Funicolare - Funicular

Funicolare a Baku , Azerbaigian

A funicolare ( / f JU n ɪ k j ʊ l ər / , / f ( j ) ʊ - / , / f ə - / ) è un tipo di funicolare sistema che collega i punti lungo un binario posato su un ripido pendio. Il sistema è caratterizzato da due carrelli controbilanciati (detti anche vagoni o treni) fissati in modo permanente alle estremità opposte di un cavo di trasporto, che è avvolto su una puleggia all'estremità superiore del binario. Il risultato di tale configurazione è che i due carrelli si muovono in modo sincrono: man mano che uno sale, l'altro scende con uguale velocità. Questa caratteristica distingue le funicolari dagli ascensori inclinati , che hanno una sola cabina che viene trainata in salita.

I termine funicolare deriva dalla latina parola funicolo , il diminutivo di funis , che significa 'corda'.

operazione

In una funicolare, nessuna delle due carrozze è dotata di motore o utilizza alcuna potenza per spostarsi lungo il binario. Entrambi i vagoni sono invece permanentemente collegati alle estremità opposte dello stesso cavo, detto fune traente ; questa fune traente scorre attraverso un sistema di pulegge , il cui movimento è controllato nella sala macchine (solitamente all'estremità superiore del binario). Se il binario ferroviario non è perfettamente rettilineo, il cavo viene guidato lungo il binario mediante pulegge , pulegge non motorizzate che consentono semplicemente al cavo di cambiare direzione. Mentre un'auto viene tirata verso l'alto da un'estremità della fune di traino, l'altra auto scende dal pendio all'altra estremità. Poiché il peso delle due vetture è controbilanciato (tranne il peso dei passeggeri), non è necessaria alcuna forza di sollevamento per spostarle: il motore deve solo sollevare il cavo stesso e i passeggeri in eccesso e fornire l'energia persa per attrito dal le ruote delle auto e le pulegge.

Per il comfort dei passeggeri, le carrozze funicolari sono solitamente (anche se non sempre) costruite in modo che il pavimento del ponte passeggeri sia orizzontale e non necessariamente a livello del binario inclinato.

fune di fondo

In alcune installazioni, le auto sono anche attaccate a un secondo cavo – fune di traino inferiore – che scorre attraverso una puleggia nella parte inferiore del pendio. In questi progetti, una delle pulegge deve essere progettata come ruota di tensionamento per evitare l'allentamento delle funi. Un vantaggio di tale installazione è il fatto che il peso della fune è bilanciato tra i carrelli; quindi, il motore non ha più bisogno di utilizzare alcuna potenza per sollevare il cavo stesso. Questa pratica viene utilizzata su funicolari con pendenze inferiori al 6%, funicolari che utilizzano slitte al posto delle carrozze, o qualsiasi altro caso in cui non sia garantito che la cabina in discesa riesca sempre a tirare fuori il cavo dalla carrucola nella stazione a monte la pendenza. Viene utilizzato anche in sistemi in cui la sala macchine si trova all'estremità inferiore del binario (come la metà superiore del Great Orme Tramway ) - in tali sistemi, il cavo che attraversa la parte superiore della pendenza è ancora necessario per evitare che le carrozze scendano per inerzia.

Tipi di sistemi di alimentazione

Motore elettrico

Trasmissione funicolare
Set di ruote funicolare con freno a pignone e cremagliera Abt

Nella maggior parte delle funicolari moderne, la propulsione è fornita da un motore elettrico collegato tramite un riduttore di velocità a una grande puleggia, una ruota motrice . La ruota di toro a sua volta trasferisce la sua coppia alla fune traente per attrito. Il bullwheel ha due scanalature: dopo il primo mezzo giro attorno ad esso il cavo ritorna tramite una puleggia ausiliaria. Questa disposizione ha il vantaggio di avere il doppio dell'area di contatto tra il cavo e la scanalatura, e di riportare il cavo in discesa nello stesso piano di quello in salita. Le installazioni moderne utilizzano anche rivestimenti ad alto attrito per migliorare l'attrito tra le scanalature della ruota di toro e il cavo.

Per scopi di emergenza e di servizio, in sala macchine vengono utilizzati due gruppi di freni: il freno di emergenza aderisce direttamente alla ruota dentata, il freno di servizio è montato sull'albero veloce dell'ingranaggio. In caso di emergenza le vetture sono inoltre dotate di freni a binario a molle ad apertura idraulica.

I primi freni a pinza della funicolare che bloccano ogni lato della corona del binario furono inventati dagli imprenditori svizzeri Franz Josef Bucher e Josef Durrer e implementati presso la funicolare di Stanserhorn  [ de ] , aperta nel 1893. Il sistema a pignone e cremagliera Abt è stato utilizzato anche a alcune funicolari per il controllo della velocità o la frenata di emergenza.

Compensazione dell'acqua

Funicolare di Friburgo con interruttore Abt che funziona con le acque reflue

Alcune funicolari sono state costruite utilizzando serbatoi d'acqua sotto il pavimento di ogni cabina che vengono riempiti o svuotati fino a raggiungere uno squilibrio sufficiente per consentire il movimento. L'auto in cima alla collina viene caricata con acqua finché non è più pesante dell'auto in fondo, facendola scendere dalla collina e tirare su l'altra auto. L'acqua viene scaricata sul fondo e il processo si ripete con le auto che si scambiano i ruoli. Il movimento è controllato da un frenatore che utilizza la maniglia del freno del sistema a cremagliera e pignone agganciato alla cremagliera montata tra le rotaie.

La funicolare Bom Jesus costruita nel 1882 vicino a Braga , in Portogallo , è uno dei sistemi esistenti di questo tipo. Un altro esempio, la funicolare Neuveville - St-Pierre  [ fr ] a Friburgo , in Svizzera , è di particolare interesse in quanto utilizza acque reflue, provenienti da un impianto fognario nella parte alta della città.

Alcune funicolari di questo tipo furono successivamente convertite in energia elettrica. Ad esempio, la Giessbachbahn nel cantone svizzero di Berna , aperta nel 1879, era originariamente alimentata da zavorra d'acqua. Nel 1912 la sua fornitura di energia fu sostituita da un motore idraulico alimentato da una turbina Pelton . Nel 1948 questo a sua volta fu sostituito da un motore elettrico.

Disposizione della pista

Layout dei binari utilizzati nelle funicolari
East Hill Cliff Railway a Hastings , Regno Unito - una funicolare a quattro binari
Angels Flight a Los Angeles , USA – una funicolare a tre rotaie
Funicolare di Nazaré a Nazaré , Portogallo – una funicolare a due rotaie

Ci sono tre principali layout ferroviari utilizzati sulle funicolari; a seconda del sistema, il binario può essere costituito da quattro, tre o due binari.

  • Le prime funicolari furono costruite secondo il layout a quattro binari, con due binari paralleli separati e piattaforme di stazione separate ad entrambe le estremità per ciascun veicolo. I due binari sono posati con uno spazio sufficiente tra loro per il passaggio dei due carrelli nel punto medio. Sebbene questo layout richieda la maggior parte dell'area terrestre, è anche l'unico layout che consente a entrambi i binari di essere perfettamente diritti, senza richiedere pulegge sui binari per mantenere il cavo in posizione. Esempi di funicolari a quattro binari sono la Duquesne Incline a Pittsburgh, in Pennsylvania , e la maggior parte delle ferrovie della scogliera nel Regno Unito .
  • Nei layout a tre binari, il binario centrale è condiviso da entrambe le carrozze, mentre ogni carrozza scorre su un binario esterno diverso. Per consentire il passaggio delle due carrozze a metà del percorso, il binario centrale deve dividersi brevemente in due, formando un anello di passaggio . Tali sistemi sono più stretti e richiedono meno binari per essere costruiti rispetto ai sistemi a quattro binari; tuttavia, richiedono ancora piattaforme di stazione separate per ciascun veicolo.
  • In un layout a due binari, entrambe le vetture condividono l'intero binario tranne che nel passaggio ad anello nel mezzo. Questo layout è il più stretto di tutti e necessita di un solo binario in ogni stazione (anche se a volte vengono costruiti due binari: uno per l'imbarco, uno per la discesa). Tuttavia, il circuito di sorpasso richiesto è più complesso e costoso da costruire, poiché devono essere presenti speciali sistemi di scambio per garantire che ogni vettura entri sempre nel binario corretto nel circuito. Inoltre, se si utilizza una cremagliera per la frenatura, quella cremagliera può essere montata più in alto nella disposizione a tre e quattro binari, rendendola meno sensibile al soffocamento in condizioni di neve.

Alcuni sistemi funicolari utilizzano un mix di diversi tracciati. Un esempio di questa disposizione è la metà inferiore del Great Orme Tramway , dove la sezione "sopra" l' anello di passaggio ha una disposizione a tre binari (con ogni coppia di binari adiacenti con un proprio condotto attraverso il quale scorre il cavo), mentre il la sezione “sotto” l'anello di passaggio ha un layout a due binari (con un unico condotto condiviso da entrambe le vetture).

Alcune funicolari a quattro binari hanno i loro binari intrecciati sopra e sotto l'anello di passaggio; ciò consente al sistema di essere stretto quasi quanto un sistema a due rotaie, con un'unica piattaforma in ogni stazione, eliminando anche la necessità di costose giunzioni su entrambi i lati dell'anello di passaggio. L'Hill Train del Legoland Windsor Resort è un esempio di questa configurazione.

Sistemi di scambio per funicolari birotaia

Abt interruttore
Abt interruttore
Sale montate di una funicolare a due rotaie

Nel caso delle funicolari birotaie esistono diverse soluzioni per garantire che un carro entri sempre sullo stesso binario in corrispondenza dell'anello di passaggio.

Una di queste soluzioni prevede l'installazione di interruttori a ciascuna estremità del circuito di passaggio. Questi interruttori vengono spostati nella posizione desiderata dalle ruote del carrello durante i movimenti di trascinamento (cioè lontano dall'anello di passaggio); questa procedura imposta anche il percorso per il prossimo viaggio nella direzione opposta. Il Great Orme Tramway è un esempio di funicolare che utilizza questo sistema.

Un altro sistema di scambio, noto come interruttore Abt, non prevede alcuna parte in movimento sul binario. I carrelli, invece, sono costruiti con un design delle ruote non convenzionale : le ruote fuoribordo hanno flange su entrambi i lati, mentre le ruote interne sono non flangiate (e solitamente più larghe per consentire loro di rotolare più facilmente sugli scambi). Le ruote a doppia flangia mantengono i carrelli sempre vincolati a una guida specifica. Una vettura ha le ruote flangiate sul lato sinistro, quindi segue la rotaia più a sinistra, costringendola a percorrere il ramo sinistro dell'anello di passaggio; allo stesso modo, l'altra macchina li ha sul lato destro, il che significa che segue il binario più a destra e corre sul ramo destro del circuito. Questo sistema è stato inventato da Carl Roman Abt e implementato per la prima volta sulla funicolare Lugano Città–Stazione in Svizzera nel 1886; da allora, l'affluenza Abt ha guadagnato popolarità, diventando uno standard per le moderne funicolari. La mancanza di parti mobili sul binario rende questo sistema economico e affidabile rispetto ad altri sistemi.

Stazioni

Le due vetture della funicolare di Petřín ; uno di loro sta per fare scalo alla stazione Nebozízek (vista in primo piano), mentre l'altro si fermerà ad aspettare che cambi passeggeri.

La maggior parte delle funicolari ha due stazioni, una a ciascuna estremità del binario. Tuttavia, alcuni sistemi sono stati realizzati con stazioni intermedie aggiuntive. A causa della natura di un sistema funicolare, le stazioni intermedie sono solitamente costruite simmetricamente rispetto al punto medio; questo permette ad entrambe le vetture di chiamare contemporaneamente ad una stazione. Esempi di funicolari con più di due stazioni includono la Wellington Cable Car in Nuova Zelanda (cinque stazioni, di cui una all'anello di passaggio ) e la Carmelit ad Haifa , in Israele (sei stazioni, tre su ciascun lato dell'anello di passaggio).

Esistono anche alcune funicolari con stazioni disposte asimmetricamente. Ad esempio, la funicolare di Petřín a Praga ha tre stazioni: una a ciascuna estremità e una terza (Nebozízek) a poca distanza dal circuito di passaggio. A causa di questa disposizione, le carrozze sono costrette a fare una sosta tecnica anche a breve distanza dall'anello di passaggio, al solo scopo di consentire all'altra vettura di fare scalo a Nebozízek.

Storia

Tünel a Istanbul, lanciato nel 1875, stazione di Karaköy dal 2006

A partire dal 1820 furono costruiti numerosi sistemi di funivia che trainano le loro auto su pendii inclinati. Nella seconda metà del XIX secolo emerse il progetto di una funicolare come sistema di transito. Era particolarmente interessante rispetto agli altri sistemi dell'epoca in quanto il contrappeso delle vetture era considerato una soluzione per ridurre i costi.

La prima linea delle funicolari di Lione ( Funiculaires de Lyon ) è stata aperta nel 1862, seguita da altre linee nel 1878, 1891 e 1900. La funicolare della collina del castello di Budapest è stata costruita nel 1868-1869, con la prima corsa di prova il 23 ottobre 1869. La più antica funicolare operante in Gran Bretagna risale al 1875 e si trova a Scarborough , nel North Yorkshire. A Istanbul , in Turchia, il Tünel è in funzione ininterrottamente dal 1875 ed è sia la prima funicolare sotterranea che la seconda più antica ferrovia sotterranea. Rimase alimentato da un motore a vapore fino a quando non fu portato per lavori di ristrutturazione nel 1968.

Fino alla fine degli anni 1870, la funicolare a quattro binari paralleli era la configurazione normale. Carl Roman Abt sviluppò l'Abt Switch consentendo il layout a due rotaie, che fu utilizzato per la prima volta nel 1879 quando la funicolare di Giessbach fu aperta in Svizzera .

Negli Stati Uniti, la prima funicolare ad utilizzare un layout a due binari fu la Telegraph Hill Railroad a San Francisco, in funzione dal 1884 al 1886. La Mount Lowe Railway ad Altadena, in California, fu la prima ferrovia di montagna negli Stati Uniti Dichiara di utilizzare il layout a tre binari. I layout a tre e due binari hanno ridotto notevolmente lo spazio necessario per la costruzione di una funicolare, riducendo i costi di livellamento sui pendii montani e i costi di proprietà per le funicolari urbane. Questi layout consentirono un boom della funicolare nella seconda metà del XIX secolo.

Attualmente, la funicolare più antica e ripida degli Stati Uniti in uso continuo è la Monongahela Incline situata a Pittsburgh, in Pennsylvania. La costruzione è iniziata nel 1869 e aperta ufficialmente il 28 maggio 1870 per l'uso da parte dei passeggeri. La salita Monongahela ha anche la particolarità di essere la prima funicolare degli Stati Uniti ad uso prettamente passeggeri e non merci.

Nel 1880 la funicolare del Vesuvio ispirò la canzone popolare italiana Funiculì, Funiculà . Questa funicolare fu più volte distrutta da eruzioni vulcaniche e abbandonata dopo l'eruzione del 1944.

Esempi eccezionali

Secondo il Guinness World Records , la funicolare pubblica più piccola del mondo è la Fisherman's Walk Cliff Railway a Bournemouth , in Inghilterra, lunga 39 metri (128 piedi).

La Stoosbahn in Svizzera, con una pendenza massima del 110% (47,7°), è la funicolare più ripida del mondo.

La Lynton and Lynmouth Cliff Railway , costruita nel 1888, è la funicolare ad acqua più ripida e più lunga del mondo. Si arrampica 152 metri (499 piedi) in verticale su una pendenza del 58%.

La città di Valparaiso in Cile aveva fino a 30 ascensori funicolari (in spagnolo : ascensores ). Il più antico risale al 1883. Ne rimangono 15 di cui quasi la metà in funzione, e altri in varie fasi di restauro.

Il Carmelit ad Haifa , in Israele, con sei stazioni e un tunnel lungo 1,8 km (1,1 mi), è rivendicato dal Guinness dei primati come la " metropolitana meno estesa " del mondo. Tecnicamente, è una funicolare sotterranea.

La ferrovia sospesa di Dresda ( Dresden Schwebebahn ), che pende da un binario sopraelevato, è l'unica funicolare sospesa al mondo.

Confronto con ascensori inclinati

Funicolare di Kakola a Turku , Finlandia
Nonostante i loro nomi, nessuno dei due sistemi è una vera funicolare.

Alcuni sistemi nel mondo sono marchiati come funicolari, anche se in realtà sono ascensori inclinati. A differenza di una funicolare, gli ascensori inclinati operano indipendentemente sul pendio piuttosto che a coppie interconnesse e l' ascensore è necessario per trasportare le auto in salita.

Un notevole esempio di questo fenomeno è Paris ' Montmartre Funicolare . Il suo titolo formale è una reliquia della sua configurazione originale, quando le sue due carrozze operavano come una coppia controbilanciata e interconnessa, muovendosi sempre in direzioni opposte, incontrando così la definizione di funicolare. Tuttavia, da allora il sistema è stato riprogettato e ora utilizza due auto a funzionamento indipendente che possono salire o scendere ciascuna a richiesta, qualificandosi come un ascensore a doppia inclinazione; il termine "funicolare" nel suo titolo è mantenuto come riferimento storico.

Guarda anche

Riferimenti

link esterno