroviaria attualmente dismessa (Nantes – Châteaubriant – Rennes). Sul medio periodo la tratta Nantes Gare - La Chapelle-Centre sarà svolta su sezione tranviaria urbana (linea T1) con alimentazione a 750 Vcc. Da La Chapelle si procederà ai soliti 25.000 Vca (50 Hz) ferroviari.

4. TECNICA DI BASE 37

Fig. 25 Nantes: schema delle linee di TCSP con in giallo i nuovi servizi tram-treno previsti per il 2015.

Fig. 26 in Francia la sicurezza nella circolazione dei veicoli tipo tram-treno è ottenuta come somma di sicurezza attiva (segnalamento a induzione e radio controllo) e sicurezza passiva (min 600 kN di resistenza all’urto normale).

4. TECNICA DI BASE 38

Il tram-train de l'Ouest lyonnais è un progetto elaborato dalla Regione Rhône-Alpes per la periferia occidentale dell'agglomération lyonnaise volto a migliorare i collegamenti tra la stazione Saint-Paul verso Brignais, L'Arbresle e Sain-Bel, Lozanne. L’esercizio non sarà del tipo tram-treno classico ma si procederà con un’attivazione per tappe: treno espresso regionale TER; treno urbano+TER; tram-treno+treno urbano+TER; tram-treno + TER.

4. TECNICA DI BASE 39

Spagna: si inizia dal treno-tram

TRAM Metropolitano de Alicante (in valenciano TRAM Metropolità d'Alacan) è il brand del servizio ferrotranviario attivato nell’area metropolitana di Alicante e della regione turistica della Costa Blanca.

Fig. 27 inquadramento di Alicante e della Costa Blanca: estrema provincia meridionale della Comunidad Valenciana.

4. TECNICA DI BASE 40

nome: Vossloh serie 4100

linee: linea 3 e occasionalmente linea 1

tensione: 750 Vcc

potenza: 840 kW (6 motori x 140 kW)

velocità massima: 100 km/h

tara: 55 t

peso a pieno a carico: 69 t (4 pp/m2)

carico per asse: 10 t (8 pp/m2)

scartamento: 1.000 mm

lunghezza: 37,01 m

larghezza: 2,55 m

altezza: 3,48 m

unità: 9 (a 3 casse)

capacità: 315 passeggeri

altezza incarrozzamento: 360 mm

altezza: 375/900 mm dal pdf

diametro ruote: 720/660 mm

raggio di curvatura minimo: 30 m

raccordo verticale minimo: 1.200 m

resistenza massima: 600 kN

Il sistema è gestito dalle Ferrocarrils de la Generalitat Valenciana, impresa a partecipazione pubblica del governo autonomo della Comunidad Valenciana, incaricata della gestione delle linee ferroviarie a scartamento ridotto (vía estrecha) e delle tranvie per il territorio della Comunidad.

4. TECNICA DI BASE 41

Il servizio TRAM combina diversi vettori: il tram urbano tradizionale e su linea ferroviaria locale; il treno metropolitano (tren ligero, in superficie come in galleria) e un servizio ferroviario suburbano (servizio di treni diesel e treno-tram con velocità di 100 km/h). La linea 1 è una linea ferroviaria che unisce Alicante con Benidorm e – nel medio periodo – Denia all’aeroporto internazionale di Altet-Costa Blanca a sud di Alicante. Alicante viene attraversato con un breve tratto in galleria di nuova realizzazione, elettrificato: la tratta Benidorm-Denia sarà invece esercita a trazione diesel. Tratte differenti originano una serie di servi differenti a seconda che il veicolo di viaggio sia un treno elettrico, un treno diesel o un tram (linea 3 e linea 5). Nel 2001 la FGV bandisce una gara per la fornitura di materiale rotabile di tipo ferrotranviario (ferroviario leggero): 70 km/h la velocità massima per la modalità tranviaria e 105 km/h per la modalità ferroviaria. Si presentano in 3: Siemens, CAF e Alstom. FGV giudica vincitrice Alstom, la multinazionale francese proprietaria della fabbrica di Albuixec: nel giugno 2001 l’aggiudicazione viene fissata per un importo di 57 M€. CAF ricorre in giudizio, con un gesto senza precedenti nel mercato ferroviario, caratterizzato da un rapporto produttori/clienti molto limitato. Secondo CAF, FGV avrebbe espressamente formulato alcune specifiche progettuali a base di gara plasmandole su un modello di punta dell’Alstom – da tempo “noto” al mercato: altezza di incarrozzamento molto più alta di quanto non richiesto dalle caratteristiche progettuali. Un escamotage per montare ruote più ampie rispetto a quelle tranviarie ordinarie e, soprattutto, un numero maggiore di carrelli: l’obiettivo è quello di ottenere prestazioni maggiori in termini di spunto e frenata ma si tratta di uno dei tanti modi possibili con la differenza che sia proprio quello scelto dal Citadis/Dualis di Alstom. Oltretutto il bando richiedeva 105 km/h come velocità ferroviaria di punta e non 130 km/h come quelle raggiungibili dal Dualis di Alstom. CAF sosteneva infine di aver formulato un’offerta economica di 18 M€ più bassa di Alstom. La situazione di Alstom, poi, non era delle migliori nel 2001: l’Unione Europea autorizza nel 2004 una ristrutturazione della produzione che include, tra l’altro, la necessità di vendere l’impianto di Albuixec erede della storica fabbrica ferroviaria di Macosa. La Vossloh acquista l’impianto di Albuixec ed è lei a produrre i veicoli treno-tram che correranno sulla linea 9. La vicenda giudiziaria sembra concludersi solo di recente (FGV ha fatto ricorso presso il Tribunale Superiore di Giustizia della Comunidad Valenciana) con il rigetto dell’istanza di annullamento della gara e il versamento di una multa pecuniaria. Nel 2009 Vossloh si è aggiudicata la fornitura di 4 veicoli tipo S4100 per la linea ferroviaria Manacor-Artà, ultimo tratta della linea Palma-Manacor a Maiorca (isole Baleari).

L’esperienza spagnola conta ad oggi due casi: Alicante e Palma. Per entrambe le caratteristiche principali sono: servizio treno-tram su linea ferroviaria locale, resistenza normale agli urti pari a 600 kN. Tra i numerosi progetti, sempre sulla scorta di questi esempi, anche le Ferrocarrils de la Generalitat de Catalunya (FGC) stanno lavorando ad un progetto di treno-tram per il distretto di Manresa.

4. TECNICA DI BASE 42

Fig. 28 alcune viste del progetto treno-tram di Manresa.

Si tratta di trasformare 25 km della linea ferroviaria Llobregat-Anoia delle FGC tra Manresa e Súria y Sallent e realizzare 9,4 km di nuova linea urbana a servizio dei nuclei urbani di Manresa e Súria y Sallent oltre al prolungamento verso Sant Joan de Vilatorrada, raggiungendo il distretto industriale. Saranno potenziate 25 fermate di cui 3 diventeranno nodi di scambio FGC-Renfe. L’investimento è di 105 M€ per le opere civili (3,0 M€/km). Il servizio dovrebbe essere inaugurato nel 2012 sulla prima tratta funzionale ed essere esteso poi gradualmente sino all’attivazione di tutta la rete al 2016.

Sono in corso i lavori di quello che sarà il secondo servizio ferrotranviario spagnolo: il Tranvía Metropolitano de la Bahía de Cádiz. Cadice è un importante città del sud dell’Andalusia, situata sun una penisola antistante le coste marocchine, da cui si diparte un vasto agglomerato urbano lungo le coste del

4. TECNICA DI BASE 43

golfo e della baia di Cadice (da cui il nome del servizio). L’idea è quella di utilizzare la linea RENFE esistente tra Cadice e La Ardila (10,5 km) a scartamento metrico (1.668 mm come il resto della rete iberica) e creare una nuova tratta tranviaria nell’entroterra per un totale di 24 km e 22 fermate.

Fig. 29 Treno-Tram di Cadice (mappa di Robert Schwandl)

La linea sarà servita con veicoli Urbos di CAF, a pianale parzialmente ribassato (380 mm) per il 55% e accesso alto (780 mm) nella parte restante. La velocità delle vetture sarà di 70 km/h nella tratta urbana e 100 km/h in quella ferroviaria. La sede è preparato con attacchi che faciliteranno la futura sostituzione dello scartamento iberico (1.668 mm) con quello ordinario che gradualmente dovrebbe essere estesa a tutta la penisola per facilitare i collegamenti con il resto del continente e ridurre i costi di gestione. Il servizio sarà svolta in parallelo con l’esercizio Cercanías, il servizio di treni metropolitani che in Spagna Renfe12 svolge nelle principale città: si tratterà quindi di un esercizio tram-treno non banalizzato e sarà il primo di Spagna operato su linea Renfe. Il gestore del Tranvía Metropolitano de la Bahía de Cádiz sarà invece Ferrocarriles de la Junta de Andalucía, una partecipata del governo regionale andaluso.

12 Red Nacional de los Ferrocarriles Españoles, il gestore della rete nazionale spagnola.

4. TECNICA DI BASE 44

Tram-treno: panorama normativo

Un servizio di tipo tram-treno non si presenta come risultato dell’applicazione di nuove tecnologie o di modalità innovative di trasporto, tanto che il transito di veicoli ferroviari su linee di tipo tranviario, e viceversa, vanta numerosi precedenti storici.

L’interesse suscitato dal modello Karlsruhe risiede nell’essere un modo di trasporto con caratteristiche nuove, un ibrido di tranvia e ferrovia metropolitana, in grado di rispondere ad un particolare tipo di domanda di trasporto in maniera molto efficace e competitiva.

Il nuovo servizio ha dovuto certamente affrontare anche problemi di natura tecnica, ma ha soprattutto faticato a trovare un suo spazio all’interno del panorama normativo: la circolazione di un veicolo sia su sede tranviaria che su una rete ferroviaria nazionale deve rispondere efficacemente a quanto dettato da entrambe le norme. Sebbene le due tipologie di linea siano tecnicamente simili, la marcia del veicolo avviene in un caso a vista, in regime di traffico promiscuo e quindi con una serie di vincoli dettati dal codice della strada, e nell’altro tramite segnalamento, attraverso apparecchiature e dotazioni la cui natura ed il cui funzionamento rispondono a precisi standard. La nascita del tram-treno di Karlsruhe, in particolare della linea B, è dovuta in buona parte alla collaborazione ed all’atteggiamento costruttivo tenuti da parte degli organi normativi del Ministero dei Trasporti e delle Deutsche Bahn. La normativa ferroviaria, derivata in Germania come in gran parte del mondo dalle norme UIC, è infatti caratterizzata da una serie di prescrizioni e specifiche tecniche di carattere quantitativo. Il completo rispetto delle specifiche avrebbe impedito la realizzazione di un veicolo adatto, se non contravvenendo alle necessità della marcia sulla rete tranviaria: gli enti normativi hanno quindi optato per una valutazione di conformità dei risultati. In tema di sicurezza passiva, ad esempio, la norma ferroviaria prevede una resistenza al tamponamento minima di 1500 kN al livello dei respingenti: in ambito tranviario lo standard tedesco VOV 6.030.1/1977, così come previsto nella norma En 12663, richiede invece 200 kN, mentre a livello mondiale solo gli Stati Uniti raggiungono il livello massimo di 600 kN. Il veicolo Duewag previsto per l’esercizio a Karlsruhe si presentava con valori molto buoni in ambito tranviario, ovvero con un carico tollerabile di 600 kN, ma chiaramente insufficienti per la rete DB; non era allo stesso modo possibile pensare di progettare un veicolo tranviario che, all’interno di vincoli di costo e di compatibilità con la rete urbana, offrisse prestazioni maggiori13. La soluzione tedesca al problema è frutto di un’efficace concertazione tra i tecnici DB ed i responsabili AVG, basata sull’analisi delle reali dinamiche di esercizio; il risultato è ben sintetizzato dalle parole pronunciate dal direttore dell’AVG, l’ingegner D. Ludwig, in merito in occasione della visita dei delegati UITP nel 1995:

“Le autorità erano riluttanti a concedere un esercizio misto tra i veicoli leggeri e treni convenzionali sul medesimo binario per via dei possibili danni nell’eventualità di una collisione tra i due tipi di mezzi. Comparata con quella di un treno, la sicurezza passiva di un LRV è molto limitata per via della sua leggerezza e della scarsa resistenza strutturale. Tutto ciò è compensato da un’elevata sicurezza attiva:

− ridotte distanze di frenatura - l’80% degli incidenti ferroviari avviene perché la distanza di frenatura è troppo lunga;

− velocità ridotta a 100 km/h massimi;

− buon sistema di segnalamento e comunicazione terra-treno.”

L’esercizio della linea di Karlsruhe e, più recentemente, di quelle di Saarbrücken e Kassel hanno dimostrato la validità di questo approccio: non è infatti finora avvenuto alcun incidente imputabile alla condivisione di binario.

13 Aumentare la resistenza strutturale significava infatti rinforzare la struttura e quindi aumentare di molto il peso delle casse, ridimensionare coerentemente azionamenti e rodiggio e realizzando, infine, un’automotrice di tipo ferroviario; a tutto ciò va aggiunta l’ancora maggiore difficoltà di ottenere valori elevati di resistenza strutturale nel caso di pianali ribassati.

4. TECNICA DI BASE 45

Da questa e da altre esperienze l’ente normativo tedesco ha formulato uno specifico approccio sulla sicurezza passiva, poi preso come modello di partenza per analoghi studi in Francia e Gran Bretagna; i valori di resistenza ammissibili sono:

• 200 kN per veicoli tranviari classici operanti a velocità massime di 60 km/h anche in sede promiscua; • 400 kN sono richiesti per veicoli tranviari moderni circolanti anche in sede protetta con una velocità

massima di 80 km/h, classificati come StadtBahn; • 600 kN per veicoli di derivazione tranviaria ed automotrici ferroviarie per il trasporto regionale

operanti su tratte in condivisione con traffico ferroviario pesante. Questi risultati sono poi stati assunti in seno al progetto Safetram14 di normativa europea in tema di sicurezza passiva dei rotabili tranviari.

La sicurezza

La circolazione di mezzi leggeri su tratte ferroviarie interessate anche da traffico pesante pone in evidenza un grosso interrogativo, quello riguardante la sicurezza: un eventuale urto tra un veicolo tranviario urbano ed una motrice ferroviaria sarebbe chiaramente disastroso. Come già accennato precedentemente, la strategia adottata a Karlsruhe consiste nel garantire un alto livello di sicurezza del sistema incrementando la sua componente attiva, ovvero riducendo drasticamente la probabilità di un urto. Tale decisione, rivelatasi efficace sia al giudizio degli enti normativi che alla prova dei fatti15, deriva dall’osservazione delle caratteristiche di un veicolo tranviario: mentre la struttura, causa dimensioni e peso ridotti, non può offrire prestazioni di resistenza agli urti adatte al contesto ferroviario, le doti di decelerazione e frenatura sono eccellenti.

Sicurezza attiva

Si definisce come sicurezza attiva la capacità, relativa a veicolo e sistema infrastrutturale, di ridurre al minimo la probabilità di incidenti; essa si realizza principalmente attraverso dotazioni di rete, ovvero sistemi di segnalamento, e dotazioni di veicolo, cioè interfacce per il segnalamento e sistemi di frenatura. Nel caso del tram-treno i due contesti operativi, tranviario e ferroviario, vanno distinti nettamente: nella rete urbana infatti il regime di marcia è a vista, privo di segnalamento e tipicamente tranviario, ed il livello di sicurezza attiva del veicolo dipende dalle sue prestazioni in frenata. In contesto ferroviario la sicurezza del convoglio deve invece essere affidata sia all’impianto frenante che, soprattutto, alla capacità di interfacciarsi correttamente con il sistema di segnalamento. Attraverso diverse tipologie di apparecchi di binario il sistema rileva posizione e velocità di ogni convoglio presente sulla rete ed indica al macchinista, attraverso segnali codificati, un regime di marcia tale da garantire una distanza di sicurezza. I segnali vengono visualizzati sia dai semafori in linea che ripetuti all’interno della cabina, mentre un sistema di protezione (ATP) provvede alla frenatura automatica del convoglio nel caso in cui le prescrizioni non vengano rispettate. Il rilevamento della posizione e della velocità dei convogli avviene creando segmenti isolati di binario dotati di circuiti che vengono chiusi al passaggio di un treno. In campo ferroviario tali segmenti hanno dimensioni e posizioni definite, creando un sistema a blocco fisso caratterizzato dalla disponibilità di dati ad intervalli discreti16. Un veicolo tranviario adeguato a circolazione promiscua deve presentare tutte le dotazioni necessarie per interfacciarsi col sistema di segnalamento, con ripetizione dei segnali in cabina e blocco automatico (ATP), ancor più in considerazione delle sue scarse doti di sicurezza passiva. La rete ferroviaria europea non si presenta però, ancora una volta, omogenea riguardo ai sistemi di segnalamento. Data la natura

14 Passive Safety of Tramways for Europe – Safetram - Mid Term Report, Gennaio 2003. 15 Sia a Karlsruhe che a Saarbrücken e Kassel non si sono mai registrati incidenti relazionabili alla condivisione di binario. 16 Sistemi più raffinati a blocco mobile, ad esempio in campo metropolitano, utilizzano invece tecnologie capaci di descrivere lo stato di ogni singolo convoglio in maniera continua: maggiore è la precisione di posizionamento, migliore risulta infatti l’ottimizzazione della marcia di tutti i convogli presenti sulla rete.

4. TECNICA DI BASE 46

degli impianti risulta comunque semplice dotare il veicolo di un sistema di segnalamento corrispondente allo standard richiesto da ogni singola rete. Unione Europea, UIC ed UNIFE stanno a questo proposito lavorando alla definizione del nuovo protocollo unitario ERTMS (European Rail Traffic Management System), composto dal sistema di segnalamento ETCS (European Train Control System) e dalla nuova architettura GSM-R per le comunicazioni radio17. Per quanto riguarda i sistemi tram-treno è dunque possibile ipotizzare in tempi brevi l’adozione del sistema ETCS in configurazione di primo livello, unitamente all’utilizzo dell’architettura GSM-R per le comunicazioni radio sia in ambito ferroviario che tranviario. L’altro grande parametro relativo alla sicurezza attiva è rappresentato dalle prestazioni in frenata; la norma EN 1342-1 specifica i valori minimi per tram e metropolitane leggere operanti su tracciati separati e dotati di segnalamento, quindi può essere ritenuta applicabile anche nel caso del tram-treno. La normativa prevede la definizione di tre diverse classi di frenata:

• Frenata di servizio: utilizzata normalmente dal conducente per controllare la velocità del convoglio ed effettuare le fermate;

• Frenata d’emergenza: modalità capace dei valori massimi di decelerazione, prevista al fine di massimizzare la sicurezza di passeggeri, equipaggio e persone a terra;

• Frenata di soccorso: operata attraverso un impianto totalmente indipendente sia dal punto di vista idraulico che elettrico, è collegata anche al dispositivo uomo-morto.

Sicurezza passiva

Ridurre al minimo la probabilità di sinistri attraverso l’incremento delle prestazioni in frenata ed il segnalamento non elimina la necessità di una struttura veicolo capace, in caso di urto, di garantire adeguata protezione a passeggeri e personale di bordo. L’introduzione di veicoli leggeri su reti ferroviarie porta a confrontarsi con una normativa che, in merito alla sicurezza passiva, richiede una resistenza al tamponamento di 1500 kN: ottenere una tale rigidità su un veicolo tranviario non è possibile se non a fronte di un inaccettabile aumento di peso. Allo stesso tempo i valori di 200 kN e 400 kN tipici dei veicoli tranviari urbani non sono ammissibili per reti ferroviarie, neanche a fronte del già descritto alto livello di sicurezza attiva: il compromesso ottenuto per le reti tedesche indica nel valore di 600 kN un nuovo possibile standard per applicazioni tranviarie suburbane su tratte promiscue.

Attualmente è la norma EN12663 ad indicare, attraverso cinque diverse classi, i requisiti strutturali dei veicoli ferroviari, tra cui i valori di resistenza a tamponamento in corrispondenza dei respingenti o degli accoppiatori:

Tab. 6 valori di resistenza a tamponamento secondo la EN12663

Progetto Safetram

La scarsa copertura del settore tranviario da parte della norma EN12663 e la necessità di un approccio più integrato a livello europeo, anche in relazione all’emergere di nuovi temi come quello del tram-treno, ha condotto all’avvio del progetto Safetram. Obiettivo del progetto è fornire un parametro tecnologico volto alla definizione di nuovi standard di sicurezza passiva applicati ai veicoli tranviari; lo studio delle dinamiche di impatto, attraverso modelli matematici e test dinamici, è cioè volto alla progettazione di due differenti tipologie di strutture di riferimento per le estremità di veicoli urbani e suburbani. L’elaborazione degli scenari di collisione per veicoli tranviari suburbani, causa la ancora scarsa diffusione di questa tipologia di servizio, si è basata 17 http://www.ertms.com

P-I carrozze e locomotori 2000 kN

P-II unità a composizione fissa 1500 kN

P-III veicoli ferroviari metropolitani e sotterranei 800 kN

P-IV metropolitane leggere e veicoli tranviari pesanti 400 kN

P-V veicoli tranviari urbani 200 kN

4. TECNICA DI BASE 47

sull’archivio ERRI B205 relativo a quasi 600 incidenti avvenuti sulle ferrovie regionali di Francia e Germania.

Tab. 7 scenari di collisione previsti per un tram suburbano

Il processo di definizione è partito dallo studio delle normative vigenti, in Europa e stati Uniti, riguardo a resistenza agli urti nei campi ferroviario, tranviario ed automobilistico; sono state quindi definite specifiche di progetto relative a vincoli geometrici, massima entità di impatto tollerabile, massima deformazione ammissibile ed interfaccia con l’elemento di collisione. Gli elementi di assorbimento dell’urto sono capaci di una deformazione reversibile sufficiente per fronteggiare urti di limitata entità. Al crescere dell’intensità della forza intervengono gli elementi a deformazione plastica programmata dei respingenti, nel caso di urto con veicoli ferroviari, o la struttura centrale a nido d’ape. Un terzo grado di assorbimento della forza d’urto è infine assicurato da elementi a deformazione programmata presenti nella struttura portante della cabina. Le caratteristiche della struttura Safetram rivestono particolare importanza nell’economia di un sistema prodotto per veicoli tram-treno, sia perché semplificano l’approccio al tema della sicurezza passiva definendo un modello valido per tutta l’Europa, sia perché impongono precisi vincoli di progetto. L’elemento cabina di una piattaforma prodotto modulare diviene un sistema dotato di caratteristiche strutturali ed elementi di interfaccia per gli urti completamente differenti rispetto ad un veicolo urbano; esso presenta forti vincoli relativi a:

• posizione dei respingenti e degli elementi deformabili; • indicazioni relative agli spazi minimi di sopravvivenza; • accoppiatori retrattili in posizione molto arretrata; • requisiti di visibilità per il conducente. L’esistenza di tali vincoli, aggiunti agli altri requisiti di carattere normativo, è di radicale importanza nell’ottica di un elemento del veicolo, il muso, che in realtà possiede uno dei più alti livello di variabilità e personalizzazione: non solo esso costituisce oggetto di precise e spesso differenti richieste funzionali da parte delle organizzazioni sindacali e delle aziende di trasporto, ma funge anche da principale elemento di caratterizzazione estetica. La diffusione degli standard derivanti dal Safetram va quindi vista come occasione per la ridefinizione dell’intera struttura del muso del veicolo, con lo scopo di conciliare esigenze funzionali e di sicurezza, elevata standardizzazione delle strutture, libertà nella configurazione e contenimento dei costi.

ScenarioVelocità (km/h)

Energia (MJ)

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P2 tram contro vagone 25 0,79

P3 tram contro treno – 129 t 22 0,78

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4. TECNICA DI BASE 49

CLASSE DI REQUISITO DESCRIZIONE

area di sopravvivenza

il veicolo deve salvaguardare lo spazio di sopravvivenza ed impedire intrusioni: la distanza tra banco di manovra e sedile non deve scendere al di sotto di 300 mm, oppure la distanza tra il banco di manovra e la parete posteriore della cabina non deve essere minore di 750 mm.

posizionamento accoppiatore

l’accoppiatore può anche non contribuire all’assorbimento di energia, ma la sua disposizione non deve in ogni caso impedire il corretto funzionamento degli altri elementi preposti; esso dovrebbe essere utilizzato come interfaccia in caso di urto con treno con accoppiatore centrale.

altri requisiti deve essere previsto lo spazio per l’installazione dell’impianto radio ed il livello del pavimento della cabina conseguentemente specificato.

Tab. 8 requisiti di progetto per un tram suburbano, Safetram (autore Andrea Alessandri)

Requisiti di un veicolo tram-treno

L’insieme delle problematiche finora analizzate può essere sintetizzato in una serie di requisiti funzionali, prestazionali e relativi al sistema prodotto; questa operazione ha lo scopo di generare un sistema di giudizio applicabile alle soluzioni attualmente presenti sul mercato e capace di evidenziare aree significative di intervento. Vanno a questo proposito espresse due premesse metodologiche:

• si tratta chiaramente di requisiti di carattere qualitativo e generico in quanto relativi al sistema prodotto: data la variabilità degli scenari di un servizio tram-treno non è infatti opportuno giudicare l’idoneità di singole soluzioni quanto la capacità dell’intera piattaforma di adattarsi nella maniera migliore ai diversi casi possibili;

• i requisiti elencati riguardano esclusivamente le funzionalità e prestazioni relative alla circolazione promiscua su tratte ferroviarie e tranviarie; non vengono quindi esplicitati i requisiti tipici di un veicolo tranviario generico: la loro soddisfazione viene ritenuta in ogni caso necessaria quando non in conflitto con i requisiti specifici del tram-treno;

I diversi requisiti sono organizzati secondo macrocategorie e nascono dal confronto con lo stato dell’arte relativo ai sistemi oggi operativi ed al materiale rotabile in esercizio. I requisiti funzionali di primo livello rappresentano l’insieme delle condizioni necessarie e vincolanti per un veicolo operante in contesto promiscuo, esprimendo prestazioni di livello base. I requisiti di secondo livello riguardano invece caratteristiche non vincolanti, ma tali da garantire alta qualità al servizio erogato i requisiti di primo livello devono essere rispettati in pieno, mentre quelli di secondo livello possono presentare vari livelli di soddisfazione.

4. TECNICA DI BASE 50

CONTESTO REQUISITI FUNZIONALE DI I LIVELLO (OPERATIVITÀ) REQUISITO SECONDARIO

Rodiggio

Profilo ruota compatibile con la marcia promiscua

Profilo compatibile con deviatoi ferroviari

Bordino di spessore a norma ferroviaria

Profilo compatibile con rotaie e deviatoi tranviari

Stabilità di marcia ad alta velocità

Buon comportamento in ingresso in curva - due sale complete

Affidabilità degli organi nella marcia ferroviaria

Azionamenti

Compatibilità con i differenti scenari di rete possibili

Stadi per la conversione delle tensioni di rete riscontrabili in Europa Riconoscimento automatico della tensione

Capacità di recupero in frenata sotto tutte le tensioni

Possibilità di marciare in modalità ibrida

Prestazioni tali da essere compatibili con la marcia promiscua

Accelerazione maggiore di 1,2 m/s2 fino a 50 km/h

Velocità massima maggiore di 80 km/h

Capacità di superare pendenze del 6%

Sicurezza

Alte prestazioni in frenata

Decelerazione massima in frenata di servizio maggiore di 1,5 m/s2

Presenza di dispositivi di frenatura indipendenti dall’aderenza

Segnalamento

Presenza di dotazioni secondo sistema di segnalamento ferroviario Presenza di dotazioni per la ripetizione dei segnali in cabina

Franco minimo compatibile con gli apparecchi di binario Presenza di circuito di blocco automatico e dispositivo uomo-morto

Sicurezza passiva

Resistenza a tamponamento di almeno 600 kN

Intensità d’impatto massima ammissibile di almeno 1500 kN

Presenza di struttura a deformazione programmata ed assorbimento energetico

Compatibilità con le diverse geometrie possibili per la zona d’impatto

Presenza di dispositivi antisormonto

Accoppiatori retrattili

Profilo frontale compatibile con la sicurezza di pedoni ed altri occupanti della sede stradale

Accesso e spazio interno

Garantire accessibilità con tutte le geometrie di banchina possibili

Consentire l’accesso da banchina tranviaria (280-350 mm s.p.f.) con gradini di altezza inferiore a 200 mm

Consentire l’accesso da banchina ferroviaria (350-600 mm s.p.f.) con gradini di altezza inferiore a 200 mm

Colmare in maniera efficace il vuoto tra banchina ferroviaria e veicolo

Offrire uno spazio interno compatibile con le esigenze di viaggi lunghi

Offrire un livello di confort maggiore del 60 %

Presentare almeno una postazione per il trasporto di carrozzelle

Tab. 9 elenco dei requisiti funzionali di secondo livello, ovvero relativi alla qualità di servizio (autore Andrea Alessandri)

4. TECNICA DI BASE 51

CONTESTO REQUISITI FUNZIONALI DI II LIVELLO (QUALITÀ DI SERVIZIO)

REQUISITO SECONDARIO

Accesso

Garantire accessibilità totale

Consentire un accesso a raso con banchine tranviarie (280-350 mm s.p.f.)

Consentire un accesso a raso con banchine ferroviarie (350-600 mm s.p.f.)

Presentare dinamiche di incarrozzamento sicure e veloci

Prevenire la caduta dei passeggeri nel gap tra veicolo e banchina ferroviaria

Minimizzare i tempi di apertura di porte e dispositivi ausiliari

Presentare almeno tre porte per lato

Presentare almeno due porte per lato di larghezza pari a 1300 mm

Comfort

Offrire buone condizioni di permanenza a bordo

Contenere i valori di jerk al di sotto di 1,2 m/s3, 4 m/s3 in condizioni di emergenza

Contenere le accelerazioni laterali e la trasmissione di sollecitazioni provenienti dal binario

Contenere il livello di rumore in regime di marcia ferroviario

Presentare servizi accessori relazionati ad itinerari lunghi

Prevedere servizi avanzati di infomobilità

Ospitare distributrici automatiche di biglietti

Prevedere spazio per piccoli bagagli

Prevedere l’installazione di ritirata a circuito chiuso

Prevedere spazio per il trasporto di biciclette

Offrire uno spazio percorribile senza ostacoli

Offrire uno spazio disponibile pari ad almeno il 60% del totale

Presentare pavimento continuo e ribassato (450 mm s.p.f.) per almeno il 70 % del totale

Presentare un collegamento agevole tra le sezioni a diversa altezza

Contenere al minimo la presenza di gradini e spigoli

Limitare l’ingombro delle sezioni intercomunicanti

Flessibilità

Configurazione generale

Prevedere diverse configurazioni per lunghezze da 30 m a 45 m

Alloggiare tutti i dispositivi di azionamento e trazione senza sottrarre volume al vano passeggeri

Rendere minimo l’ingombro dei carrelli all’interno del vano passeggeri

Spazio interno

Permettere massima libertà nella configurazione dell’area passeggeri

Prevedere usi alternativi degli spazi, per servizi turistici o Bistrot

Prevedere differenti tipologie di sedute

Configurazione formale

Permettere la libera configurazione delle estremità

Permettere un limitato intervento formale sulle fiancate

Contenere gli oneri di riprogettazione relativi a tali interventi

Tab. 10 elenco dei requisiti funzionali di secondo livello, ovvero relativi alla qualità di servizio (autore Andrea Alessandri)

4. TECNICA DI BASE 52

Omologazione: percorsi italiani

Allo stato, non esiste in Italia una normativa specifica per l’omologazione del tram-treno. Il tram-treno è un ibrido che risponde parzialmente sia alle normative che prescrivono le caratteristiche costruttivo-prestazionali dei veicoli tranviari sia a quelle dei veicoli ferroviari; pertanto bisogna rifarsi ad un mix normativo dei due sistemi. Gli organi competenti sono il Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti - Direzione Generale dei Sistemi di Trasporto a Impianti Fissi18 - ex T.I.F. 5 per la parte “tranviaria” e Cesifer-RFI19 per quella “ferroviaria”. Da tempo le Autorità auspicano anche in Italia la concretizzazione di un caso “reale”, che intravede come un Operatore che adotti il veicolo e consenta di elaborare durante lo sviluppo del Contratto norme/direttive che permettano la Certificazione del Prodotto e conseguentemente, l’introduzione di tram-treno/treno-tram su reti ferroviarie ed urbane.

Tab. 11 principali norme di riferimento in ambito ferroviario e tranviario.

Procedura per l’ammissione tecnica dei rotabili sulla Rete Ferroviaria Italiana

Il riferimento in materia sono le disposizione di RFI n. 01 del 21 gennaio 2003 che ha abrogato le disposizioni n.14/2000 e n.12/2001. Le norme di riferimento sono:

• D.P.R. 16 marzo 1999 n. 146; 18 L'Ufficio speciale trasporti a impianti fissi - USTIF, è un organo periferico del Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti italiano, dipendente dal Dipartimento per i Trasporti, la Navigazione ed i Sistemi Informativi e Statistici - Direzione Generale della Motorizzazione Civile. Gli USTIF sono stati istituiti con la legge n° 870 del 1 dicembre 1986. I compiti fino ad allora dell'USTIF erano di competenza degli Uffici provinciali della MCTC. Successivamente sono stati approvati diversi provvedimenti normativi (il più importante è il decreto del 29 settembre 2003) i quali hanno portato l'USTIF ad avere le competenze in vigore. Con la riorganizzazione del dicastero nel 2008-2009 gli USTIF sono stati incardinati presso il Dipartimento per i Trasporti, la Navigazione ed i Sistemi Informativi e Statistici - Direzione Generale della Motorizzazione Civile, da cui attualmente dipendono. 19 http://site.rfi.it/quadroriferimento/default.htm

RETE FERROVIARIA RETE TRANVIARIA

normativa vigente Cesifer-RFI TCCS PR OR 01 001 ATIF 5 – DG N201

CEI 9-68 UNI 11174

sagoma limite UIC 505-1 CEI 9-68 UNI 11174

larghezza 3.000 mm Max 2.650 mm

altezza Max 4.310 mm Max 4.000 mm

franco dal binario 80 mm 55 mm

carico per asse 16-20 t 10-12 t

velocità massima 100 km/h 70-80 km/h

spazio di arresto 700 m a 100 km/h 69 m a 70 km/h

resistenza ad urto normale 1.500 kN 600 kN

dimensione ruote UIC 510-518-812 UNI 8350-7464

4. TECNICA DI BASE 53

• DLgs 24 maggio 2001 n. 299; • D.M. 31 ottobre 2000 n.138T; • Decreto Dirigenziale del Ministero dei Trasporti e della Navigazione n. 247/VIG3 del 22.05.00; • Disposizione RFI n. 1 del 21 gennaio 2003 “Disposizioni per i requisiti normativi regolamentari e

tecnici del materiale rotabile”; • “Procedura operativa per l’ammissione tecnica sull’infrastruttura ferroviaria nazionale di materiale

rotabile motore e rimorchiato” (prot. DI/DT/A1007/P/000563 del 30.06.00); • Disposizione della Divisione Infrastruttura n. 25 del 5.10.2000 sull’immatricolazione del materiale

rotabile delle Imprese Ferroviarie; • C.C.S. 1/AD di Trenitalia del 26.05.2001 e successive revisioni “Procedura per l’immatricolazione dei

rotabili delle Divisioni di Trasporto di Trenitalia”. L’ammissione tecnica del materiale rotabile sulla Rete Ferroviaria Italiana è regolata dalla “Procedura operativa per l’ammissione tecnica sull’infrastruttura ferroviaria nazionale di materiale rotabile motore e rimorchiato” – DI TCCS ST PO 02 001 A. In base al DPR 16 marzo 1999 n. 146, il rilascio della ammissione tecnica del materiale rotabile che dovrà essere utilizzato sulla Rete Ferroviaria Italiana è demandato alla struttura CESIFER di RFI.

Procedura per l’omologazione tranviaria

L’omologazione delle vetture tranviarie è gestita dall’Ufficio speciale trasporti a impianti fissi - USTIF, un organo periferico del Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti italiano.

Possibili schemi d’azione nello scenario italiano

Allo stato attuale per la circolabilità di veicoli ferroviari leggeri sulle reti urbane (modo tram) e ferroviarie (modo treno) è necessario soddisfare:

1. circolazione su rete urbana: certificazione come “Tranvia e Metropolitana”; 2. circolazione su rete concessa: certificazione USTIF-ex T.I.F.5 con applicazione di norme specifiche RFI

per la rete ferroviaria (da verificare con USTIF); 3. circolazione su rete RFI: omologazione Cesifer completa di tipo ferroviario come per il punto (2) con

TIF-5 che dovrebbe mettere a punto uno standard applicabile di integrazione delle norme Tramviarie e Metro con le normative per rotabili ferroviari.

NORME TRANVIA URBANA

LINEA CONCESSA

LINEA RFI

TRANVIA URBANA

INTEGRATA CON LINEA CONCESSA

USTIF ex T.I.F.5 - DG N201 CEI 9-68 UNI 111174

SI SI con norme CESIFER/RFI

(USTIF) NO

ex T.I.F.5 DG201con

verifica USTIF

Cesifer RFI TCCSPROR01001 A NO SI SI Cesifer se linea non dedicata

Tab. 12 standard di omologazione-certificazione (da Mario Olivari, “Il tram-treno sulla rete TPL a scartamento ridotto della Sardegna: vantaggi e problematiche applicative” – Trasporti e Territorio, 2008)

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4. TECNICA DI B

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54

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4. TECNICA DI B

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4. TECNICA DI BASE 56

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giorno superficie (km2) popolazione

FRANCIA

Caen 108,3 196.326 2 15,5 34 42.000

Clermont-Ferrand 236,2 286.737 1 14,2 31 57.000

Grenoble 344,0 420.114 4 36,4 75 205.000

Le Mans 162,1 191.220 1 15,4 29 48.000

Montpellier 437,2 485.726 2 35,3 60 175.000

Mulhouse 173,4 227.972 2 13,2 27 47.500

Nancy 237,3 302.823 1 11,1 28 50.000

Nantes 507,7 628.197 3 45,3 84 266.300

Nice 668,7 944.104 1 8,7 21 70.000

Orléans 202,3 277.617 1 17,9 24 45.000

Rouen 305,5 461.100 2 18,2 31 65.000

Saint-Étienne 410,5 375.986 2 11,7 38 53.000

Strasbourg 317,3 499.455 5 53,1 75 307.200

Valenciennes 348,8 304.769 1 18,3 28 33.000

TOTALE 4.459,2 5.602.146 28 314,3 585 1.464.000

SPAGNA

Alicante 355,1 480.290 5 38,5 51 15.200

Tenerife 367,9 399.437 1 15,1 27 50.000

Vitoria-Gasteiz 419,8 243.272 1 4,9 18 7.000

TOTALE 1.142,8 1.122.999 7 58,5 96 72.200

REGNO UNITO E IRLANDA

Birmingham 1.143,0 2.957.278 1 20,2 23 14.000

Dublin (LUAS) 913,1 1.253.070 2 26,5 40 92.700

Nottingham 647,5 1.061.852 1 14,7 23 23.000

Sheffield 978,0 994.031 3 29,4 48 36.000

TOTALE 3.681,6 6.266.231 7 90,8 134 165.700

U.S.A.

Baltimore 2.001,8 1.920.999 3 48,3 33 34.700

Buffalo 1.634,9 822.348 1 10,3 15 23.200

Calgary 1.546,3 1.136.943 3 48,8 37 278.100

Denver 1.609,4 1.991.761 5 63,4 36 63.100

Phoenix 3.662,6 4.644.176 1 32,8 32 43.510

Portland 1.951,0 1.900.498 4 84,3 84 119.300

Sacramento 1.464,4 1.580.473 2 60,2 47 54.900

Salt Lake City 1.926,4 1.363.629 2 30,6 28 43.100

Seattle 2.684,0 3.190.172 2 27,8 18 23.400

TOTALE 18.480,8 18.550.999 23 406,5 330 683.310

ITALIA

Bergamo 339,9 497.990 1 12,5 16 10.200

Firenze 494,6 630.390 1 7,4 13 33.000

Padova 403,8 430.578 1 10,3 26 22.440

Torino 462,3 1.530.403 8 183,0 312 122.640

TOTALE 1.700,6 3.089.361 11 213,2 367 188.280

4. TECNICA DI BASE 57

IPS ICT IDR R

città avvio esercizio estensione (km) ppkm anno per abitante

indice di copertura

territoriale

km di linee per milione di

abitanti

rendimento del sistema (%)

FRANCIA

Caen 18/11/2002 15,5 1.210 143 173 8%

Clermont-Ferrand 16/12/2006 14,2 1.030 60 108 17%

Grenoble 05/09/1987 36,4 6.483 106 179 61%

Le Mans 17/11/2007 15,4 1.411 95 152 15%

Montpellier 01/07/2000 35,3 4.642 81 124 57%

Mulhouse 20/05/2006 13,2 1.004 76 118 13%

Nancy 08/12/2000 11,1 669 47 92 14%

Nantes 07/01/1985 45,3 7.009 89 134 79%

Nice 24/11/2007 8,7 235 13 22 18%

Orléans 24/11/2000 17,9 1.059 88 86 12%

Rouen 17/12/1994 18,2 936 60 67 16%

Saint-Étienne 04/12/1881 11,7 602 29 101 21%

Strasbourg 25/11/1994 53,1 11.921 167 150 71%

Valenciennes 03/07/2006 18,3 723 52 92 14%

MEDIA 314,3 2.781 70 104 30%

SPAGNA

Alicante 31/07/2007 38,5 445 108 106 4%

Tenerife 02/06/2007 15,1 690 41 68 17%

Vitoria-Gasteiz 23/12/2008 4,9 51 12 74 4%

MEDIA 58,5 395 51 85 8%

REGNO UNITO E IRLANDA

Birmingham 30/03/1999 20,2 35 18 8 2%

Dublin (LUAS) 30/06/2004 26,5 716 29 32 25%

Nottingham 09/03/2004 14,7 116 23 22 5%

Sheffield 21/03/1994 29,4 389 30 48 13%

MEDIA 90,8 314 25 21 11%

U.S.A.

Baltimore 04/04/1992 48,3 318 24 17 13%

Buffalo 31/01/1985 10,3 106 6 18 17%

Calgary 25/05/1981 48,8 4.357 32 33 138%

Denver 07/10/1984 63,4 733 39 18 19%

Phoenix 27/12/2008 32,8 112 9 7 13%

Portland 05/09/1986 84,3 1.931 43 44 45%

Sacramento 12/03/1987 60,2 763 41 30 19%

Salt Lake City 01/12/1999 30,6 353 16 21 22%

Seattle 18/07/2009 27,8 74 10 6 7%

MEDIA 406,5 972 22 18 23%

ITALIA

Bergamo 10/06/2009 12,5 93 37 32 3%

Firenze 14/02/2010 7,4 141 15 21 9%

Padova 24/03/2007 10,3 196 26 60 8%

Torino 03/11/1871 183,0 5.353 396 204 14%

MEDIA 213,2 1.446 125 119 7%

4. TECNICA DI BASE 58

Per analizzare il rendimento e la produttività di un sistema tranviario innanzitutto occorre definire l’area urbana della città di riferimento: si tratta di una grandezza morfologica che descrive l’estensione dell’area costruita contigua. Questa figura (ente morfologico) non coincide quasi mai con il perimetro amministrativo del comune di riferimento (ente amministrativo). L’area urbana definisce il bacino trasportistico diretto di una linea di Trasporto Collettivo in Sede Propria (TCSP). Il primo descrittore da esaminare è l’indice di produttività del sistema, definito dal numero di passeggeri km anno per abitante (ppkm anno/ab): tra le città medie francesi, dotatesi di un’infrastruttura tranviaria a partire dagli anni Ottanta, si nota che questo valore oscilla tra il minimo di 200 per Nizza e un massimo di 11.900 per Strasburgo con un valore mediano di 2.700 circa. In Spagna e in Gran Bretagna i valori sono nettamente più bassi con una media di circa 300. Negli USA la media è circa 1.000 con scostamenti molto pronunciati. Nei 3 sistemi italiani di recente realizzazione (per Messina non sono disponibili i dati di frequenza) si raggiunge un massimo di 200: per la rete storica di Torino (dato precedente all’attivazione della linea metropolitana) si raggiungeva un valore di 5.000 ppkm anno/ab, un valore molto vicino ai migliori sistemi francesi. Il secondo descrittore è l’indice di copertura territoriale, ovvero il rapporto (espresso in per mille) tra la superficie servita dalla rete (lunghezza per una fascia di 500 m per lato) e l'area urbana. Semplificando si tratta del rapporto tra l’impronta della linea tranviaria per un 1 km di lato e la superficie dell’area urbana. I 500 m per lato derivano dalla necessità di schematizzare il limite della mobilità lenta: la distanza massima che in media si è disposti a percorrere a piedi per raggiungere una stazione o una fermata. Per i sistemi francesi si viaggia comunque sopra al 30 con un massimo di 167 per Strasburgo. Già si nota come i sistemi più produttivi in termini di passeggeri coincidano con i sistemi a maggiore copertura territoriale. Il terzo descrittore è l’indice di densità della rete, ovvero i km di linee per milione di abitanti. Insieme all’ICT offre una panoramica completa della reale estensione della rete rispetto al carattere insediativo della città in esame. Indici in fase (entrambi elevati o entrambi bassi) indicano una rete estesa o insufficiente in una città con densità residenziale elevata (città compatta). Indici sfasati indicano una rete che può essere:

• con un buon rapporto di densità della rete ma un basso valore di copertura territoriale, se la città è del tipo statunitense ovvero molto estesa con densità abitativa medio-bassa;

• con un basso indice di densità ma un alto valore di copertura territoriale, come nel caso di Padova, se la linea è sì estesa ma la città a densità molto elevata.

Entrambi gli indici non raggiungono il 100 per le altre città analizzate fuori dalla Francia: solo la rete storica di Torino viaggia, come prevedibile, su valori molto elevati. L’ultimo descrittore è il rendimento del sistema, definito come il rapporto percentuale tra l’indice di produttività e l’indice di copertura territoriale. Per sistemi medi tende a collocarsi asintoticamente entro il 50-80%: si tratta di un sistema a rendimento ottimale. Si guardino Strasburgo e Nantes, oppure Grenoble e Montpellier: tutti sistemi con più di 5.000 p km anno/ab. L’indice non tenta di dire se un sistema è o no il migliore tra quelli possibili: restituisce un valore positivo se il sistema in esercizio è adeguatamente messo in possibilità di operare a regime con elevati indici prestazionali: ovvero se il sistema è sfruttato al meglio. Se la media francese è sul 30% si nota subito che tutti gli altri sistemi sono nettamente al di sotto ad eccezione di Dublino in Irlanda e Calgary, Portland e Salt Lake City. Se ciascuna delle città menzionate raggiunge una produttività discreta (ottima se si considera che negli USA il TPL è solitamente a livelli inferiori al 10%) Calgary, in Canada, riesce addirittura a sovra-saturare il sistema portandolo ad un’iper produttività (138%) nettamente al di sopra degli standard.

Questa breve disamina non esaurisce chiaramente l’argomento: è utile però a dimostrare che il tram moderno, quello su ferro, può efficacemente coniugare attrattività (innalzando la quota TPL al 25-30% in 3-5 anni), economie di esercizio (motore elettrico, contatto ferro/ferro) e manutenzione (vita media di oltre 40 anni) con la possibilità di integrare e rilanciare infrastrutture esistenti.

4

4. TECNICA DI BBASE 59

4. TECNICA DI BASE 60

I convogli tramviari in ambito urbano: disciplina e normativa20

I veicoli a guida di rotaia nei convogli di tramvia in servizio urbano sono mezzi che su strada percorrono in senso orizzontale tragitti su impianti fissi. Il Codice della Strada, ad eccezione di alcune norme comportamentali, non si occupa direttamente di tali mezzi; anzi non esiste una definizione di veicoli a guida di rotaia né l’art. 47 (classificazione dei veicoli) classifica tra i mezzi che possono percorrere le strade i tram o i veicoli similari. Tali veicoli trovano una loro regolamentazione al di fuori del Codice della strada. In particolare tale disciplina si riscontra sia in provvedimenti di legge ad hoc, specifici per la movimentazione dei mezzi su rotaia, sia nel codice civile con gli artt. 2043, 2044 e con legge 990/69 sulla assicurazione obbligatoria dei veicoli. Vista la particolare legislazione che vige per tali mezzi sembra opportuno chiarire che il campo di applicazione del C.d.S. nei confronti dei conducenti dei veicoli tramviari in servizio urbano è veramente limitato. Infatti possiamo dire che gli unici articoli del codice della strada applicabili sono:

• l’art. 41 comma 12 art. 146 comma 3 quando il conducente di veicolo in servizio di trasporto pubblico prosegue la marcia nonostante la segnalazione semaforica tramviaria, o di quella del semaforo ordinario, lo vieti;

• l’art. 145 commi 9 e 10 quando il conducente del veicolo su rotaia non rispetta il segnale negativo di precedenza omettendo di dare la precedenza agli altri veicoli.

La peculiarità di tali mezzi fa si che null’altro possa essere applicato al conducente di tram: d’altronde sembra difficile una applicazione di altre norme comportamentali in quanto il conducente, viaggiando il tram su impianto fisso, è costretto sia a tenere una determinata velocità sia a “comportarsi” in maniera del tutto corretta per quanto riguarda il sorpasso, cambiamento di corsie, mano da tenere ecc Un discorso diverso va fatto riguardo la precedenza che tale veicolo deve dare nei confronti dei pedoni; partendo dal presupposto che i pedoni devono attraversare la linea tramviaria solo negli appositi attraversamenti vi è da fare una distinzione tra passaggio pedonale semaforizzato e passaggio pedonale con striscia pedonale: ovviamente nel primo caso la precedenza sarà del veicolo (quando il semaforo è verde) e nel secondo caso del pedone.

20 testo a cura della Sezione Studi, Ricerche e Pubbliche Relazione della Polizia Municipale di Messina, da www.tramditorino.it/

4. TECNICA DI BASE 61

NORMATIVA UNIFER - UNI 7156-72 21

Tranvie urbane ed estraurbane - Distanze minime degli ostacoli fissi dal materiale rotabile e interbinario

1.1.1. Gli ostacoli fissi in prossimità dei binari, tanto in rettilineo, quanto nelle curve di qualsiasi raggio, devono essere ubicati in modo che tra i detti ostacoli e le parti più sporgenti dei rotabili ammessi a circolare sulla linea in condizioni normali di esercizio, tanto vuoti quanto a pieno carico, siano rispettate le distanze minime indicate nei seguenti punti 1.2., 1.3. e 1.4., supponendo che il rotabile sia piazzato sul binario nella posizione più sfavorevole, allo stato di riposo e a porte chiuse e, nelle curve, misurando tale distanza in corrispondenza delle sezioni del rotabile che più si allontanano dall'asse longitudinale del binario. Se il rotabile presenta alle estremità una rastremazione, ne deve essere tenuto conto. 1.1.2. Le distanze minime indicate nella presente norma devono essere intese come distanze minime da rispettare durante l'esercizio della linea. Conseguentemente, in sede di progettazione esse devono essere maggiorate almeno di una quantità pari allo scarto tra la quota nominale e quella effettiva che si prevede risulterà ad impianto ultimato, in relazione al sistema di costruzione che sarà adottato. 1.1.3. L'osservanza delle suddette distanze non esclude il rispetto di eventuali maggiori distanze minime stabilite per altre esigenze, come per elettrodotti, gasdotti, distributori di carburanti, ecc., o necessarie per garantire la sicurezza agli altri utenti della strada. 1.1.4. Gli ostacoli fissi sono distinti nella presente norma in ostacoli continui e in ostacoli discontinui. Sono considerati ostacoli continui quelli aventi dimensione, misurata parallelamente al binario, maggiore di 500 mm. Sono considerati ostacoli discontinui quelli aventi dimensione, misurata parallelamente al binario, non maggiore di 500 mm, come: colonnine per segnalazioni luminose, pali, indicatori di fermata, ecc.

1.1.5. Agli effetti della presente norma sono considerati convenzionalmente ostacoli fissi, e compresi nella categoria degli ostacoli discontinui, i cavalletti stradali mobili e le recinzioni costituite da paletti infissi o no nel suolo, collegati con catenelle.

1.2. Distanze minime degli ostacoli di altezza dal piano dei ferro non maggiore di 300 mm. Gli ostacoli fissi, continui o discontinui, di altezza dal piano del ferro non maggiore di 300 mm devono trovarsi in ogni loro punto ad una distanza dalle parti più basse del rotabile, misurata in ogni direzione, non minore di 100 mm. Nella figura tale distanza è indicata con a.

1.3. Distanze minime in orizzontale degli ostacoli di altezza dal piano del ferro maggiore di 300 mm. 1.3.1. Gli ostacoli fissi di altezza dal piano del ferro maggiore di 300 mm devono, in generale, trovarsi in ogni loro punto ad una distanza in orizzontale non minore di 800 mm dalle parti della cassa del rotabile più sporgenti lateralmente. Nella figura tale distanza è indicata con b. Tuttavia, nei punti 1.3.3. e 1.3.4. sono considerati casi particolari di detti ostacoli per i quali sono ammesse, previo benestare dell'Autorità competente, distanze minime in orizzontale minori di 800 mm. 1.3.2. Gli eventuali specchi retrovisivi portati dal rotabile non devono essere considerati come parti sporgenti lateralmente dalla cassa di questo, sempreché il loro bordo inferiore si trovi ad almeno 2000 mm dal piano del ferro.

21 testo ufficiale UNIFER - C.D. 625.45/.46 - Dicembre 1972

1.3.3. La di30 è indicat 1.3.4. La dtrovino ad sia reso imp 1.4. Distanminime in orotabile, adogni loro pdel rotabilecon e. Per ldi presa cordi trazione

2. Interbinabinari attigcassa di tutcondizioni ad una dist400 mm. Npuò essere mm, sempcompetent

istanza minita con .

distanza minuna altezza

possibile spo

nze minime orizzontale d

d eccezione dunto ad una

e compreso, a distanza drrente abbaselettrica.

ario. In una ui qualsiasi tti i rotabili indicate al p

tanza in orizella figura tanche mino

reché sia ree.

Fig

ima b di cui

nima di cui dal piano d

orgersi dai fi

dalle partidi cui al pundella linea ae

a distanza, mper le motri

della linea aessato, indica

linea tranvia(interbinarioammessi a

punto 1.1.1.,zontale, misale distanzaore di 400 meso impossi

g. 30 linea a dop

al punto 1.3

al punto 1.3el ferro magnestrini. Nel

i più elevatnto 1.3.4., glerea di cont

misurata in ogci, l'organo derea di cont

ata con ne

aria a binario) deve essecircolare su, vengano a surata nelle a è indicata cmm, sia in re

bile sporge

ppio binario in

3.1. è ridotta

3.3. è ridottaggiore di 2.7la figura tale

te del rotabi ostacoli fis

tatto e dei regni direzionedi presa corratto dalle paella figura, d

o doppio o ere tale che lla linea, qutrovarsi sia

curve comecon f. In punttilineo sia irsi dai fines

4

curva ( © UNIF

a 500 mm p

a a 250 mm700 mm, ovve distanza è

bile. Fermo ssi, continui elativi organe, non minorente alzato.arti più elevevono esser

multiplo la dle parti più ando occupin rettilineo è detto allonti singolari n curva, senstrini e sem

4. TECNICA DI B

FER)

per gli ostaco

m per gli ostvero maggioindicata con

restando il e discontinui di sospens

ore di 150 mm. Nella figuraate del rotare rispettate

distanza tra sporgenti v

pino entramo, sia nelle cuo stesso pun

la suddettanza però sce

mpre previo

BASE

oli discontin

tacoli disconore di 2.200 mn .

rispetto deui, situati al ione, devonm dalle partia tale distanzbile, compre le norme CE

le rotaie intverso l'interbbi i binari eurve di qual

nto 1.1.1., noa distanza inndere al di sbenestare d

62

nui. Nella fig.

ntinui che simm qualora

elle distanzedi sopra delo trovarsi ini più elevateza è indicataeso l'organoEI sulle linee

terne di duebinario dellae siano nelle

siasi raggio,on minore di

orizzontalesotto di 200dell'Autorità

.

i a

e l

n e a o e

e a e , i

e 0 à

4. TECNICA DI BASE 63

Linkopedia

Normativa ferroviaria

Sito ufficiale RFI, costantemente aggiornato http://site.rfi.it/quadroriferimento/ Testo coordinato http://site.rfi.it/quadronormativo/Ministeriale/RS-01-08-08.pdf Sito non ufficiale sul segnalamento ferroviario, estremamente didattico http://www.segnalifs.it/

Interoperabilità

Ricerca di tipologie ferroviarie leggere comuni, nell’ambito del V Programma Quadro UE

http://www.libertin.info/ Studio di veicoli ferroviari leggeri ad alta efficienza, nell’ambito del V Programma Quadro UE

http://www.ulev-tap.org/

Karlsruhe model

http://www.karlsruher-modell.de/en/index.html http://www.ttk.de/de/

Ancora sul tram-treno

http://www.lightrail.nl/TramTrain/tramtrain.htm

Elementi di trazione ed efficienza della marcia

Centro olandese di Meccatronica applicata alla marcia dei veicoli http://www.ccm.nl/ Prospettive sulla trazione ibrida http://www.ulev-tap.org/prosper1/index.html

Sicurezza ferroviaria

Agenzia Nazionale Sicurezza Ferroviaria http://www.ansf.it/ Progetto Safetram http://www.eurailsafe.net/

Tecnica ferroviaria

Manuale completo dal sito di uno dei maggiori produttori di armamento http://www.tkgftgleistechnik.de/en/railway_track_manual.html

{{citation needed}}

Nella redazione del testo si è cercato di mantenere la massima accuratezza nelle citazioni: per osservazioni e/o suggerimenti potete fare riferimento direttamente all’autore: [email protected]

4. TECNICA DI BASE 64

Indice delle figure Tab. 1 principali tipologie di rotaie Vignole diffuse in Europa - dove non indicato, misure in mm ...................................................................... 10 Tab. 2 principali misure delle tipologie di rotaia tipo Phoenix in uso in Europa ....................................................................................................... 11 Tab. 3 allargamento dello scartamento sulla rete RFI .................................................................................................................................................... 11 Tab. 4 tabella riassuntiva delle dimensioni principali dei profili adottati dalla KVG e dalla SNCF ....................................................................... 13 Tab. 5 possibili configurazioni di impianto ....................................................................................................................................................................... 15 Tab. 6 valori di resistenza a tamponamento secondo la EN12663 .............................................................................................................................. 46 Tab. 7 scenari di collisione previsti per un tram suburbano .......................................................................................................................................... 47 Tab. 8 requisiti di progetto per un tram suburbano, Safetram (autore Andrea Alessandri) .................................................................................. 49 Tab. 9 elenco dei requisiti funzionali di secondo livello, ovvero relativi alla qualità di servizio (autore Andrea Alessandri) ......................... 50 Tab. 10 elenco dei requisiti funzionali di secondo livello, ovvero relativi alla qualità di servizio (autore Andrea Alessandri) ...................... 51 Tab. 11 principali norme di riferimento in ambito ferroviario e tranviario. ............................................................................................................... 52 Tab. 12 standard di omologazione-certificazione. .......................................................................................................................................................... 53 

Fig. 1 rappresentazione schematica di una sala montata (disegno di Andrea Alessandri). .................................................................................... 4 Fig. 2 diversi tipi di rotaia: a partire da sinistra, a fungo (Vignole), a gola, tozza (per carrogru) ............................................................................ 5 Fig. 3 principali misure di scartamento diffuse in Europa ............................................................................................................................................... 5 Fig. 4 rotaia Vignole: ................................................................................................................................................................................................................. 6 Fig. 5 rotaia a gola (tipo Phoenix) ......................................................................................................................................................................................... 7 Fig. 6 doppio binario (scartamento metrico e ordinario) a Zwickau (Sassonia, DE). ................................................................................................ 8 Fig. 7 profilo Vignole - principali dimensioni in riferimento alla tab. 2 ........................................................................................................................ 9 Fig. 9 profilo a gola di tipo Phoenix - principali dimensioni in riferimento alla tab. 3 ............................................................................................ 10 Fig. 9 profilo del cerchione adottato a Karlsruhe sulle motrici GT 8-100 C/2S – quote in mm ............................................................................... 12 Fig. 10 profilo di un cerchione secondo la norma UNI 3332 [39] – quote in mm ...................................................................................................... 13 Fig. 11 sintesi dei fattori positivi e negativi nella scelta del profilo ai fini della piena compatibilità ................................................................... 14 Fig. 12 veicolo diesel della River line, che unisce la città di Camden a Trenton, nell’area metropolitana di Philadelphia (USA) .................. 17 Fig. 13 Combino in versione diesel/elettrico in servizio dal 2003 sulla rete di Nordhausen (Turingia, DE) ......................................................... 18 Fig. 14 boa (un transponder) del SST .................................................................................................................................................................................. 21 Fig. 15 catena di appuntamento per la verifica della ricezione completa dei messaggi (autore Antonio Martino) ........................................ 22 Fig. 16 curva di velocità con via impedita (autore Antonio Martino) .......................................................................................................................... 22 Fig. 17 veicolo tram-treno presso la Marktplatz di Karlsuruhe. .................................................................................................................................... 26 Fig. 18 Lo stesso veicolo nella stazione presso la stazione ferroviaria di Frauenalb-Schielberg. ......................................................................... 26 Fig. 19 il segnale che più di ogni altro rappresenta il concetto di interoperabilità del tram-treno ...................................................................... 27 Fig. 20 la Saarbahn è un servizio tram-treno tedesco che, per 1,5 km, percorre un ramo francese sino a Sarreguemines. ........................... 30 Fig. 21 Lione, un veicolo della linea T3 presso la ex stazione CFEL di Villeurbanne. ................................................................................................ 31 Fig. 22 Lione: schema della linea T3/ Rhônexpress .......................................................................................................................................................... 32 Fig. 23 Mulhouse: schema di servizio sulla linea ferroviaria per la valle del Thann ................................................................................................. 33 Fig. 24 Nantes (Loira Atlantica, F): schema delle linee di TCSP al 2010. ...................................................................................................................... 36 Fig. 25 Nantes: schema delle linee di TCSP con in giallo i nuovi servizi tram-treno previsti per il 2015. .............................................................. 37 Fig. 26 in Francia la sicurezza nella circolazione dei veicoli tipo tram-treno ............................................................................................................ 37 Fig. 27 inquadramento di Alicante e della Costa Blanca: estrema provincia meridionale della Comunidad Valenciana. ............................ 39 Fig. 28 alcune viste del progetto treno-tram di Manresa. .............................................................................................................................................. 42 Fig. 29 Treno-Tram di Cadice (mappa di Robert Schwandl) .......................................................................................................................................... 43 Fig. 30 linea a doppio binario in curva ( © UNIFER) ......................................................................................................................................................... 62