Metropolitana

Metropolitana   Ferrovia urbana, sotterranea, di superficie o sopraelevata, destinata al trasporto rapido di un gran numero di viaggiatori in città e nel circondario.

u Trasporti

v Storia

Già  nella fase iniziale di costruzione delle ferrovie metropolitane o metropolitane si manifestarono due tendenze: la prima favorevole alla costruzione di ferrovie sotterranee, che non occupano area in superficie e sono meno rumorose, la seconda favorevole alla costruzione di ferrovie sopraelevate, che comportano problemi costruttivi minori.

La prima metropolitana europea, inaugurata nel gennaio 1863 a Londra, era sotterranea, lunga 6,4 km, a trazione a vapore, e univa la Farringdon street con la Bishop's road; la prima americana, costruita a New York nel 1870, era sotterranea, e fu un insuccesso. Si iniziarono allora i lavori per la costruzione di una sopraelevata. Gli Inglesi furono i pionieri della trasformazione del tipo di trazione da vapore in elettrica (Londra 1890); elettriche furono poi le metropolitane di Chicago (1892, sopraelevata), di Parigi (1900, sotterranea nella maggior parte), di Boston (1901), di Berlino (1902). Fra il 1900 e il 1930 furono costruite metropolitane a Filadelfia, Buenos Aires, Amburgo, Madrid, Barcellona. Nel 1935 fu inaugurata la metropolitana di Mosca, nel 1954 quella di Toronto, nel 1955 quella di Roma. Degli anni successivi vanno ricordate le metropolitane di Milano (1964), di Montreal (1966), di Francoforte sul Meno e di Rotterdam (1968).

v Tracciato

L'andamento  planimetrico di una rete di linee metropolitane deve rispondere al principio di coprire l'area urbana nel modo più razionale possibile. A tale scopo la rete completa è costituita in generale da linee diametrali, spesso a tracciato parabolico per servire più zone, e da linee circolari, che non passano per il centro. I raggi di curvatura minimi sono superiori a 100 m per non avere eccessivo consumo di rotaie e di cerchioni. La scelta del dislivello più opportuno del piano medio del binario rispetto al piano di superficie viene fatta in base a vari elementi contrastanti: le metropolitane a piccola profondità sono vincolate all'andamento planimetrico e altimetrico delle strade; inoltre determinano spostamenti di condutture di gas, acqua, oltre che di fognature; hanno però il vantaggio di poter spesso inserire il tracciato fra le fondazioni esistenti e di rimanere al di sopra delle falde acquifere. Le metropolitane a grande profondità hanno tracciato indipendente dalle strade, non richiedono spostamenti di condutture e fognature ma occorre evitare cedimenti delle sovrastanti fondazioni e provvedere alla deviazione delle acque sotterranee. Le metropolitane sotterranee che operano nel centro città, a volte, risalgono in superficie per collegare zone periferiche per collegare zone periferiche o aeroportuali.

v Caratteristiche costruttive

La  costruzione di metropolitane a piccola profondità viene eseguita in genere col metodo detto cut and cover (taglia e copri), consistente nello scavo di una trincea della profondità necessaria, nella costruzione all'interno di questo della galleria vera e propria, dopo aver coperto lo scavo con un impalcato provvisorio atto a ripristinare almeno in parte il traffico di superficie, e infine nel rinterro superiore con definitivo ripristino del traffico. Allo scopo di garantire pienamente la stabilità delle costruzioni laterali si può procedere a un rinforzo preventivo delle pareti dello scavo mediante infissione nel terreno di due file di pali o di montanti metallici. Da un perfezionamento di quest'ultima tecnica è nata quella, detta sistema “Milano”, utilizzata per la costruzione della linea 1 della metropolitana milanese. Esso consiste nello scavo, a mezzo di un'apposita macchina munita di un argano e di una benna mordente, di due trincee larghe 1 m circa, che vengono riempite, in conformità col procedere dello scavo, con “fanghi di bentonite” (bentonite diluita in acqua), che esercitano una pressione idrostatica tale da impedire alle pareti dello scavo di franare; nelle trincee, scavate fino alla profondità voluta, si immergono poi armature metalliche già predisposte. Successivamente si scava la trincea fino alla profondità corrispondente all'impalcato di copertura della galleria, si getta l'impalcato e si procede al rinterro superiore con ripristino totale del traffico; contemporaneamente a quest'ultima operazione si inizia lo scavo, all'interno, della galleria. Questo sistema ha ottenuto una certa risonanza all'estero (dove lo si è definito anche cover and cut) in quanto, oltre a garantire la stabilità delle costruzioni circostanti, rende più sicuri i lavori di scavo, ne riduce la rumorosità all'esterno, ne migliora la meccanizzazione, e conseguentemente la rapidità di avanzamento, riduce infine di almeno un terzo, rispetto al sistema tradizionale, l'ingombro per il traffico di superficie. Un ulteriore miglioramento di questi aspetti si è avuto nella costruzione della linea 2 della stessa metropolitana eseguita con l'applicazione del sistema “a scudo” in cui si esegue lo scavo senza interessare la superficie, costruendo contemporaneamente la struttura superiore di forma semicircolare e sistemando la parte inferiore successivamente. Questo sistema permette lo sviluppo della linea retta, passando anche sotto gli edifici, ma l'avanzamento è lento.

La costruzione di metropolitane a grandi profondità e subacquee segue, per lo scavo, la tecnica delle gallerie.

Le stazioni delle varie linee vengono costruite a intervalli che tengono conto della lunghezza e delle caratteristiche del percorso; tali stazioni possono essere attrezzate con vari servizi (edicole, bar, ristoranti, saloni d'esposizione, negozi, ecc.). Nello sviluppo delle metropolitane si è accentuata la tendenza a inquadrare ogni progetto in un programma di sviluppo regionale dei trasporti pubblici, in particolare per quello dei lavoratori pendolari dalle cittadine e dai centri satelliti delle cinture alle zone industriali e commerciali della grande città.

v Esercizio

Le  varie linee sono sempre indipendenti, con materiale proprio. I treni sono costituiti dall'insieme di piω vetture rimorchiate e automotrici, tutte comandate dalla cabina di testa, collegata da accoppiatori automatici.

Per aumentare la velocità media (fra 30 e 40 km/h) si tende ad aumentare le accelerazioni di avviamento (fino a 1,3 m/s²) e la decelerazione di frenatura (fino a 1,8 m/s²). Per ottenere queste prestazioni si aumenta la potenza e si diminuisce il peso, utilizzando strutture in lega leggera. Il distanziamento dei treni successivi viene eseguito mediante sistemi di blocco automatico, atti a provocare l'arresto dei treni quando la distanza diventa minore di un valore dato (sistema francese), o quando vengano oltrepassati segnali a via impedita (sistema inglese e americano). Nella metropolitana di Parigi è in atto un sistema di controllo automatico della velocità, in base ai tempi impiegati a percorrere successivi tratti, che vengono segnalati sia al conduttore del treno, sia a una cabina di comando centralizzata dalla quale vengono emanati eventuali ordini di variazione di velocità; si tende anzi a effettuare tale comando a distanza in modo automatico, con calcolatori elettronici opportunamente programmati.

v Metropolitana leggera

E'  un sistema rapido di trasporto di massa che differisce dalla metropolitana propriamente detta per la portata oraria dei passeggeri (inferiore) e per la tipologia dei veicoli, che possono essere utilizzati su tratti di linea diversi. In pratica si tratta di un compromesso fra metropolitana e tranvia con tracciato parzialmente in superficie e in parte sotterraneo, in parte in sede propria e in parte in sede promiscua. I tratti in sede propria sono dotati di segnalazioni e ammettono un esercizio di tipo ferroviario; quelli in sede promiscua procedono con marcia a vista. Il materiale rotabile, a sagoma tranviaria, può raggiungere una potenza di 360 kW e velocità massima di 75 km/h. Le portate orarie sono di 12.000 passeggeri/ora per senso di marcia.