Centro di Ricerca Trasporti Università degli Studi di Genova
Impianti speciali: ruolo e caratteristiche
Riccardo Genova Visita tecnica del 6 febbraio Mobilità e trasporti
La progettazione di nuove reti di trasporto pubblico e la trasformazione di quelle esistenti realizzano gli obiettivi di sostenibilità attraverso: riqualificazione delle città e dei centri storici; impiego di veicoli per il trasporto pubblico a grande capacità di trasporto ed ecologici; riduzione della mobilità privata.
Fondamentali per l’ottenimento di tali obiettivi sono l’integrazione modale e la fruibilità del trasporto pubblico Integrazione ed interoperabilità
Lo scambio modale deve essere semplice ed immediato. Sono necessari: orari integrati; sistema unico tariffario. A tale scopo vengono istituite Agenzie per la Mobilità cui delegare le funzioni di: pianificazione; progettazione e controllo del TPL.
Il concetto di interoperabilità non è da ricondursi al mero aspetto fisico (come i sistemi tram treno) ma a tutti gli strumenti di mobilità (biglietti elettronici, sistemi informativi) Accessibilità ed ultimo miglio
L’accessibilità deve essere valutata come elemento di efficienza e qualità: esigenze di sicurezza e contrasto all’evasione mal si conciliano con la fruibilità degli impianti appesantendo i costi di gestione. Le moderne tecnologie consentono di conciliare gli aspetti legati al governo della mobilità (AVM-AVL, biglietto elettronico, informazione real time all’utenza su pannelli e paline, APP e servizi Open Data). Gli impianti speciali trovano applicazione per ultimo miglio, tragitti condivisi (anche nelle stazioni) con persone con difficoltà motoria e con passeggino, percorsi a profilo planoaltimetrico complesso. Tipologie di impianti
Gli impianti speciali trovano impiego, per loro natura, sia per brevi spostamenti che per implementare veri e propri «assi attrezzati» ad elevata capacità di trasporto: ascensori verticali o inclinati; sistemi traslatori-elevatori; funicolari; funivie urbane o rurali; sistemi a spintore; sistemi a cremagliera; people mover. Ciascuna tipologia si connota per capacità di traporto e costi di costruzione ed esercizio. La capacità di trasporto
Capacità di trasporto [pass Capacità singolo veicolo Frequenza Veicolo o sistema ora per dir] [pass] [min] AMBITO PROMISCUO Bus/Filobus 12m 1.000 100 6 Bus/Filobus 18m 1.400 140 6 Bus/Filobus 24m 1.800 180 6 Tram 2.700-4.500 180-300 4 AMBITO RISERVATO Bus/Filobus 12m 1.500 100 4 Bus/Filobus 18m 2.100 140 4 Bus/Filobus 24m 2.700 180 4 Bus/Filobus 18m (BRT) 2.800 140 3 Bus/Filobus 24m (BRT) 3.600 180 3 LRT 6.000-10.000 300-500 3 AMBITO SEDE PROPRIA Metropolitana 10.000-24.000 500-1.200 3 Metropolitana (BM – GA) 20.000-48.000 500-1.200 1,5 Ferrovia 4.800-9.600 800-1.600 10 Note: BM = blocco mobile, GA = guida automatica, BRT = Bus Rapid Transit L’aspetto economico
Costo del veicolo Costo per l’infrastruttura Veicolo o sistema [k€] [k€/km] Bus 12 m (1) 280 Bus 18 m (1) 380 0-200 Bus 24 m (1) 600 Filobus 12 m (2) 600 Filobus 18 m (2) 800 600-800 Filobus 24 m (2) 1.000 Tram (3) 3.000 15.000-25.000 LRT 5.000 25.000-35.000 Metropolitana 9.000 80.000-120.000
Note: (1) ibrido +30%, fuel cell > + 150%, guida assistita +15% (2) guida assistita +15% (3) wire free vettura+10% e +20% infrastruttura Il ruolo degli impianti speciali
Percorrenza Metropolitane classiche [km] o automatiche
LRT
Tram Autobus e filobus Impianti speciali
Capacità di trasporto I sistemi ettometrici si collocano in una [passeggeri ora per direzione] fascia non coperta dalle altre modalità Il fenomeno dell’aderenza
Il movimento dei convogli in ambito ferroviario, generato dalla coppia cinematica ruota-rotaia, è possibile se la ruota, nel suo moto di rotolamento, può esercitare uno sforzo adeguato senza slittare. La situazione più critica è la fase di avviamento; occorre infatti evitare che, per effetto della coppia motrice applicata sugli assi, lo sforzo di trazione (massimo all’avviamento) superi il potere aderente.
F = pa fa
F potere aderente
pa peso aderente fa coefficiente di aderenza Aderenza naturale ed artificiale
Per sviluppare sistemi a guida vincolata su pendenze ove l’attrito ruota-rotaia non è sufficiente a garantire l’avanzamento del veicolo la soluzione è quella di realizzare impianti ad aderenza artificiale in virtù di quelli classici ad aderenza naturale. Pendenze del 35‰ (Giovi) sono considerate al limite dell’esercizio con materiale rotabile standard. Se l’esercizio è realizzato con locomotiva e poche carrozze, o con elettrotreni leggeri, tale valore può raggiungere il 45‰. Linee a scartamento ridotto o tranvie dove spesso operano rotabili leggeri ad aderenza totale possono presentare pendenze del 70‰ come sulla Ferrovia del Bernina. Sistemi a cremagliera
Nei percorsi a cremagliera con pendenze anche oltre il 200 ‰, una ruota dentata solidale al sistema di propulsione del rotabile si innesta su di una rotaia sagomata in modo da realizzare una sorta di ingranaggio lineare tra essa stessa ed il pignone (ruota dentata) presente sul veicolo.
La Ferrovia del Pilatus (da Alpnachstad a Pilatus Kulm) con pendenza 480‰ è realizzata con il sistema Locher basato sulla presenza di due ruote dentate orizzontali Fell, Agudio e Laviosa
John Barraclough Fell propose nella seconda metà dell’800 un sistema per aumentare l’aderenza basato su l’azione di due ruote orizzontali ammorsate su di una rotaia centrale, sperimentato sulla Ferrovia del Moncenisio, successivamente chiusa. Tommaso Agudio sviluppò alla fine dell’800 un progetto di funicolare “teledinamica”. Le vetture potevano agganciarsi-sganciarsi dalla fune mediante puleggie e ruote dentate in modo indipendente, come per la Sassi Superga, poi convertita a cremagliera. Alberto Laviosa nella prima metà del ’900 ideò le Autoguidovie: i veicoli dotati di ruote in acciaio e bordino ricoperte in gomma procedevano su binari in cemento con bordo in acciaio per garantire la guida vincolata e sperimentati sulla Guidovia della Guardia. Sistemi a fune
L’alternativa alle cremagliere per il superamento di dislivelli ove l’aderenza naturale non è sufficiente a garantire l’avanzamento del veicolo è rappresentata dagli impianti a fune (ascensori, ascensori inclinati, funicolari e funivie). Le funicolari terrestri garantiscono il raggiungimento di pendenze elevate (sino all’82% come la Katoomba Scenic Railway in Australia) potendo sviluppare velocità via via migliori rispetto a sistemi a cremagliera più concorrenziali per pendenze più basse.
La funicolare Hungerburgbahn di Innsbruck rappresenta un unicum: essa collega il centro città (Congress, 56o m slm) con Hungerburg (860 m slm) con un tracciato di 1838 m prima sotterraneo, poi in superficie, ancora in tunnel al di sotto del fiume Inn e poi sul tracciato della vecchia funicolare attraverso l’Alpenzoo. Le cabine hanno 5 moduli basculanti mantenuti sempre in piano. Dall’acqua all’elettricità
Gli impianti a fune sono mossi da motori elettrici, oggi controllati da azionamenti e sistemi elettronici. In origine, sfruttando la sola gravità, alcuni impianti furono sviluppati utilizzando per contrappeso serbatoi d’acqua interni alle vetture riempiti a monte per trascinare la cabina di valle, come a Genova (Sant’Anna, ora convertita) e Friborgo (CH). Le funivie urbane
Gli impianti funiviari, per loro stessa natura, si collocano ad altezze dal suolo anche rilevanti e per tipologia costruttiva possono svolgere servizi punto-punto, eventualmente con stazioni intermedie ragionevolmente distanziate (con sgancio e riaggancio delle cabine) collocate tra sezioni a fune anche indipendenti. Considerato il costo inferiore rispetto ad altri sistemi a fune, l’impiego di funivie urbane deve essere ricondotto a specifiche necessità (come il superamento di fiumi o il raggiungimento di località in altura) e finalità esclusivamente o parzialmente turistiche.
La funivia di Montjuïc consente di raggiungere dal centro di Barcellona (Avenida Miramar) il Castello ed il Belvedere lungo il monte del Montjuïc . La situazione in Italia
Sono ricompresi nei dati riportati in tabella i diversi impianti costruiti, anche a livello sperimentale, destinati a servizi pubblici e collocati in abito urbano. Per i sistemi a cremagliera vengono considerate anche le tratte con esercizio ferroviario. Gli impianti di Lisbona
A Lisbona sono presenti impianti di assoluto valore trasportistico, urbanistico ed architettonico realizzati dall'ingegnere portoghese Raoul Mesnier du Ponsard. Si tratta di tre funicolari (elevador do Lavra, da Glória e da Bica) e un ascensore (elevador de Santa Justa). Le funicolari si caratterizzano per il percorso in sede promoscua; l’elevador do Lavra è classificato monumento nazionale. La funicolare di Dresda
La Schwebebahn di Dresda è una funicolare sospesa lunga 84 metri che unisce i quartieri di Loschwitz e Oberloschwitz. La linea 10 di Stoccarda
La Stadtbahn di Stoccarda, riconvertita dalla rete tranviaria, ha mantenuto, rinnovandola, una linea (la 10 da Marienplatz a Degerloch) ad aderenza artificiale (sistema Riggenbach, pendenza 178‰ e scartamento metrico). Come tutta la rete cittadina le vetture circolano anche in sede promiscua. La Bergbahn in Turingia
La Oberweißbacher Bergbahn, di lunghezza totale 3986 m è caratterizzata da una tratta a funicolare di 1351 m con un dislivello di 323 m avente lo scopo di interconnettere la linea ferroviaria a valle con il tratto in altopiano. Per tale motivo uno degli elementi della funicolare ha la funzione di piano elevatore. La «trenovia» Trieste Opicina
La “trenovia” Trieste-Opicina collega la città con la località situata sull’altopiano su un percorso di 5,175 m: il dislivello di 160 m viene superato mediante una tratta a funicolare (già a cremagliera) di 869 m con spintori la cui funzione è di portare a monte o a valle il tram con in quale si espleta il servizio. Il Cable Car di San Francisco
Il sistema a fune di San Francisco rappresenta il precursore di sistemi moderni, ora automatizzati, come il Minimetro di Perugia. Si tratta di un monumento industriale i cui primi test avvennero nel 1873 il cui servizio iniziò nel 1878: sono in esercizio 3 linee estese per 8,3 km. Le vetture viaggiano ad una velocità massima di 15,3 km/h e vengono agganciate e sganciate dalla fune posta sotto il piano stradale. Centro di Ricerca Trasporti Università degli Studi di Genova
CENTRO DI RICERCA TRASPORTI Dipartimento di Ingegneria Navale, Elettrica, Elettronica e delle Telecomunicazioni (DITEN)
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