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| tram e trasporto pubblico a Roma |
La linea di via Flaminia
Le applicazioni in villa Borghese
Un altro progetto del Cattori
Il Winstand Bond (1) ci fornisce alcuni dati della linea della via Flaminia:
Il dato sulla lunghezza della linea è certamente errato; la linea di via Flaminia era lunga circa 2800 metri, poi con il prolungamento della SRTO al piazzale di ponte Milvio raggiunse i 3200 metri.
Mentre l'insolita altezza della linea aerea sarebbe stata richiesta per permettere il passaggio delle processioni sotto i fili, il motivo della linea aerea a quattro fili e del trolley bipolare, che pare fosse costituito da una usuale asta recante all'estremità superiore due puleggie su una sbarra trasversale, è facilmente intuibile. Per utilizzare le rotaie di corsa della linea a cavalli come collegamento tra le due motrici, secondo lo schema da noi originariamente supposto (schema A, vedi sotto), si sarebbero dovuti eseguire i collegamenti elettrici tra i vari spezzoni di rotaie e un polo del generatore, cosa che sarebbe equivalsa ad una ricostruzione del binario; l'inventore pensò allora di sostituire il binario con un ulteriore filo, che sdoppiato per servire le due motrici (schema B); si potrebbe osservare che i fili B1 e B2, elettricamente connessi, avrebbero potuto essere sostituiti da un unico filo, comune alle due motrici, ma forse le difficoltà connesse agli scambi al punto di raddoppio fecero optare per la soluzione dei fili separati.
A
B
Da diverse fonti sono state reperite immagini delle motrici di via Flaminia, che appaiono però per molti aspetti tra loro contraddittorie. Vediamo infatti, nelle immagini sottostanti, in A un disegno presente in un opuscolo del Cattori, che sembrerebbe rispecchiare le motrici della via Flaminia per quanto riguarda la parte meccanica, supposta ad un solo motore. Il disegno in B è un allegato alla descrizione del Cattori della linea di Castellammare, che non corrisponde però allo schema compreso nella stessa, che è relativo ad una motrice a due motori; questo rodiggio sembrerebbe invece corrispondere bene alla motrice del disegno A.
A
B
Viceversa, queste due immagini contraddicono le fotografie ufficiali della presentazione dei rotabili e della linea, reperibili in più parti e riportate qui di seguito. Si nota subito una diversa scansione dei finestrini delle casse, che passano da 8 a 7 ma, soprattutto, le motrici sembrano essere dotate di due motori, anzichè di uno, come si nota chiaramente nell'immagine della motrice 1; oltre a ciò, le due leve di manovra (che dovrebbero essere invertitore e reostato) divengono una sola.
Se veramente le motrici della via Flaminia sono state a due motori, si potrebbe ipotizzare che lo schema dato dal Cattori per la linea di Castellammare si riferisse, con la variante inessenziale della presa di corrente dalle rotaie, alle motrici della via Flaminia.
Un'altra incognita riguarda la presa di corrente che, con un bifilare per ogni motrice avrebbe dovuto essere bipolare ed in effetti molti schizzi e modelli di appassionati dell'epoca, tra i quali un disegno del Cornolò, ci mostrano un'asta terminante con un albero portante due pulegge, cosa che non si si riesce assolutamente a distinguere nelle immagini fotografiche sopra riportate, peraltro di qualità talmente scarsa da lasciare aperta ogni ipotesi.
Il disegno del Cornolò sotto riprodotto, data la nota precisione dell'autore, non può essere semplicemente considerato una copia approssimativa o una elaborazione personale; è però fonte di altri dubbi sui rotabili del Cattori o almeno sulla motrice 3. Il Cornolò rappresenta infatti la motrice con un truck Brill del tipo 21E in luogo del primitivo attacco delle sale a trunnion** visibile nelle immagini delle motrici 1 e 2 ed, oltre a ciò, munita di usuali controller nelle piattaforme di estremità in luogo delle due leve alle quali si è accennato.
Lo schizzo del Cornolò della motrice 3.
Qualche ipotesi di calcolo per la linea della via Flaminia
Con i dati fornitici dal Winstand Bond è possibile una valutazione di massima delle condizioni di funzionamento della linea.
Assumiamo come dati di partenza che la linea abbia una lunghezza di 2800 metri e che l'alimentazione ai fili di contatto sia fornita all'incirca a metà del tracciato, dalla stazione generatrice di villa Massani. La situazione è quindi quella tracciata nello schizzo sottostante, dal quale si ricava che la massima lunghezza di filo di contatto interposto tra le due motrici è di 5600 metri circa, condizione che si verifica quando una motrice è ad un capolinea, mentre l'altra è al capolinea opposto; per altre posizioni delle due vetture la lunghezza di filo di contatto utilizzata è sempre minore di questo valore e si annulla quando si trovano entrambe a villa Massani.
Possiamo ora ipotizzare due casi:
I due casi possono esere trattati insieme, dal momento che i due motori Elwell Parker in serie tra loro equivalgono all'incirca al motore Brush. Con ciò la potenza massima che può essere fornita al motore o alla coppia di motori della motrice, alla corrente costante di 52 A come indicatoci dal Winstand Bond, è 350.52=18200 W=18,2 kW=25 CV circa che, supponendo un rendimento del motore pari a 0,8, corrisponde a 20 CV sull'asse, valore abbastanza diffuso nelle costruzionmi dell'epoca.
Ci poniamo ora nel caso più sfavorevole con le due motrici alle estremità opposte della linea. Se è stato utilizzato un filo di contatto in rame da 8 mm di diametro, la resistenza massima della tratta di alimentazione di 5600 metri sarebbe di circa 2 Ω, valore al quale vanno aggiunte le resistenze interne dei motori, della dinamo e le inevitabili resistenze di contatto di trolley, controller, ecc.; potremo valutare in 3 Ω la resistenza totale del circuito*. Con tali valori la potenza dissipata in linea è di 3.522=8100 W, cioè si perdono in linea circa 8 kW, sia che le motrici operino a pieno carico fornendo in totale circa 36 kW, ed in tal caso il rendimento della trasmissione sarebbe pari a 36/(36+8)=0,81, sia che le stesse siano ferme, rendimento pari a zero; si totalizzerebbero, nelle 24 ore, 192 kWh solo per mantenere la corrente costante in linea. La tensione che deve fornire l'officina generatrice deve variare da un minimo di 3.52=156 V per mantenere la corrente di linea a 52 A a vetture ferme, ad un massimo di 2.18200/52+156=856 V quando entrambe le motrici operino a piena potenza ed è un valore molto prossimo a quello prima citato di 850 V. Ci sarebbe poi da verificare il funzionamento per altre posizioni delle due motrici, in particolare di quella che vede le stesse entrambe ferme a villa Massani, situazione nella quale la dinamo dell'officina generatrice lavora pressoché su un corto circuito.
E' però facile vedere che, quando dall'impianto sperimentale con due motrici da 20 CV si passi ad un impianto reale con più motrici, magari di maggior potenza, la tensione raggiunge rapidamente valori proibitivi; ad es., se sulla stessa linea e con la stessa corrente si volessero porre in servizio sei motrici con lo stesso motore anziché due, la tensione di linea massima sarebbe di 6.18200/52+156=2256 V, valore inadatto ad una applicazione urbana (possiamo immaginare un tramviere che gira il trolley a rotella su una linea a qualche migliaio di volt, magari in un giornata di pioggia con la corda del trolley che gronda acqua?).
Ma anche dal punto di vista dell'esercizio la linea avrebbe dovuto essere problematica; basti pensare che, giunta una vettura ad uno dei due capolinea tronchi, la stessa, per invertire la marcia, avrebbe dovuto staccare momentaneamente il trolley dal filo, aprendo il circuito di linea ed arrestando di conseguenza anche l'altra motrice, oltre a provocare, con il funzionamento a vuoto della dinamo, un aumento della tensione di linea che dovrà essere stato ridotto con qualche automatismo.
Osservazioni
Il sistema adottato dal Cattori per la linea di via Flaminia difficilmente poteva proporsi quale base di una reale rete tramviaria elettrificata, per molti motivi, tra i quali:
Riguardo a quest'ultimo punto è facilmente dimostrabile che l'alimentazione in serie, ossia a corrente costante, di un sistema di utenze in numero e potenza variabili è estremamente sfavorevole dal punto di vista del rendimento della trasmissione. La regolazione della velocità delle vetture deve ottenersi derivando i motori di trazione con adatte resistenze, unico modo per ridurre la potenza fornita al motore mantenendo costante la corrente di linea; in tal caso il rendimento della trasmissione elettrica, dato dal rapporto RC/(RL+RC) con RC resistenza del carico ed RL resistenza di linea, si riduce corrispondentemente, fino ad annullarsi per RC=0, motori in corto circuito che non forniscono nessuna potenza, sempre però mantenendosi il valore di corrente costante in linea e quindi le perdite sulla stessa. Si arriva cioè all'assurdo che con tutte le motrici ferme l'officina generatrice seguita ad erogare una certa potenza che è completamente dissipata in linea e che tale potenza non sia trascurabile può essere visto dall'esempio che segue, che ipotizza la situazione della linea della via Flaminia.
Sulle linee sperimentali realizzate dal Cattori entro villa Borghese, dopo la chiusura della linea di via Flaminia, le notizie sono scarse e contraddittorie; appare ragionevolmente certo che il Cattori abbia costruito un tratto di linea tra l'ingresso di villa Borghese in piazzale Flaminio e un punto situato all'incirca nella piazza V. Hugo, ma sull'effettiva esistenza di un ulteriore collegamento che sarebbe stato poi realizzato tra porta Pinciana e il museo Borghese sussistono forti dubbi (1) (2).
Altre notizie che si possono reperire su scritti più o meno dilettantistici o pubblicitari appaiono prive di fondamento.
L'articolo di cui in a) è in molti punti oscuro e talvolta errato in modo evidente, ma lascia intendere chiaramente che la linea, al momento in costruzione, sarà alimentata da un conduttore posto in un condotto sotterraneo ed opportunamente diviso in sezioni collegate tra loro da sezionatori, secondo il principio già sperimentato nelle installazioni di Denver e di Northfleet. Due captatori di corrente, posti a distanza reciproca di poco superiore all'intervallo tra due sezionatori, sono rigidamente collegati alla motrice e comandano al loro passaggio l'apertura e la chiusura dei sezionatori, secondo lo schema sotto riportato. La rivista non aggiunge altri particolari, ma è facile immaginare che il Cattori avrà utilizzato il pattino di presa di corrente e gli spring jack con la disposizione sperimentata a Northfleet dal Fleeming Jenkin, sicuramente con qualche variazione inessenziale, dal momento che a suo nome risulta un brevetto inglese nel 1891.
Il sistema di presa di corrente del Cattori a villa Borghese è
lo stesso impiegato a Northfleet.
I sezionatori sono montati in un condotto o caniveau posto sotto una delle due rotaie di corsa, anche qui si può supporre con la modalità già altrove sperimentate e la rivista citata fornisce una sezione del caniveau, che qui sotto riproduciamo anche se non dà in realta alcuna informazione utile; la fessura di accesso al caniveau avrebbe una larghezza di solo 12 mm.
Una sezione del caniveau del Cattori in villa Borghese.
Ciò che invece è interessante, è il fatto che le motrici siano mostrate a due motori, il che che conferma la nostra precedente supposizione sulle motrici di via Flaminia.
Le notizie dateci dal Winstand Bond si limitano in verità a ben poco, dicendoci che la linea di villa Borghese era lunga 3000 foot, ossia circa 900 metri, ma aggiunge un interessante particolare dicendo his work was to culminate in 1897 with a... line half side-slot and half using the rails as conductor..., ossia la linea sarebbe stata per metà esercitata con il caniveau e per l'altra metà utilizzando le rotaie di corsa per alimntare le motrici. Che una linea, per giunta brevissima, possa essere alimentata per metà da caniveau e per l'altra metà dalle rotaie ci appare assurdo, ma dal nostro Cattori c'è questo ed altro da aspettarsi; d'altronde, descrivendo l'impianto di Castellammare, il Cattori ci dà lo schema del circuito di trazione di una motrice a due motori con alimentazione dalle rotaie di corsa, che si adatterebbe perfettamente alla motrice che, secondo il Winstand Bond, avrebbe circolato in villa Borghese.
Le due immagini seguenti sono prese da un opuscolo del Cattori e mostramo una installazione in villa Borghese, presumibilmente la tratta da piazzale Flaminio a piazza V. Hugo, l'unica che sembra certamente esistita.
Le due uniche immagini di una linea Cattori in villa Borghese.
Nell'immagine a sinistra si vede chiaramente il caniveau sotto una delle due rotaie in entrambi i binari, mentre i due fili approssimativamente sostenuti da pali nella parte destra della fotografia dovrebbero costituire il circuito di ritorno che collega al generatore l'estremità lontana della linea (circa il generatore non si ha nessun indizio sulla sua ubicazione). Nell'immagine a destra è presente la motrice 3, ma non si notano né il caniveau, né il circuito di ritorno e ciò confermerebbe che effettivamente una parte della linea fosse alimentata dalle rotaie di corsa, supposizione avvalorata anche da qualcosa che nella fotografia si nota in corrispondenza del cuore dello scambio, quasi un isolamento tra le due rotaie che si incrociano; i due sistemi di alimentazione coesistereebbero quindi sulla tratta da piazzale Flaminio a piazza V. Hugo e non sull'ipotetica linea tra porta Pinciana e il museo Borghese
Una osservazione. L'opuscolo del Cattori cui ci si è prima riferiti riporta all'inizio la seguente frase: "...deux lignes de chemins de fer d'expérience dans la "Villa Borghese" (d'une longueur de 1080 mètres)..." ecc. ecc., che tradotta in italiano suona così: "...due linee ferroviarie sperimentali nella villa Borghese (di lunghezza di 1080 metri)...". Si è sempre ritenuto che queste due linee sperimentali fossero la tratta iniziale da piazzale Flaminio a piazza V. Hugo e la linea da porta Pinciana al museo Borghese. Ma sotto l'immagine da noi riportata più sopra a sinistra, si legge la didascalia: "Lignes comparatives en expériment dans la Villa Borghese", ossia "Linee sperimentali di confronto nella villa Borghese", il che fa sorgere il sospetto che le due linee citate nel testo siano i due binari mostrati dall'immagine; nessun cenno quindi alla ipotetica linea tra porta Pinciana e il museo Borghese. E' anche da notare che tutto il resto dell'opuscolo descrive dettagliatamente il sistema di presa di corrente delle motrici, che impiega le due rotaie di corsa, sistema che appare utilizzato non nell'immagine citata, ma forse in quella a fianco.
E' di recente venuto alla luce, per opera del Cozzolino (3), un altro opuscolo del Cattori, dal quale si apprendono ulteriori interessanti notizie su questo sistema di trazione. Nel 1902 il Cattori era socio accomadatario della M. Cattori & C. di Castellammare, una s.a.s. che aveva rilevato nel 1900 l'Impresa Industriale Italiana di Costruzioni Metalliche, fondata nel 1870-’71 a Castellammare di Stabia da Charles Finet e diretta dall'ingegnere napoletano Alfredo Cottrau. Il Cattori sembra abbia costruito a Castellammare una linea a trazione elettrica in serie per il trasporto degli operai della fabbrica, ma la notizia sarebbe tutta da controllare.
Sullo stesso opuscolo, oltre alle solite chiacchiere del Cattori sulla sua mirabolante invenzione, si trova lo schema di una vettura motrice che riportiamo qui sotto, opportunamente ridisegnato per renderlo comprensibile. Si osserva subito che una motrice con questo schema del circuito di trazione potrebbe essere una di quelle della via Flaminia, nell'ipotesi che le stesse fossero dotate di due motori ed anzi, come più sopra osservato, potrebbe trattarsi di una di quelle motrici modificata per la presa di corrente dalle rotaie di corsa per una tratta in villa Borghese.
E' però da notare che la presa di corrente dalle rotaie rende impossibile il servizio simultaneo di più motrici sulla linea, a meno di non ricorrere a improbabili e irrealizzabili sezionamenti delle rotaie e relativi automatismi; la motrice di Castellammare, se realmente risponde allo schema proposto, sarà stata l'unica in circolazione sulla linea, con buona pace del sistema in serie, del quale non resterebbe che l'alimentazione a corrente costante con le relative complicazioni.
A)
B)
Nello schema A sopra riportato, oltre ai due motori ad eccitazione in serie, si notano gli invertitori di marcia INV-A e INV-B, uno per posto di guida, due reostati anch'essi uno per posto di guida ed un commutatore C che sembra unico per la vettura.
Questo commutatore ha quattro posizioni: la 0 per l'esclusione della motrice e il corto circuito della linea di alimentazione, necessario per permettere la marcia delle altre motrici della linea; la 1 per la marcia usuale con i due motori; la 2 e la 3 per l'esclusione, mediante corto circuito, di uno o dell'altro dei due motori (nello schema, per semplificarne la comprensione, sono riportati a tratto sottile i collegamenti per le posizioni 0, 2 e 3).
I due invertitori sono senza posizione neutra e collegati elettricamente tra loro in modo che l'azionamento di uno annulla l'azionamento dell'altro (si veda lo schema semplificato B) e ne segue che, se sono meccanicamente indipendenti, una data posizione di un invertitore può corrispondere all'uno o all'altro senso di marcia, a seconda della posizione dell'altro; se poi fossero meccanicamente collegati (come sembra di vedere sullo schizzo della vettura di Northfleet sopra riportato) non si capisce perchè debbano essere due invece di uno solo.
Veniamo infine ai due reostati, per i quali sullo schema originale del Cattori non appaiono le resistenze, ma sono presenti solo i relativi commutatori a sette posizioni: dobbiamo quindi procedere per ipotesi. I due reostati sono posti in serie tra loro e in derivazione alle bobine di campo dei motori, le quali a loro volta sono poste in serie ai due indotti, il tutto alimentato dalla linea di contatto (le due rotaie, indicate con + e -); si segua ancora lo schema B. Il reostato del posto di guida non presenziato deve essere lasciato in pos. 0, in corto circuito con tutte le resistenze escluse; in tali condizioni, se il reostato del posto di guida attivo è anch'esso posto a 0, le bobine di campo dei motori sono corto circuitate e quindi escluse dal circuito; i due indotti sono alimentati dalla linea, il motore non fornisce alcuna coppia motrice, la motrice resta ferma, la corrente assorbita è limitata solo dalla resistenza ohmica dei due indotti (che il Cattori, bontà sua, ci dice essere di 0,99 Ω per motore), oltreche da quella esterna . In pratica la linea è quasi in corto circuito, sempre per permettere la marcia delle altre motrici. Non si capisce però per quale motivo si siano lasciati gli indotti alimentati, mentre sarebbe stato più semplice ed efficiente cortocircuitare direttamente la linea, così come fatto dal commutatore C in pos. 0; sarebbe però stata necessaria una seconda sezione sui commutatori dei reostati e questo avrà messo in difficoltà l'inventore. Le pos. da 1 a 6 dei reostati servono evidentemente par avviare ed accelerare la motrice; avendosi qui due motori con i campi shuntabili, abbiamo supposto che la prima posizione, la 1, corrisponda alla piena eccitazione, aprendo il corto circuito prima eseguito dal contatto 0; nelle successive posizioni in inserisce in parallelo alle bobine di campo una resistenza dal valore progressivamente descrescente (il Cattori ci indica che la resistenza dei reostati è di 0,5 o 0,9 Ω, non si capisce bene) accelerando la vettura, mentre nell'ultima posizione, la 6, lo shuntaggio corrisponderà alla massima corrente ammissibile per i motori.
Infine, anche per i reostati come per gli invertitori, non è chiaro perchè siano due invece di uno solo comandato da entrambi i posti di guida.
Il circuito proposto dal Cattori presenta però molti interrogativi, che ne fanno dubitare del corretto funzionamento. Infatti, ad es., cosa succede se in marcia alla massima velocità il conducente retrocede col reostato fino alla pos. 0? I campi si troverebbero in corto circuito, sotto l'azione dell'intenso flusso magnetico variabile generato dalla rotazione degli indotti alimentati dalla rete e diverrebbero sede di una corrente indotta che, grazie alla piccola resistenza del circuito, potrebbe raggiungere un valore elevato. Si avrebbe sicuramente una energica frenatura elettrica, ma anche la certezza di bruciare le bobine. Si avrebbe infine una motrice che, come le PCC americane, non sarebbe in grado di marciare in coasting dovendo necessariamente accelerare o frenare; il coasting si potrebbe ottenere solo con l'uso del commutatore C, portandolo in pos. 0 (si confronti con il caso degli avviatori filoviari Breda).
Il Cattori usava anche propagandare il suo sistema come un mezzo semplicissimo per realizzare un blocco automatico della linea, con l'idea che un treno entrante in una sezione bloccata fosse automaticamente arrestato mancando tensione sulla linea di alimentazione (un po' come nei trenini Märklin di una volta, quelli precedenti l'era digitale).
A questo punto si potrebbe ipotizzare quanto segue:
si esegue qualche prova sulla linea di via Flaminia con la motrice ad un motore;
l'esercizio della linea si avvia con le tre motrici a due motori, una delle quali di riserva (1890);
cessato l'esercizio sulla via Flaminia le tre motrici passano alle linee di villa Borghese (1893);
una delle motrici, probabilmente la 3, è modificata per l'alimentazione dalle rotaie di corsa per far servizio su un tratto di linea;
successivamente (1902) questa motrice farà servizio sulla linea di Castellammare.
Nel romanzo Tre operai di Carlo Bernari (1934; pag. 171 dell'ediz. 1966) si trova il seguente interessabte passo.
Il rione Cattori era formato da un gruppetto di palazzine e due palazzi grandi, costruiti quasi sulla spiaggia, che si stendeva tra Torre Annunziata e Castellammare. Il vecchio Cattori, proprietario della fonderia che sorgeva poco più lontano, cominciò a costruire questo rione per farlo abitare dai suoi operai. Il progetto comprendeva la costruzione di un ospedale, di una infermeria, di uno spaccio cooperativo e di un albergo che doveva fornire alloggio a tutti quelli che non avevano famiglia. Ma la morte di Cattori mise fine al progetto. Gli eredi erano gente votata a tutt’altri pensieri che non quello di assicurare agiatezza agli uomini abbrutiti dal duro lavoro e dalla vita isolata, e finirono per fittare queste casette per la villeggiatura dei signori che vi venivano nci mesi estivi...
Si dovrebbe pertanto dedurre che la linea tramviaria avrebbe dovuto collegare la fabbrica del Cattori al quartiere delle abitazioni degli operai.
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* Pare che il filo di contatto utilizzato fosse invece di bronzo fosforoso, ma non conoscendone la sezione non possiamo calcolarne la resistenza.
** Termine inglese che denota l'attacco delle sale a piastre di gaurdia o trunnion rigidamente collegate al telaio della motrice; l'attacco a trunnion non consente nessuna orientamento della sala montata nelle curve, in contrapposizione all'attacco tramite molle a balestra nella ben nota sospensione detta ad assi radiali.
(1) A. Winstand Bond, Modern Tramway, febbraio 1972.
(2) G. Richard,.La Lumière électrique, febbraio 1893.
(3) A. Cozzolino, Intorno al Vesuvio ed oltre.
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rev. 24/10/11