Terza rotaia

Da Wikipedia, l'enciclopedia libera.
Terza rotaia della metropolitana di Amsterdam

Il termine terza rotaia si riferisce a un sistema utilizzato per fornire energia elettrica ad una rete ferroviaria, utilizzato solitamente in un sistema di trasporto pubblico, come una metropolitana. Esempi di sistemi funzionanti con la terza rotaia sono la metropolitana di New York, quella di Londra, la U-Bahn di Vienna o la Metropolitana di Brescia in Italia. La linea M1 di Milano ha la particolarità di funzionare non solo a terza rotaia, ma anche con una quarta rotaia centrale per il ritorno negativo di corrente. La terza rotaia viene utilizzata anche su ferrovie ordinarie, come sulle S-Bahn di Berlino e Amburgo e su alcune linee nel Regno Unito.

Storia[modifica | modifica sorgente]

I sistemi a terza rotaia sono, assieme alle batterie, uno dei più vecchi metodi per alimentare elettricamente i treni. Un treno elettrico sperimentale che utilizzava questo metodo fu sviluppato dalla ditta tedesca Siemens & Halske e presentato all'Esposizione di Berlino del 1879. I sistemi con terza rotaia iniziarono ad essere utilizzati nei mezzi di trasporto pubblico negli anni 1880, nei tram e nelle ferrovie. Nel 1890 venne aperta la prima metropolitana elettrica del mondo, quella di Londra, che funzionava con il metodo della terza rotaia. Il 16 ottobre del 1901 ebbe inizio l'esercizio a corrente continua a 650 Volt, a terza rotaia, sulla linea Milano-Varese della Rete Mediterranea e furono attrezzati i binari di testa dell'allora stazione centrale di Milano, poi diventata Milano Porta Nuova. in Italia la terza rotaia fu utilizzata nel primo tratto della Bolzano-Caldaro in quanto il sistema di elettrificazione era incompatibile nella tratta fino a Ponte Adige con quello adottato sulla Bolzano-Merano.

Sistemi di alimentazione a terza rotaia sono stati brevettati da diversi inventori, fra i quali Thomas Alva Edison nel 1882 e Granville T. Woods nel 1901.

Aspetti tecnici[modifica | modifica sorgente]

Cartelli che indicano il pericolo

La terza rotaia è situata in mezzo o di fianco alle due rotaie su cui transita il treno. Il treno forma un contatto elettrico con la rotaia mediante un pattino che striscia su di essa. Spesso la terza rotaia è coperta da un isolante per proteggere eventuali lavoratori sui binari; in questo caso, il pattino dei treni è progettato in modo da strisciare sulla superficie laterale o inferiore della rotaia, consentendo così l'utilizzo della copertura isolante sulla superficie superiore.

La terza rotaia è un'alternativa alle linee aeree elettrificate che funzionano mediante pantografi posti sui treni che presenta alcuni vantaggi tra cui quello di accettare una sagoma limite ridotta in altezza rispetto ai sistemi a linea aerea; ciò rende possibile un consistente risparmio nei costi di costruzione soprattutto nel caso di linee con frequenti gallerie. Risulta anche più economico l'impianto globale per la maggior semplicità non richiedendo palificazioni, catenarie e sistemi di tesatura del filo. Permette senza eccessivi problemi anche il prelievo di fortissime correnti istantanee, cosa importante nel caso di traffico elevato come nelle metropolitane e suburbane. Tra gli svantaggi uno importante è la frequente interruzione della linea di alimentazione per la presenza frequente di passaggi a livello, scambi, e per la pericolosità nei depositi locomotive ed officine data la presenza della tensione elevata ad altezza d'uomo. Non è inoltre adatto per le alte velocità a causa della tensione massima d'esercizio troppo bassa. Alcune linee sono in parte a terza rotaia ed in parte a linea aerea; i mezzi che le percorrono sono dotati sia di pattino che di pantografo (è il caso, ad esempio, della linea M1 della metropolitana di Milano, della metropolitana di Rotterdam, o della linea Blu di quella di Boston).

Diversamente dalle linee aeree, che in genere fanno uso di corrente alternata, i sistemi con terza rotaia funzionano a corrente continua, con una tensione massima di 1200 V per ragioni di sicurezza e di isolamento.

Come con le linee aeree, la corrente di ritorno scorre su una o entrambe le rotaie dove corre il treno ad esclusione della Metropolitana M1 di Milano. Se il treno viaggia su pneumatici, come avviene su alcune linee della metropolitana di Parigi, è necessario un altro binario per la corrente di ritorno; questo sistema di terza e quarta rotaia ha alcuni vantaggi e viene utilizzato quindi anche da linee con treni a ruote in acciaio, fra cui la metropolitana di Londra e la linea M1 di Milano.

Un metodo per ridurre le perdite di corrente è quello di rivestire la rotaia in alluminio, che conduce meglio l'elettricità dell'acciaio con cui è fatta la rotaia. Dato che l'alluminio ha un coefficiente di dilatazione termica diverso dall'acciaio, l'alluminio deve essere applicato su entrambi i lati e deve essere rivettato ad intervalli frequenti.

La Linea M1 di Milano[modifica | modifica sorgente]

La linea M1 della metropolitana di Milano, ha la particolarità di funzionare con terza rotaia per il positivo a 750 Volt in corrente continua, ed una quarta rotaia centrale per il ritorno negativo dei 750 Volt di alimentazione. Per l'elevato traffico di treni in circolazione, il terzo e quarto binario sono stati abbassati nella loro resistenza di perdita attraverso rivestimenti di alluminio. In questo modo si evitano le cadute di tensione per l'effetto resistivo delle rotaie di alimentazione quando è presente un elevato traffico di convogli metropolitani che farebbe abbassare la tensione. Questo sistema permette forti valori di accelerazione e punte di velocità tra gli 85 ed i 90 km/h. Tra la linea ed i depositi siti in superficie, vi è una linea di collegamento dotata di una zona di commutazione tra la presa di alimentazione a terza e quarta rotaia alla presa di alimentazione mediante pantografo su linea aerea per il positivo e binario di corsa per il negativo, in modo tale da permettere la sicurezza del personale nell'ambito dei depositi (zona panto-pattini). Prima di immettersi nel diverso sistema di captazione di corrente, i macchinisti devono arrestare il treno e provvedere alla disconnessione dei carichi elettrici prima di abbassare il pantografo o ritirare le prese striscianti. Se i carichi elettrici non vengono spenti dal macchinista, al fine di evitare dannosi e potenti archi elettrici, i treni della linea M1 non permettono l'uscita o rientro delle prese striscianti per l'abbassamento o innalzamento del pantografo.

Voci correlate[modifica | modifica sorgente]

Altri progetti[modifica | modifica sorgente]

Collegamenti esterni[modifica | modifica sorgente]