tram e trasporto pubblico a Roma

La rete tramviaria dei Castelli romani

Sistema di segnalazione USS-Nachod

 

Inversione di marcia e salto della motrice
Situazioni anomale

Si era finora supposto che il sistema di segnalazione adottato sulla rete tramviaria dei Castelli romani fosse un derivato del sistema americano Nachod; non è nota la fonte di tale notizia, ma recenti ritrovamenti dimostrano che quanto adottato dalla Thomson Houston nel 1906 fu un sistema già in uso all'epoca in America, ideato e costruito dalla United States Electric Signal Co. di West Newton (Massachussett), ditta fornitrice, insieme alla Nachod Signal Co., della segnalazione per la maggior parte degli interurbans americani (le due ditte si fonderanno successivamente nella Nachod & U.S. Signal Company di Louisville, Kentucky).


Confronto tra un segnale della U.S. Electric Signal e un segnale della rete dei Castelli; nonostante qualche differenza
in alcune quote, l'analogia tra i due segnali è evidente (l'immagine a sinistra è tratta da Electric Railway Review, n. 16, ott. 1906).

La disposizione della apparecchiature di segnalazione sulle linee dei Castelli e l'utilizzazione del sistema sono state date nel relativo capitolo; passiamo qui a descrivere la costituzione degli apparati e il funzionamento del sistema in base a quanto di recente reperito. Le immagini sottostanti riportano l'aspetto esterno, l'interno e un dettaglio dell'apparecchio semaforico (da B.B. Adams e R. Hitt, The Railway Signal Dictionary, 1911).


L'esterno e l'interno del segnale; a destra il gruppo di tre relè montato nella parte alta del segnale.

Lo schema sottostante riporta il collegamento reciproco dei due segnali di estremità di una sezione di blocco, compresa tra due tratti (ad es. due raddoppi) a doppio binario sui quali le frecce indicano i sensi di circolazione. I dischi di segnalazione sono ad azionamento elettromagnetico a posizione instabile: ogni disco ha una posizione di riposo, disco in posizione di profilo, nella quale è riportato in assenza di corrente nella bobina di azionamento ed una posizione di lavoro, disco in posizione frontale, assunta con la bobina alimentata. I tre relè sono normali relè neutri, dei quali quello indicato con A ha una ritenuta meccanica, ossia resta in posizione di attrazione anche dopo la cessazione della corrente nella bobina; è riportato a riposo, liberando il blocco meccanico, da una momentanea eccitazione del relè B. La linea di segnalazione consta di due fili, indicati con 3 (segnalazione) e 2 (ripristino).


Schema del circuito di segnalazione.

Dv, Lv disco e lampada verde; Dr, Lr id. rossi; Lrip, lampada ripetitrice*; acc, est slitte risp. di accensione e di estinzione; A, B, C relè di segnalazione (come usuale, le bobine dei relè sono indicate da rettangoli; la lettera minuscola che affianca un contatto denota il relè, la bobina del quale è indicata dalla corrispondente lettera maiuscola posta a fianco del rettangolo).

* Le lampade ripetitrici non sono presenti sugli impianti americani; può essere che siano state aggiunte per l'impianto della rete dei Castelli; la posizione nella quale sono indicate è solo presunta ed è probabile che siano derivate da una resistenza.

Successione delle operazioni nell'impegno di una sezione di blocco da parte di una motrice.

Nel seguito i numeri posti tra parentesi dopo le sigle dei componenti indicano, quando non risulti chiaro, l'una o l'altra estremità della sezione.

  1. Una sezione di blocco libera presenta i segnali di estremità con i dischi in posizione di profilo e le lampade spente; i relè di segnalazione sono tutti caduti. E' la situazione riportata nello schema precedente.
  2. Una motrice si presenta all'ingresso della sezione (estremità 1); il conducente chiede il consenso di immettersi nella sezione portando la rotella del trolley sotto la slitta di accensione acc(1); la parte mobile della slitta entra in contatto col filo di contatto, inviando tensione di linea ad un circuito che, tramite il filo di segnalazione 3, comprende in serie il relè A(1), il relè B(2), il disco rosso Dr(2), la lampada rossa Lr(2) e la lampada ripetitrice Lrip(2). La sezione risulta a via impedita all'estremità 2, mentre nulla avviene all'estremità 1; qui il relè A, eccitando, chiude il proprio contatto a' che alimenta il circuito con tensione fissa proveniente dal filo di contatto, ma il disco Dv e la lampada Lv risultano corto circuitati dalla rotella del trolley e quindi inattivi; i contatti a'' hanno aperto il collegamento a terra del relè B, escludendolo dal circuito. Il contatto b(2) aperto garantisce che una motrice che si immetta indebitamente nella sezione dall'estremità 2 non possa avere il segnale di via libera.

    Questa fase di funzionamento del circuito appare alquanto critica, almeno secondo il nostro modo di vedere, per i seguenti motivi. Il fatto che, finchè il trolley della motrice si trova sotto la slitta di accensione, la sezione è effettivamente bloccata all'estremità 2 mentre appare ancora disponibile all'estremità 1 avendo disco e lampada inattivi, è contrario ad ogni principio di buona tecnica; un conducente pratico, specie con una motrice dotata di pantografo in posizione anteriore, può avere cognizione di essere sotto la slitta ma essere in dubbio circa il buon funzionamento del sistema. Se poi avanza di un tratto, vede cambiare posizione al disco verde (ved. punto successivo 3) e accendersi la lampada verde, ma se deve successivamente retrocedere fino a impegnare nuovamente la slitta vedrà i segnali spegnersi. Al primo contatto del trolley con la slitta di accensione il contatto a'' si trova ancora deviato a destra (ved. schema iniziale) ed in tale condizione il relè A(1) è alimentato in serie ai due relè B(1) e B(2) tra loro in parallelo attraverso il filo 3 di segnalazione. C'è da sperare che in tale condizione la corrente che percorre la bobina del relè B(1) non sia sufficiente a causarne l'eccitazione, che aprendo il circuito in b(1) porterebbe ad una fase di instabilità (B, eccitando, apre il proprio circuito in b, quindi ricade, ecc.) ed oltre a ciò vi sarebbe anche il rischio che all'estremità 1 disco e lampada rossi, in serie a B(1), diano almeno momentaneamente una segnalazione di via impedita, il che confonderebbe ancor più un conducente. Si potrebbe anche pensare che il relè A fosse, in attrazione, molto più rapido di B, in modo da tagliare al più presto il circuito di quest'ultimo. Ma sono tutte solo supposizioni.

  3. Procedendo la motrice, la rotella del trolley abbandona la slitta di accensione; si apre il corto circuito del disco Dv e della lampada Lv, il disco passa in posizione frontale e la lampada si accende; il circuito è sempre quello precedente, ora alimentato attraverso a' direttamente dal filo di contatto e comprendente, in serie tramite il filo 3, Lv(1), Dv(1), A(1), B(2), Lr(2), Dr(2), Lrip(2). La sezione è bloccata alle due estremità: in 1 per una motrice che procede da 1 a 2 e in 2 per una motrice in senso opposto. La situazione resta costante per tutto il percorso della motrice nella sezione di blocco. Se in questa fase manca la tensione di linea si spengono i segnali e i dischi tornano in posizione orizzontale; la tenuta meccanica del relè A garantisce però che al ritorno della tensione si ripristinino le segnalazioni precedenti.

  1. La motrice giunge all'altra estremità della sezione e il trolley impegna la slitta di estinzione est(2); la parte mobile della slitta entra in contatto col filo di contatto, inviando tensione di linea ad un circuito che, tramite il filo di segnalazione 2, comprende in serie i relè C(2) e B(1). L'eccitazione di C(2) apre in c(2) il circuito di segnalazione (filo 3); all'estremità 2 cade il relè B, si spengono le lampade Lr, Lrip e il disco Dr torna in posizione di profilo, mentre all'estremità 1, pur tornando il disco Dv in posizione di profilo e spegnendosi la lampada Lv, il relè A resta momentaneamente bloccato sulla sua tenuta meccanica che è tolta dalla momentanea eccitazione di B; alla caduta di A si ripristinano le condizioni iniziali del circuito di segnalazione.

    Anche qui, come in fase 2, il funzionamento del sistema non appare regolare. Si fa eccitare B(1) per togliere la tenuta meccanica ad A(1): ma, così facendo, disco e segnale rossi al lato 1, essendo posti in serie a B(1), passeranno per un istante a via impedita. Una motrice ferma all'ingresso della sezione vedrebbe dapprima sparire il verde per poi accendersi, per un istante, il rosso; ciò non dovrebbe essere ammesso.

Osservazione. - Dallo schema si rileva che lo sblocco del circuito è possibile anche dalla slitta di estinzione al lato entrante (lato 1 nello schema).


Uno schema del sistema presentato su Raynar Wilson, H., Power Railway Signalling.

Lo schema è disegnato, al solito, in maniera che più incomprensibile non sarebbe possibile (notare come sono rappresentati i relè con le bobine dotate dei meccanismi di azionamento dei contatti, questi ultimi presentati, chissà perchè, in prospettiva; la protuberanza indicata con X dovrebbe essere il blocco meccanico del relè A, qui indicato con c; notare anche le rappresentazioni di un relè eccitato y e di uno caduto z).


Un segnale ad Albano; la cassetta contiene probabilmente l'interruttore sull'alimentazione del circuito dei segnali.

Il sistema descritto è realmente quello adottato nel 1906 sulla rete dei Castelli? Ecco alcuni punti di dubbio.

  1. Il segnale STFER appare molto simile, ma non identico, al segnale della U.S. Electric Signal (vedere il confronto nella prima immagine): il segnale STFER è più piccolo, in particolare nella cupoletta che contiene i relè, quasi gli stessi fossero di meno o di diverse dimensioni. Nel segnale della U.S. la cassa centrale porta la scritta united states electric signal co. west newton, mass. type k su tre righe delle quali la prima diritta e le altre due curve lungo la periferia della lampada inferiore; la corrispondente scritta sul segnale STFER appare su due righe curve sopra la lampada inferiore*.
  2. Nella breve presentazione del sistema che appare su Electric Railway Review del 1906, insieme a molte caratteristiche di funzionamento coincidenti con quanto sappiamo della rete STFER, si trova la seguente frase: ...Failure of power on the trolley wire only puts out the signal lights while the current if off the line... evidentemente volendo intendere che in caso di mancanza di corrente le lampade si sarebbero spente, mentre i dischi avrebbero mantenuto la posizione, di profilo o di fronte. Ma dallo schema risulta che i dischi sono comandati da due soli fili, ossia dispongono di un'unica bobina di azionamento e quindi la posizione di riposo (di profilo) deve essere ottenuta diseccitando la bobina, sotto l'azione di una molla di richiamo; in tal caso è impossibile che mantengano la segnalazione anche durante la mancanza di corrente, anche se al ritorno della corrente riprendono la posizione precedente grazie alla tenuta meccanica del relè A.

Infine, supponendo che in origine il sistema adottato sulla rete sia effettivamente stato quello della U.S. Electric Signal, quali modifiche vi sono state successivamente introdotte dalla STFER (non dimentichiamo che la descrizione del funzionamento in nostro possesso è dedotta da un ordine di servizio del 1938, ossia di ben trentadue anni successiva all'impianto del sistema)?

Inversione di marcia e salto della motrice.

Non disponendo di documentazione sufficiente sugli argomenti trattati, le notizie che seguono risultano essenzialmente da deduzioni e ipotesi sugli elementi a nostra disposizione. Nella descrizione delle manovre sui raddoppi abbiamo supposto che un treno in arrivo in un raddoppio debba impegnare il binario di sinistra, in analogia a quanto avveniva fino al cambio di mano nella circolazione stradale sulle tratte a binario unico della rete urbana.

Per l'inversione di marcia di un treno, eventualmente con lo spostamento della motrice da un estremo all'altro (salto della motrice), i raddoppi della rete dei Castelli, per i quali queste manovre sono previste, sono dotati di una o più interconnessioni interne, in modo da non interessare gli scambi di estremità e le slitte di segnalazione durante le manovre. Nei casi in cui queste dovessero eseguirsi in raddoppi senza interconnessione o dovessero comunque portare al passaggio delle motrici sotto slitte di segnalazione, è inevitabile si creino delle false segnalazioni verso gli estremi lontani delle sezioni di blocco, come mostrato dai due seguenti esempi.

Nota. - Negli schemi seguenti i numeri posti a fianco delle frecce denotano le successive posizioni assunte dai rotabili.

Inversione di marcia di una motrice isolata.

Per accedere alla pos. 3 la motrice aziona la slitta di accensione acc(B) accendendo localmente la segnalazione di via libera (verde) e inviando all'altro estremo della sezione B la segnalazione di via impedita (rosso), che si spegnerà successivamente, al passaggio della motrice sotto la slitta est(B) verso la pos. 4; all'estremo lontano della sezione B si vedrà la segnalazione di via impedita sparire senza l'arrivo di alcun treno.

Inversione di marcia di un treno con rimorchio con salto della motrice.

In pos. 2 il rimorchio è sganciato e la motrice procede verso 3 inviando una falsa segnalazione come nel caso precedente; successivamente, per agganciarsi all'altro estremo del rimorchio, deve portarsi in 5 inviando una seconda falsa segnalazione, questa volta verso l'estremo lontano della sezione A; in 6 si aggancia al rimorchio, ma non può ripartire verso A trovandosi sul binario di partenza verso B e deve eseguire una ulteriore manovra 7 inviando una falsa segnalazione verso B. In totale si hanno tre impegni entranti di una sezione ai quali non segue alcun treno: uno verso A e due verso B.

Situazioni anomale

Non tutti i punti di segnalazione presenti sulla rete dei Castelli rispondono allo schema considerato con un raddoppio tra due sezioni a binario unico. In più punti della rete si trovano diverse disposizioni dei binari, ad es. sezioni di blocco collegate da tratte a binario unico anzichè da raddoppi; in tali casi le slitte di accensione ed estinzione sono poste una di seguito all'altra sullo stesso filo di contatto, rispettando una determinata successione. Per l'accesso ad una sezione di blocco libera il trolley di una motrice dovrà azionare dapprima la slitta di estinzione (senza alcun effetto) e poi quella di accensione (con impegno della sezione); in uscita, l'azionamento delle slitte dovrà avvenire in senso inverso, prima quella di accensione (senza alcun effetto) e poi quella di estinzione (con liberazione della sezione). Un caso tipico è quello del bivio per Frascati sulla tratta Borghetto-Grottaferrata (linea Roma-Frascati-Grottaferrata); si ha qui una tratta a binario unico tra due sezioni di blocco, comprendente i due scambi del bivio, con tre segnali di protezione secondo lo schema che segue.

Una motrice proveniente da una delle tre direzioni passa dapprima sotto la slitta di accensione occupando la sezione precedente e liberandola subito dopo passando sotto la slitta di estinzione; procede poi verso l'una o l'altra delle diramazioni, supposte a via libera, passando prima sotto la slitta di estinzione senza effetto e poi impegnando la sezione passando sotto la slitta di accensione.

Osservazione. - Le manovre di inversione con o senza salto della motrice e la presenza di situazioni anomale sono rese possibili grazie a due caratteristiche del sistema di segnalazione:


L'unico pezzo che sembra esistere di un segnale della rete dei Castelli è uno dei due cilindri contenitori i dischi di segnalazione,
sul quale spicca la scritta N.&U.S.S., cioè Nachod & United States Signal (reperto conservato al Parco Museo di Colonna).

Alcuni incidenti interessanti la segnalazione.

Osteria del Curato, 7 agosto 1932

Sulla linea per Grottaferrata in prossimità di Osteria del Curato due vetture dei Castelli si urtano frontalmente; il resoconto della stampa dice testualmente, fra l'altro:

Circa le 20,30 di domenica in via Tuscolana e precisamente in località "Osteria del Curato", in curva, accadde uno scontro fra due vetture tramviarie dei Castelli Romani, una di esse ad imperiale n. 46 proveniente da Rocca di Papa (...), l'altra diretta a Marino, recante il n. 81 (...). Dopo lo scontro tra le due vetture che interruppe il transito per circa 30 minuti, si provvedette ad una sommaria inchiesta (...). L'imperiale n. 46, giunta in prossimità della curva, trovò il filo aereo spezzato così che il "trolley", uscito dal sostegno, non funzionò oltre e, cosa più grave, non funzionò, di conseguenza, neanche il blocco di segnalazione. Per tale causa la vettura che procedeva diretta a Marino venne a trovarsi direttamente contro l'altra che recavasi a Roma e lo scontro si rese inevitabile.

Secondo la stampa la 46 si arresta davanti all'interruzione del filo, ossia la stessa interruzione si è prodotta precedentemente al suo arrivo. La tratta Capannelle (succ. Cinecittà)-Ciampino (succ. Morena) è alimentata dalla sottostazione di Cecafumo per una parte e dalla sottostazione Ciampino per la restante; anche se non è noto dove è posto il sezionamento del filo di contatto. la vettura non può averlo superato e si pone quindi il problema di come possa essere arrivata fino all'interruzione. L'unica possibile spiegazione è che l'interruzione si sia prodotta immediatamente dopo il sezionamento probabilmente sullo stesso sezionatore posto tra Osteria e Capannelle. Al raddoppio di Osteria, la 46 ottiene la via libera nonostante l'interruzione del filo di contatto, contrariamente a quanto suppone il giornale, perchè il circuito di segnalazione è alimentato dal lato della slitta di accensione; giunta poi all'interruzione, si arresta e la sezione resta costantemente impegnata; a Capannelle la 81, passato un certo tempo, si instrada ugualmente sulla via impedita in marcia a vista come prescritto dal regolamento.

Tavolato, 27 luglio 1949

Il conducente di un treno proveniente da Albano, dopo aver chiesto via libera all'uscita del raddoppio, vede il segnale verde accendersi e spegnersi subito dopo; ripassando sotto la slitta di accensione in retromarcia, ottiene la luce verde fissa e si avvia nella sezione di blocco, senza accorgersi che alle sua spalle la sezione torna a via libera. L'incidente è evitato dalla presenza di un controllore all'altra estremità della sezione, che, avendo visto la lampada rossa accendersi e spegnersi irregolarmente, ferma l'instradamento nella sezione di un convoglio proveniente da Roma. I soliti rilevamenti di questo e quello attribuiscono la causa del guasto alla pioggia di quei giorni, come se ai Castelli non avesse mai piovuto prima e come se fosse normale che un sistema di segnalazione ferroviaria potesse essere disturbato dalla pioggia. In realtà, esaminando i nostri schemi, si trova una probabile causa del guasto: il relè A, momentaneamente eccitato dalla slitta, trova una tenuta incerta sul circuito Dv, Lv, a' ad es. per imperfetto contatto in a'; si tiene con la tenuta meccanica ma il circuito elettrico è interrotto e le segnalazioni si annullano.


Altre applicazioni dei segnali U.S.S.

La prima immagine è un segnale U.S.S. presente sulla rete tramviaria di Milano certamente fino al 2001, ma probabilmente anche più a lungo; la scritta United States Electric Signal Co. senza l'indicazione Nachod lo fa supporre di costruzione precedente a quelli dei Castelli, rispetto ai quali è anche semplificato, privo dei dischi. Le altre immagini sono di segnali presenti (ai loro tempi) su linee extraurbane in America.

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* La scritta sul segnale STFER non è leggibile sulle immagini e non esiste più, a quanto parte, nemmeno un esemplare del segnale tra gli innumerevoli disseminati sulla rete dei Castelli (nel 1940 la rete comprendeva più di 30 raddoppi di precedenza, quindi più di 60 segnali). A meno che, al solito, qualcuno non ne abbia uno e se lo tenga gelosamente inguattato per non farlo vedere a nessuno.


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rev. B1 24/05/18