Ferrovia (termine creato intorno alla metà del XIX secolo),De Mauro, Grande Dizionario Italiano dell'Uso, UTET, 2003 o anche strada ferrata o strada di ferro, indica generalmente l'infrastruttura ferroviaria di trasporto terrestre idonea alla circolazione di treni. Per estensione, la medesima parola assume anche il significato di "linea ferroviaria" o di "sistema ferroviario", indicando in quest'ultimo caso tutte le infrastrutture, la tecnologia e il personale necessari a garantire la circolazione dei treni sulle linee ferroviarie.
Storia
Le origini della ferrovia si individuano tradizionalmente nel Regno Unito, dove venivano utilizzate ferrovie con trazione a cavalli, sia nelle zone minerarie per l'asportazione del minerale estratto che nelle grandi città con funzioni di trasporto pubblico.
Nel 1804, Richard Trevithick, utilizzò per la prima volta una locomotiva a vapore, e la prima ferrovia pubblica fu il Stockton & Darlington Railway inaugurata nel Regno Unito nel 1825.
Tuttavia è di norma dare come inizio delle ferrovie la famosa gara di Rainhill in Inghilterra per individuare la futura locomotiva adatta a percorrere la linea Liverpool - Manchester. L'ing. George Stephenson costruì la Rocket nel 1829, considerata capostipite delle locomotive poiché unisce i meccanismi fondamentali come la caldaia tubolare e il tiraggio del camino. Con essa Stephenson raggiunse i 48 km/h e i 28 km/h con un convoglio di 17 tonnellate. In Inghilterra le ferrovie si svilupparono e contribuirono allo sviluppo della rivoluzione industriale. Sin da allora le linee ferroviarie britanniche usarono assegnare dei nomi specifici alle varie relazioni.
Nei decenni dopo la seconda guerra mondiale, i miglioramenti e gli investimenti pubblici in automobili, strade e autostrade nonché aerei hanno reso questi mezzi più pratici e convenienti per una sempre più larga schiera di utenti. In particolare negli Stati Uniti gli investimenti mirarono al miglioramento di autostrade e aeroporti, delegando alla ferrovia il trasporto delle merci e trascurando per lungo tempo il trasporto di massa in ambito urbano. Lo stesso accadde per motivi diversi in Europa e in Giappone, dove furono necessari ingenti mezzi finanziari per la ricostruzione delle reti ferroviarie gravemente danneggiate dalla guerra, distogliendo così molte risorse dallo studio e sviluppo di nuove linee.
Negli Stati Uniti d'America, a causa delle grandi distanze e della scarsa considerazione delle ferrovie in ambito di trasporto di passeggeri, risulta spesso più conveniente il trasporto aereo su diverse tratte, mentre la ferrovia, con i dovuti investimenti, potrebbe essere competitiva su tragitti interurbani con distanze intermedie, come già lo è lungo il Northeast Corridor tra Boston, New York e Washington D.C.
La prima ferrovia italiana fu la Napoli-Portici, nel Regno delle Due Sicilie, che fu inaugurata il 3 ottobre 1839 dal re Ferdinando II di BorboneMaggi S. (2003) Le ferrovie, Bologna, il Mulino, p. 27, ISBN 978-88-15-09389-9. Essa costituiva il primo tratto della futura Napoli-Salerno. La lunghezza di questo primo tronco era di circa 7.640 metri (altre fonti danno 7.250 m). La locomotiva Bayard raggiungeva la velocità di 60 km/h (50 km/h trainando un convoglio ferroviario).
Le prime ferrovie per nazione
Elenco delle prime linee ferroviarie per nazione:
Regno Unito: 1825 Stockton – Darlington (effettuato con la Locomotiva Locomotion) Stati Uniti d'America: 1830 Charleston – Hamburg Francia: 1832 Saint-Étienne – Lione Irlanda (Parte del Regno Unito di Gran Bretagna e Irlanda): 1834 Dublino - Kingstown Belgio: 1835 Bruxelles – Malines Regno di Baviera: 1835 Norimberga – Fürth (effettuato con la Locomotiva Adler) Canada (Dominio del Regno Unito di Gran Bretagna e Irlanda): 1836 La Prairie – Saint John Russia: 1837 Pietroburgo – Carskoe Selo Cuba (Parte della Spagna): 1837 L'Avana - Bejucal Regno di Sassonia: 1837 Lipsia - Althen Impero austriaco: 1838 Vienna – Floridsdorf Regno di Prussia: 1838 Berlino – Potsdam Regno delle Due Sicilie: 1839 Napoli – Portici Paesi Bassi: 1839 Amsterdam – Haarlem Regno Lombardo-Veneto: 1840 Milano – Monza Granducato di Toscana: 1844 Pisa – Livorno Ducato di Lucca: 1846 Lucca – Pisa (seconda ferrovia internazionale al mondo) Ungheria (Parte dall'Impero austriaco): 1846 Pest – Vác Danimarca: 1847 Copenaghen – Roskilde Svizzera: 1847 Zurigo – Baden Regno di Sardegna: 1848 Torino – Trofarello Spagna: 1848 Barcellona – Mataró Perù: 1851 El Callao - Lima Impero anglo-indiano: 1853 Bombay – Thane Norvegia: 1854 Oslo – Eidsvoll Australia (Dominio del Regno Unito): 1854 Melbourne – Port Melbourne Portogallo: 1856 Lisbona - Carregado Chedivato d'Egitto (Stato tributario dell'Impero ottomano) : 1857 Il Cairo – Alessandria d'Egitto Stato Pontificio: 1857 Roma – Frascati Argentina: 1857 Buenos Aires – San José de Flores Lussemburgo: 1859 Bettembourg - Esch-sur-Alzette Colonia del Capo (colonia del Regno Unito): 1860 Durban – The Point Principato di Monaco: 1868 apertura della Stazione di Monaco sulla Ferrovia Marsiglia-Ventimiglia Regno di Grecia: 1869 Atene – Il Pireo Uruguay: 1869 Montevideo - Las Piedras Giappone: 1872 Tokyo – Yokohama Liechtenstein: 1872 Ferrovia Feldkirch-Buchs Cina: 1876 Shanghai – Wu Sung Malta: 1883 La Valletta - Floriana San Marino: 1932 Rimini - San Marino Città del Vaticano: 1934 Città del Vaticano - Roma San Pietro
Infrastruttura
L'infrastruttura ferroviaria è costituita dalla via e dalle relative opere civili, nonché dagli impianti tecnologici per i sistemi di trazione, segnalamento e sicurezza.
Via La via è formata da due guide metalliche di acciaio chiamate rotaie, mantenute parallele tra loro fissandole a traverse (in legno, acciaio o cemento armato precompresso), o piattaforme di cemento armato precompresso, mediante "chiavarde", grosse viti o con attacchi elastici denominati "pandrol", più moderni e di più facile messa in opera. La struttura formata dalle rotaie e dalle traverse (o dalle piattaforme) viene detta binario; la distanza fra le due rotaie (misurata tra le facce interne delle teste delle rotaie stesse) è detta scartamento.
Lo scartamento ordinario misura 1435 mm ed è quello adottato dalla maggior parte delle linee ferroviarie. Un binario con scartamento inferiore a quello ordinario, è detto "a scartamento ridotto". Il binario a sua volta è fissato al suolo tramite una struttura detta massicciata, formata da pietrisco di grande pezzatura, a spigoli vivi e costituito da rocce resistenti allo sgretolamento; la massicciata, infine è poggiata sul corpo stradale della linea ferroviaria. In caso di utilizzo di piattaforme in cemento armato precompresso, queste sono direttamente fissate al corpo stradale. Molto importanti sono le strutture di drenaggio che servono a espellere le acque piovane che altrimenti deteriorerebbero presto la massicciata.
La manutenzione oggi è svolta con l'ausilio di macchine operatrici specializzate come:
Rincalzatrice Profilatrice Risanatrice Saldatrice a scintillio Compattatrice Treno rinnovatore Metodo ultrasonico mediante macchina
Opere civili ferroviarie Le opere civili, quali ad esempio ponti e gallerie, consentono alla via di inserirsi nel territorio secondo il tracciato prestabilito; in gergo ferroviario vengono complessivamente chiamate "opere d'arte".
Sin dall'epoca pionieristica della ferrovia, le opere civili ferroviarie sono state tra le opere umane più imponenti e impegnative. Basti pensare al traforo del Frejus, il primo traforo transalpino, la cui costruzione fu avviata nel 1857, o alla linea dei Giovi, inaugurata nel 1854 e costituita da una livelletta alla pendenza costante del 35 per mille, o al Severn Tunnel, galleria subalvea inglese di 7008 m aperta nel 1886.
Sistemi di segnalamento e sicurezza
A differenza della strada in cui i veicoli circolano "a vista", una ferrovia richiede sistemi di distanziamento dei treni indipendenti dalla mutua visibilità dei veicoli, poiché gli spazi di frenatura sono solitamente molto maggiori della distanza di visibilità stessa.
In ferrovia gli aspetti relativi alla sicurezza sono fin dall'origine ritenuti fondamentali. Le tecnologie relative ai "sistemi di sicurezza" sono in parte coincidenti con i già citati "sistemi di esercizio", e possono essere così raggruppate:
Sistemi e impianti fissi per la garanzia del regime di circolazione (che garantiscono il corretto distanziamento fra treni e garantiscono che ogni treno in corsa abbia il sufficiente spazio di frenatura in funzione della sua velocità prevista). Sistemi di ripetizione segnali a bordo dei veicoli (ripetizione segnali e ATP o "Automatic Train Protection"), che aggiungono al tradizionale regime di circolazione l'invio di comunicazioni di sicurezza ripetendo direttamente in cabina di guida del treno l'aspetto del successivo segnale e provocando, in associazione e sotto particolari condizioni, l'intervento della frenata automatica di emergenza. Sistemi di controllo/comando marcia treno (SCMT o "Sistema controllo marcia treno"), mediante il quale si aggiunge alla ripetizione dei segnali un controllo continuo e dettagliato della rispondenza della velocità di marcia del treno a quella prevista, segnalata da terra; talvolta vi si può associare, a particolari condizioni, un sistema di controllo attivo della velocità o di frenata di emergenza) Sistemi di guida automatica dei treni (diffuso in alcune linee adibite esclusivamente a servizio di metropolitana; sono sistemi ove sono implementati dispositivi di bordo che agiscono automaticamente regolando la marcia del treno in funzione di segnali ricevuti da terra, senza bisogno di personale di condotta a bordo)
Sistemi di esercizio Un “sistema di esercizio” di una linea ferroviaria è un insieme di operatori, impianti tecnologici e procedure finalizzato alla gestione in sicurezza della circolazione ferroviaria nelle località di servizio e, con l’ausilio dei sistemi di distanziamento (Regime di circolazione), nei tratti di linea fra le località di servizio.
Un sistema di esercizio può essere:
in comando e controllo a distanza (ex Telecomando), effettuato nelle località di servizio e, a seconda dell'attrezzaggio tecnologico della tratta, anche nei tratti di linea, da parte di un Dirigente Centrale Operativo (DCO) che da un Posto di Controllo remoto, verifica lo stato degli enti di diverse località di servizio e di linea e impartisce comandi per regolare l'arrivo, la partenza e il transito dei treni, oltre che delle manovre. Nelle linee in comando a distanza tutte le stazioni sono, di norma, impresenziate, per questo il DCO può avvalersi della collaborazione del personale dei treni, che è sul posto, per la risoluzione di guasti non di grave entità. in presenziamento sul posto delle località di servizio lungo la linea (ex Dirigenza Locale), ovvero in ogni stazione è di norma presente un regolatore della circolazione (Dirigente Movimento) che controlla, localmente, gli enti di una località di servizio e garantisce la funzione di distanziamento dei treni in linea. In alcune particolari situazioni, il presenziamento dell'impianto può essere affidato ad un Agente di Guardia, che tuttavia non può effettuare movimentazioni di deviatoi all'interno della località di servizio. Inoltre, in alcune località può essere previsto l'impresenziamento dell'impianto. In alcune linee caratterizzate da traffico intenso, i vari Dirigenti Movimento vengono coordinati da un Dirigente Centrale, che ha il compito di ottimizzare la circolazione dei treni.