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distanza intercorrente tra i lembi interni del fungo delle due rotaie Da Wikipedia, l'enciclopedia libera
Lo scartamento ferroviario è la distanza tra i lembi interni del fungo delle due rotaie di un binario ferroviario o tranviario, misurata fino a 14 mm sotto il piano di rotolamento.
Nel passato in alcuni paesi fu in uso un metodo di misurazione dello scartamento ferroviario che considerava la distanza tra asse e asse delle due rotaie. In Francia fu adottato un valore di 1500 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 dello scartamento di 1435 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 a fianco su quelli esterni. L'uso di sistemi di misura non decimali come quello britannico 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 d'America e Messico che, convertito nel sistema decimale, fornisce 1435 millimetri.
Non è molto chiara l'origine della misura adottata da George Stephenson, che scelse lo scartamento da 1435 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.
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, in seguito, nel 1696 nel Regno Unito nelle miniere di Newcastle. L'uso di rotaie di legno permetteva semplicemente alle ruote di non sprofondare nel fango; la soluzione si diffuse in fabbriche e cantieri a seguito della rivoluzione industriale. Successivamente, per l'uso intenso 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 infatti il transito senza problemi dello stesso carro 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 anche nello sterrato) in 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 sprofondate in un solco da un lato, quando le altre ruote erano sollevate e fuori dall'altro.
La stessa automobile Ford modello T dovette tenere conto di tale fattore, adottando uno "scartamento" (carreggiata) del tutto compatibile con questo: è da tenere conto, infatti, che le strade, per le prime automobili, recavano spesso tali solchi prodotti dai carri, sia che fossero pavimentate, sia che fossero sterrate.
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 interno 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 1435 mm per le ferrovie si rivelò alla prova dei fatti un buon compromesso nell'applicazione della tecnologia ferroviaria, consentendo di raggiungere una buona velocità in rettilineo e, contemporaneamente, avere raggi di curvatura non eccessivi, che avrebbero reso difficile la realizzazione in territori montagnosi o in tracciati tortuosi. Furono comunque fatti tentativi per diversificare lo scartamento; la inglese Great Western Railway iniziò a costruire ferrovie con scartamento di 2140 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 ferrovie a scartamento largo a quelle a scartamento 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 costretta per l'insuccesso economico a trasformare le sue linee a scartamento normale, operazione che terminò prima della fine del XIX secolo.
Anche in stati come la Spagna, che hanno scartamento maggiore per le linee ordinarie nazionali, è in corso l'adozione dello scartamento standard di 1435 mm.
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.
All'epoca dell'installazione dei sistemi ferroviari si evidenziò il fatto che uno standard ferroviario così unificato potesse costituire una egualmente agevole via di penetrazione e invasione in caso di guerra. Al momento di adottare 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.
La maggior parte delle ferrovie del mondo (circa il 56% dei km) usa quello di 1435 mm, definito come scartamento normale. Il secondo scartamento più usato è quello russo (1520/1524 mm) con il 18%; seguono con il 7-9% ciascuno gli scartamenti di 1000, 1067 e 1668/1676 mm. Piccole differenze di scartamento non creano problemi, come ad esempio fra Portogallo (1664 mm) e Spagna (1672 mm), ora uniformati a 1668 mm, oppure fra ex Unione Sovietica (1520 mm) e Finlandia (1524 mm).
Convenzionalmente si distingue tra:
Viene utilizzato da molte linee secondarie, ma anche da tante principali, ed è di misura inferiore (più stretto) di quello standard di 1435 mm; per questo motivo è chiamato scartamento ridotto.
Le misure più utilizzate sono:
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. Nelle ferrovie a scartamento ridotto anche gli spazi operativi sono ridotti (ad esempio le lunghezze impegnate dagli scambi); tali economie di spazio sono importanti in percorsi in zone disagiate e con spazi limitati, permettendo l'incrocio dei convogli con opere di minor costo.
Lo scartamento ridotto consente quindi economie di costruzione, ma pone problemi di rottura di carico (necessità di trasbordi) nei confronti del resto della rete ferroviaria a scartamento normale ed inoltre limita le velocità di esercizio, limita la quantità di carico trasportabile per la minore superficie di supporto dei binari, per la presenza di curve dal raggio inferiore e, talvolta, per la minore stabilità dei veicoli sul binario.
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 (1050 mm - 1425 mm): ferrovie di montagna, secondarie, tranvie
Scartamento ordinario (1430 mm - 1445 mm): linee principali, tranvie, metropolitane
Scartamento largo (1495 mm - 2743 mm): linee principali, tranvie, 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.
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