Scartamento ferroviario

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Lo scartamento ferroviario è, oggi di norma, la distanza intercorrente tra i lembi interni del fungo delle due rotaie di un binario misurata a 14 mm sotto il piano di rotolamento.

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Non è sempre stato così tuttavia: nel passato in alcuni paesi fu in uso anche il metodo di misurare lo scartamento ferroviario tra asse ed asse delle due rotaie. In Francia lo scartamento adottato fu quello di 1 500 mm misurati tra le due mezzerie, misura che non dava problemi di circolabilità dei rotabili nelle linee come quelle della Germania che adottavano la misurazione, oggi standard, dello scartamento di 1 435 mm effettuata all'interno.[1]

Fu la mancanza di regole comuni che portò a molte delle differenze esistenti in quanto alcune reti misuravano lo scartamento in mezzeria, altre sui bordi interni e talvolta financo su quelli esterni. L'uso di sistemi di misura non decimali come quello inglese produceva il resto: lo scartamento Stephenson, divenuto in seguito lo scartamento normale o standard è infatti corrispondente a 4 piedi e 8 ½ pollici, diffuso in Europa, Cina, Stati Uniti, e Messico che convertito in decimale diviene di 1 435 millimetri.

I diversi scartamenti nel mondo[modifica | modifica wikitesto]

Rail gauge world.png

La maggior parte delle ferrovie del mondo, (circa il 56% dei km), oggi usa quello di 1 435 mm definito come scartamento normale. Il secondo scartamento più usato è quello russo (1 520/1 524 mm), con il 18%; seguono con il 7-9% ciascuno gli scartamenti di 1 000, 1 067 e 1 668/1 676 mm.

È da notare che piccole differenze di scartamento non creano problemi, come ad esempio fra Portogallo (1 664 mm) e Spagna (1 672 mm), ora sono uniformati a 1 668 mm, oppure fra ex URSS (1 520 mm) e Finlandia (1 524 mm).

Convenzionalmente si distingue tra:

I principali scartamenti usati nel mondo sono:

Scelta dello scartamento[modifica | modifica wikitesto]

Non è molto chiara l'origine della misura adottata da George Stephenson che scelse lo scartamento da 1 435 mm per la linea ferroviaria Stockton-Darlington, ma è molto probabile che abbia fatto riferimento allo "scartamento" (carreggiata), delle carrozze e dei carri in uso al suo tempo nelle strade[senza fonte].

Si ritiene che la nascita delle prime rudimentali rotaie di legno, che erano semplicemente dei canali cavi in legno che alloggiavano la ruota, sia avvenuta nel XVI secolo in alcune miniere di carbone del Tirolo, e che in seguito, nel 1696 in Inghilterra nelle miniere di Newcastle, si sia diffusa a seguito della rivoluzione industriale. Successivamente per l'uso su fondo inconsistente delle zone industriali si pensò di foderare il canale di legno con lamiere metalliche per diminuirne l'usura. In questa fase infatti la rotaia era semplicemente un solco rinforzato per evitare lo sprofondamento delle ruote in suoli incoerenti.[2].

La presenza di ruote senza bordino permetteva il transito dello stesso carro senza problemi sia in via guidata che su normale strada. Di fatto poi esistevano già "rotaie" nelle normali strade coperte di lastre di pietra dove i profondi solchi prodotti nella pietra, o nello sterrato, per decenni (o secoli) di uso, imponevano l'uso di scartamenti delle carrozze e quindi di assali strettamente unificati. La circolazione di carrozze con scartamenti diversi dallo standard era infatti molto pericolosa, dato che la vettura poteva facilmente rovesciarsi per il passaggio delle ruote nell'uno o nell'altro solco.

La stessa automobile Ford modello T dovette tenere conto di tale fattore adottando uno "scartamento" (carreggiata) del tutto compatibile con questo[senza fonte].

Con la realizzazione di rotaie rilevate dal suolo, ed interamente metalliche, fu necessario creare un ritegno affinché la ruota restasse sulla rotaia; furono tentate tutte le soluzioni, doppio bordino, bordino esterno o interno. Un certo Reynold nel 1780, produsse ruote fornite di bordino esterno[3]. L'uso di rotaie metalliche per ruote con bordino avvenne, sempre in miniera, ad opera di Jessop nel 1789.[3].

È chiaro che i veicoli comunque usati per poter circolare dovevano avere una misura unificata, quindi uno scartamento standardizzato. La scelta della misura standard di 1 435 mm, per le ferrovie, si rivelò alla prova dei fatti un buon compromesso nella applicazione della tecnologia ferroviaria consentendo di raggiungere una buona velocità in rettilineo e, contemporaneamente, non doverla abbassare troppo per la presenza di curve nelle zone di montagna o nei tracciati tortuosi. Oggi anche nazioni come la Spagna, che hanno scartamento maggiore per le linee ordinarie, per le loro linee ad alta velocità hanno adottato lo scartamento standard di 1 435 mm.

Furono comunque fatti tentativi per diversificare lo scartamento; la inglese Great Western Railway iniziò a costruire ferrovie con scartamento di 2 140 mm tale da permettere, con una spesa solo leggermente superiore, una capacità di carico assai superiore. L'insuccesso dello scartamento largo della Great Western Railway fu determinato tuttavia dalla necessità di trasbordare le merci nei punti di incontro fra scartamento largo e normale. Quest'ultimo si era enormemente diffuso e fu scelto come standard nel 1845 da una commissione parlamentare inglese, che ne raccomandò l'adozione per le linee ferroviarie in costruzione. La GWR fu obbligata a trasformare le sue linee a scartamento normale, operazione che terminò prima della fine del XIX secolo.

La questione dello standard[modifica | modifica wikitesto]

L'adozione di uno scartamento unificato ha avuto indubbi vantaggi, soprattutto se si considera l'evidente facilità di trasporto (senza trasbordi), ma anche la facilità di costruire vagoni, mezzi di trazione, di armamento e di segnalazione compatibili tra loro, tale da avere prodotti collaudati e, concordando le opportune tecnologie, economie produttive di scala sempre più consistenti.

Tale sistema, codificato nella norma UIC (Union internationale des chemins de fer), è divenuto tale da permettere il trasferimento internazionale dei mezzi ferroviari, data la loro perfetta intercambiabilità, ma anche la interoperabilità, cioè la possibilità di operare (spazi operativi, sistemi di fissaggio, segnalamento, dispositivi di sicurezza), in tutte le nazioni.

Nei tempi passati i timori nazionalistici di alcune grandi nazioni, all'epoca della installazione di sistemi ferroviari, evidenziarono il fatto che uno standard ferroviario così unificato poteva costituire una eguale agevole via di penetrazione ed invasione, in caso di guerra. Al momento di adottare ex novo un sistema ferroviario alcuni stati ritennero prudente adottare uno scartamento diverso. Si optò quasi sempre per uno scartamento notevolmente più largo, per evitare l'adattabilità dei mezzi dello scartamento standard: un esempio di questa scelta sono lo scartamento russo o lo spagnolo-portoghese. La prudenza non è però l'unica causa della scelta di scartamenti diversi: sempre in Spagna si credette, usando uno scartamento maggiore di quello normale, di poter costruire su tale base treni più grandi e di maggior portata. In altri casi si sono scelti scartamenti anomali per errori di coordinamento nella progettazione[senza fonte].

Uno dei motivi per cui la Germania nazista ebbe così tante perdite nella campagna di Russia, e difficoltà nelle azioni, fu l'oggettiva difficoltà di rifornimento di viveri e munizioni per le proprie truppe in territorio russo a mezzo ferrovia. Lo scartamento diverso delle ferrovie sovietiche costringeva al trasbordo dei carichi. Non trascurabile era il dover utilizzare mezzi di trazione a standard russo che se danneggiati o sabotati non erano facilmente rimpiazzabili.

Scartamento ridotto[modifica | modifica wikitesto]

Exquisite-kfind.png Per approfondire, vedi Scartamento ridotto.

Viene utilizzato da molte linee secondarie, ma anche da tante principali, ed è di misura inferiore (più stretto) di quello standard di 1 435 mm; per questo motivo è chiamato scartamento ridotto.

Le misure più utilizzate sono:

  • 400 mm, prime ferrovie portatili di Paul Decauville
  • 600 mm, ferrovie portatili, industriali, feldbahn
  • 610 mm = 2', come sopra e alcune linee pubbliche in Sudafrica e India
  • 760, pari a mezza Wiener Klafter (tesa viennese). Questo scartamento venne utilizzato per gran parte delle ferrovie secondarie dell'Impero austro-ungarico, dall'Austria a Trieste alla Bosnia ed Erzegovina alla Romania alla Polonia e spesso viene identificato col termine scartamento bosniaco
  • 762 mm = 2' e 6", diffuso in Regno Unito e in molti paesi dell'ex. Impero Britannico.
  • 800 mm, Svizzera, diverse ferrovie private.
  • 950 mm, detto anche scartamento ridotto italiano. Usato dalla Circumvesuviana, e in quasi tutte le altre ferrovie a scartamento ridotto italiane, ma anche in quelle costruite in Libia, Eritrea e Somalia (ex-colonie italiane) dove furono esportati materiale rotabile e di armamento.
  • 1 000 mm, scartamento metrico, in Italia utilizzato per la linea Trento-Malè, la Genova-Casella, la Domodossola-Locarno e la Ferrovia del Renon, e diffusamente in Svizzera.
  • 1 067 mm = 2' 6", detto anche Cap Gauge, dalle iniziali del nome del suo introduttore (Carl Abraham Pihl), è usato a Città del Capo, ed in genere in Africa meridionale, in Australia ed in Giappone (esclusa la rete Shinkansen, che è a scartamento normale). Permette velocità minori dello scartamento normale, anche se in Australia un treno a 1 067 mm di scartamento raggiunge regolarmente i 170 km/h.

Le ragioni tecniche dello scartamento ridotto risiedono nel fatto di poter progettare curve con raggio inferiore rispetto a quanto sarebbe possibile nello scartamento standard senza penalizzare eccessivamente la prestazione delle locomotive. Tale fatto è legato alla resistenza al moto dei veicoli ferroviari le cui ruote sono collegate ad assale rigido e pertanto, nelle curve di raggio inferiore ad un certo valore limite, una delle due ruote dell'assale è costretta a strisciare sulla rotaia, dissipando energia e causando un notevole incremento dello sforzo di trazione. Il valore-limite del raggio di curvatura al di sotto del quale si innesca lo strisciamento, e l'entità dello strisciamento stesso (e dello sforzo di trazione aggiuntivo che ne deriva) dipendono direttamente dal diametro delle ruote e dallo scartamento del binario.

Nelle reti ferroviarie tradizionali quindi, ove è in uso l'assale rigido, si preferivano adottare veicoli con ruote piccole e binari a scartamento ridotto in tutti quei territori montani dove la progettazione di un percorso tortuoso poteva consentire minor spesa in termini di costruzioni civili (ponti, gallerie), meglio adattandosi all'orografia accidentata del terreno: in questi casi di percorso tortuoso (quindi a parità di andamento plano-altimetrico del binario) l'adozione dello scartamento ordinario e/o di ruote di grande diametro avrebbe comportato nelle curve più strette uno sforzo di trazione eccessivo nei mezzi di trazione, eventualmente così elevato da impedire l'avanzamento dei treni.

Lo scartamento ridotto consente quindi economie di costruzione, ma pone problemi di rottura di carico nei confronti del resto della rete ferroviaria a scartamento normale, ed inoltre limita le velocità di esercizio, sia per la presenza di curve dal raggio inferiore, sia talvolta per la minore stabilità dei veicoli sul binario.

Alcuni scartamenti[modifica | modifica wikitesto]

(La lista è indicativa e incompleta)

scartamento ridotto industriale (260 mm-643 mm): ferrovie industriali, minerarie, da giardino, Decauville

scartamento ridotto ferrotranviario (650 mm-925 mm): piccole ferrovie di montagna, militari, secondarie, tranvie a vapore

scartamento ridotto metrico (950 mm-1000 mm): ferrovie di montagna, secondarie, tranvie, metropolitane leggere e metrotranvie

scartamento ridotto "Cap Gauge"[7]

scartamento ridotto: ferrovie di montagna, secondarie, tranvie

scartamento ordinario (1 430 mm-1 445 mm): linee principali, tranvie, metropolitane

scartamento largo (1 495 mm-9 000 mm): linee principali, tram, applicazioni particolari

scartamento ferroviario per applicazioni particolari

Altre misure sono utilizzate per i binari delle stazioni di lancio dei vettori spaziali, per gru portuali o industriali.

Note[modifica | modifica wikitesto]

  1. ^ Ministero dei Trasporti-Ferrovie dello Stato - Serv. Mat e Trazione, Veicoli ed impianti, Volume IX a pag.274
  2. ^ Ivo Angelini,Treni e ferrovie, p.14
  3. ^ a b Ivo Angelini,Treni e ferrovie, p.16
  4. ^ Lo scartamento metrico italiano di 950 mm, fa capo alla adesione del regio governo italiano (Legge Baccarini del 1879) allo standard francese che considerava lo scartamento teorico agli assi delle rotaie, con misure, appunto agli assi, di 1000 mm e di 1500 mm, fatto che portava alla misura di scartamento ai lembi interni della rotaia di circa 1435 mm, corrispondente allo Stephenson, e di 950 mm.
  5. ^ In Eritrea sopravvive l'ultima ferrovia a scartamento ridotto da 950 mm costruita nel periodo coloniale
  6. ^ L'impero d'Austria adottò il sistema di misura dello scartamento ai lembi interni di rotaia adottando una misura metrica intera (1000 mm) nelle ferrovie costruite nei territori sotto il suo dominio. Anomalo il caso della ferrovia Genova-Casella (in Italia) che adottò lo scartamento di 1000 mm misurati all'interno
  7. ^ Lo scartamento ridotto del Capo fu dovuto ad una unificazione delle misure inglesi corrispondente a tre piedi e mezzo (3' e 6").

Bibliografia[modifica | modifica wikitesto]

  • Ivo Angelini, Treni e ferrovie, Firenze, Editrice Salani, 1975.
  • Ministero dei Trasporti Ferrovie dello Stato-Serv.Mat e Trazione, Veicoli ed impianti, Volume IX, 1963.
  • Leonardo Micheletti, Alle origini degli scartamenti. Nascita e diffusione delle misure “standard” del binario, in La tecnica professionale, n. s. 14 (2007), n. 11, pp. 30–36

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