Locomotiva
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La locomotiva è il mezzo ferroviario che imprime il movimento al treno. La prima locomotiva fu realizzata nel 1825 in Inghilterra ad opera di George Stephenson come applicazione della macchina a vapore al movimento di merci e persone. In termini strettamente tecnici, il termine "locomotiva" si riferisce esclusivamente alle locomotive a vapore. Si dovrebbe infatti usare il termine "locomotore" o "locomotrice" per le locomotive elettriche e "motrice" per le locomotive diesel. Vi sono poi casi particolari nei quali va usato il termine "elettrotreno". Tuttavia, per facilitare la ricerca delle voci, il vocabolo "locomotiva" verrà qui usato per tutte le tipologie di trazione.
Indice |
[modifica] Storia della locomotiva
Le prime locomotive erano naturalmente piccole, a vapore e a 2 assi, con velocità operative che oggi possono essere definite ridicole. Nell'evoluzione delle locomotive a vapore, durata senza interruzione fino alla seconda metà del XX secolo, c'è stata una continua evoluzione sia nelle dimensioni che nelle potenze e nel numero di assi fino ad arrivare a delle potenze di traino invidiabili anche ai giorni odierni. La successiva tappa evolutiva ha portato all'utilizzo di motori diesel e motori elettrici con benefici effetti sia sul problema dell'alimentazione dei motori (oggi solo durante le corse dei treni storici è possibile vedere i ferrovieri che spalano carbone dal tender nel forno della locomotiva), sia riguardo all' inquinamento atmosferico con la progressiva sparizione dei famosi pennacchi di fumo (iconografia classica di tanti film western ad esempio). Verso la fine del secolo XIX in Italia, dopo l'unificazione delle Reti Ferroviarie (Rete Mediterranea e Rete Adriatica) fu dato un forte impulso alla elettrificazione con il sistema trifase per agevolare la trazione sulle reti di valico, poi convertito in 3 kV CC dopo la sperimentazione sulla Foggia-Benevento cominciata nel 1927. Al giorno d'oggi la preferenza per i treni passeggeri va alle locomotive elettriche e la scelta di quelle diesel rimane confinata ai tratti dove l'elettrificazione delle linee non è presente o per usi specifici di manovra. Fra le zone non elettrificate in Italia la maggiore carenza è nel 90% della strada ferrata della Sardegna e 50 % della Sicilia.
In altre nazioni la locomotiva diesel rimane relegata al campo dei trasporti merce, ma ci sono casi (in Danimarca, ad esempio) dove viene utilizzata con successo anche per i treni passeggeri ad alta velocità.
Nelle locomotive diesel la trasmissione può essere idraulica oppure elettrica. Nel primo caso tra motore ed assi agisce un cambio idraulico in cui un fluido (olio) viene pompato su una turbina mettendola in rotazione, la turbina a sua volta trascina gli assi motori; nel secondo caso il mo un alternatore o una dinamo, collegata rigidamente col motore diesel, genera l'elettricità che alimenta i motori di trazione posti nei carrelli e collegati con cascate di ingranaggi agli assi. Non ha avuto invece molto successo il tentativo, a cavallo della seconda guerra mondiale, dell'alimentazione con turbina a gas, all'inizio soprattutto a causa del notevole rumore prodotto da questa soluzione, in seguito per una valutazione poco positiva dei costi di esercizio e manutenzione di questa tecnica.
Nel 2005 è entrata in funzione sulla linea Linkoeping-Vaestervinl (Svezia) la prima locomotiva spinta da biogas. La locomotiva consuma biogas prodotto dalla decomposizione di sostanze organiche ed emette una minor quantità di anidride carbonica rispetto a quella emessa da altri tipi di motori. Ha un'autonomia di 600 km e raggiunge una velocità massima di 130 km/h.
Nel maggio 2006 è stata sperimentata con successo sulla linea Mestre-Adria l'alimentazione di un'automotrice diesel tradizionale (la 663 906 ST) con olio di girasole. Il motore non ha subito alcuna modifica, è stato aggiunto un serbatoio supplementare per l'olio di girasole ed una serpentina di riscaldamento per portarlo alla viscosità ottimale.
Oggi, sono in via di sviluppo anche alcuni nuovi progetti per treni ad alta velocità con trazione a vapore, resi possibili dalle nuove tecniche costruttive e pensati per recuperare il fascino dei vecchi "steamer" degli anni '30.
[modifica] Teoria della locomotiva
Per quanto siano state studiate e siano tuttora in esercizio locomotive con funzione anche di carrozza passeggeri, dette automotrici che sfruttano la tecnica della potenza distribuita (motori dislocati sui carrelli), similari a quelle in uso nelle metropolitane, per una molteplice serie di motivi le locomotive sono di norma una parte a sé stante nel convoglio ferroviario. Tra i motivi che spingono per questo tipo di scelta si possono includere:
- maggiore velocità nel sostituirla in caso di guasto, non dovendo coinvolgere i passeggeri nell'operazione.
- maggiore sicurezza nell'avere la parte motore separata dai passeggeri.
- maggior facilità di manutenzione per la migliore sistemazione dei componenti.
- possibilità di sostituirla all'interno di un convoglio a seconda delle necessità nel percorso o del numero dei carri agganciati.
La locomotiva ha tra le sue particolarità quella di poter non solo trainare un convoglio ma anche quella di poterlo spingere. In un convoglio, specie se particolarmente lungo e pesante, non è raro trovare due locomotive che lavorano in contemporanea, sia in composizione una dietro l'altra, sia con una situata in testa al convoglio ed una alla fine. Nel campo dei trasporti passeggeri non è raro imbattersi nel cosiddetto push-pull, cioè in una locomotiva provvista di motore che spinge il convoglio ma è controllata da una carrozza specifica di guida in testa al treno, detta vettura semipilota.
[modifica] Tipi di locomotive
[modifica] Locomotiva a vapore
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Per approfondire, vedi la voce Locomotiva a vapore. |
[modifica] Locomotore elettrico
Il locomotore elettrico è composto da due parti: una meccanica e una elettrica. La parte meccanica è composta da telaio, assali, sospensioni e carrozzeria. La parte elettrica, invece, è composta dal pantografo, che è un mezzo per l’approvvigionamento di elettricità , dai sistemi di regolazione e controllo di potenza e velocità, dai motori che mettono in funzione gli assali e da altri sistemi elettrici come il raffreddamento dei motori, il pompaggio dell’aria compressa per i freni e per il pantografo e per la climatizzazione e l’illuminazione interna dei vagoni.
La locomotiva elettrica ha parecchi vantaggi rispetto alla sua antenata a vapore:
- il rendimento dei motori è superiore, infatti i treni trainati da locomotive elettriche raggiungono velocità molto più elevate;
- a parità di percorso il locomotore elettrico consuma meno energia e quindi consente un maggior risparmio economico;
- le locomotive a vapore erano altamente inquinanti, mentre le locomotive elettriche non ne creano nessun tipo;
- il locomotore elettrico richiede meno manutenzione;
[modifica] Locomotore diesel
Questo tipo di locomotore è dotato di motore diesel di grossa cilindrata e potenza ed è in uso soprattutto in treni a lunga percorrenza dove l'installazione delle linee aeree elettriche è antieconomica o difficoltosa.
[modifica] Locomotore diesel-elettrico
Si tratta di un tipo ibrido tra le due soluzioni precedenti; il motore diesel non è collegato direttamente alle ruote per mezzo di trasmissione meccanica o idraulica bensì ad un generatore di corrente che fornisce elettricità ai motori elettrici montati sui carrelli motori. Il sistema presenta il vantaggio di una semplificazione della trasmissione di potenza alle ruote. In qualche caso sono stati costruiti dei sistemi bivalenti in cui quando è disponibile una alimentazione elettrica l'alimentazione diesel viene disinserita.
[modifica] Turbina a gas
La prima locomotiva a turbina a gas è stata costruita nel 1933 dalle officine svedesi Gotaverken-Nohab. Il motore di questo tipo di treno è formato da una turbina azionata da un gas, del tipo di quelle aeronautiche. Questo sistema di propulsione non ha avuto un grande successo.
[modifica] Tipi di locomotive in uso alle Ferrovie dello Stato
Per l'elenco di locomotori e mezzi rotabili in uso sulle reti italiane vedi Lista dei rotabili italiani.
 Mod. Gr. 880 |
 Mod. Gr. 940 |
 F.S. 640004, Rimini, 1973 |
 F.S. 740002, Rimini, 1973 |
 Locomotiva elettrica Corrente Continua 3000V F.S. E.424 |
 Locomotiva elettrica Corrente Continua 3000V F.S. E.428 226 |
 Locomotiva elettrica E.428007, Rimini, 1973 |
[modifica] Locomotive famose nel mondo
[modifica] Vapore
- La Pennydarren Locomotive di Richard Trevithick: la prima locomotiva a vapore funzionante (1804)
- La Blucher di George Stephenson, prima locomotiva da miniera a ruote flangiate.
- La Locomotion di George e Robert Stephenson: la prima locomotiva ad effettuare un servizio passeggeri (1825)
- La Rocket di Stephenson: la prima locomotiva in servizio commerciale, e la prima a essere coinvolta in un incidente mortale, il giorno della sua inaugurazione (1829-1830)
- A1 Pacific The Flying Scotsman: parte del famoso treno di lusso che collegava Londra a Edimburgo (1928)
- Locomotiva Coronation Scot: lo splendido streamliner biancoazzurro, detentore del record di velocità massima (183,4 km/h) e media (128,2 km/h) nel 1937
- The Mallard: La locomotiva dei record, 202 km/h nel 1936. La più veloce locomotiva a vapore tuttora esistente (anche se il record è contestato).
- Locomotiva Big Boy [1]: i mostri da 6500 cavalli usato per i lavori pesanti anni 1940
- Locomotiva 5AT: Il prototipo in corso di sviluppo da parte del team di David Wardale, una locomotiva a vapore di seconda generazione, costruita con tecnologie del XXI secolo ed in grado di correre a oltre 200 km/h. Per le sue caratteristiche estremamente peculiari è già molto nota ancora prima della sua costruzione. Attesa per il 2010.
[modifica] Elettriche
- Il treno sperimentale Siemens & Halske: il primo treno elettrico funzionante 1879
- Le locomotive streamline di Raymond Loewy, tra cui la Classe GG1
- L'ETR 200, il primo elettrotreno rapido italiano 1936
- L'ETR 401, il primo treno a cassa oscillante attiva al mondo messo in servizio passeggeri, in Italia 1975
- Il TGV, prodigio di tecnologia francese 1981
[modifica] Diesel
- Il City of Salina e il City of Portland, dall'aspetto futuristico 1935
- Il Burlington Zephir, la prima locomotiva streamline, "disegnata dal vento"
