Locomotiva

La locomotiva a vapore è una macchina che utilizza il motore a vapore per trainare veicoli per trasporto merci o di persone su strade ferrate.

La locomotiva a vapore comparve agli inizi dell'800 in Inghilterra, come sostituto meccanico del cavallo per il traino di convogli di carrelli di carbone nelle miniere e presto se ne intuirono le potenzialità nonostante i primi prototipi avessero molti difetti e la produzione di vapore fosse piuttosto scarsa dato che le caldaie usate, a struttura verticale, erano poco di più che una grossa pentola posta sul fuoco. La prima caldaia tubolare fu sviluppata da Marc Seguin nel 1829.

La prima locomotiva a vapore degna di tal nome fu la Rocket di George e Robert Stephenson che propose, alla gara mondiale indetta dalla Società per la Strada Ferrata da Liverpool a Manchester, una innovativa caldaia a struttura tubolare con tiraggio forzato dei fumi mediante il vapore di scarico dei cilindri. Vinse la gara di Rainhill e venne adottata per l'esercizio della ferrovia suddetta. La Rocket era già una macchina moderna le cui soluzioni tecniche si sarebbero riviste e migliorate in seguito sui progetti successivi ma fondamentalmente rappresentava la classica locomotiva a vapore.

Le prime locomotive a vapore avevano una struttura piuttosto rudimentale; un carro costituito da longheroni e traverse in ferro su cui era montata la caldaia con forno e fumaiolo, una coppia di cilindri motori collegati con bielle all'unica ruota motrice e i comandi relativi alla condotta che era appannaggio del macchinista posto su un semplice predellino o una piccola piattaforma; completava il tutto un carro agganciato con una grossa botte per l'acqua e un cumulo di carbone. Il gancio di trazione era costituito da una catena e i respingenti erano solo dei tamponi di legno sulle testate. Il rodiggio era in genere 1'A o 1'A 1'. Nella seconda metà dell'800 le macchine con un solo asse motore cominciarono a dimostrarsi insufficienti come potenza e pertanto venne aggiunto un secondo asse motore accoppiato con bielle allo scopo di contenere entro limiti accettabili il maggior peso delle caldaie e dei meccanismi più grandi e, contemporaneamente, scaricando su due assi lo sforzo di trazione se ne aumentavano le prestazioni entro i limiti di aderenza. I progetti europei del periodo prevedevano che le macchine avessero anche un asse portante anteriore o posteriore.

Una delle prime caratteristiche progettuali fu anche quella dell'uso di ruote di piccolo diametro per la trazione di merci e di ruote di grande diametro per le macchine passeggeri atte a maggiore velocità. La prima scelta era dettata dalla necessità di disporre di una maggiore forza di trazione, la seconda era dettata invece dalla necessità di contenere entro limiti accettabili il numero di giri dell'albero motore.

In America si affermò il carrello portante anteriore a 2 assi dando origine al rodiggio 2'A noto anche come American o American Standard. In seguito da questa architettura si svilupparono i più noti rodiggi: per avere più potenza venne sviluppato il rodiggio 1'C Mogul che, nei primi modelli americani, si presentava con l'asse motore centrale privo di bordino; allo scopo di incrementare la superficie del focolaio e sostenerlo si aggiunse un carrello posteriore, ottenendo il rodiggio 2'A 1' (Atlantic), e così via, aggiungendo assi motori o assi al carrello portante.

Nel 1906 in Baviera fu costruita la locomotiva S 2/6 dal rodiggio 2' B 2' con prestazione di tutto rispetto e una velocità di 150 km/h ma rimase solo un prototipo; l'era delle macchine a 2 assi accoppiati volgeva ormai al tramonto dato che le composizioni richieste dal servizio ferroviario erano sempre più pesanti. L'anno dopo infatti le ferrovie bavaresi iniziarono a immettere in servizio le più prestanti (anche se meno veloci) S 3/6 dal rodiggio 2' C 1' .

Interno della vecchia stazione ferroviaria - 1910 circa - Collezione di Tony Frisina, Alessandria. Le macchine a 3 assi accoppiati furono le regine del periodo d'oro della trazione a vapore e la regina per antonomasia fu la Pacific, dal rodiggio 2'C 1' (o per le ferrovie francesi e italiane 2-3-1); solo in Nord America queste locomotive vennero più tardi soppiantate da macchine con 4 assi motori per treni rapidi. Sono Pacific le macchine più prestanti e detentrici di primati di velocità come, il gruppo 01 delle DRG, la classe A4 della LNER (di cui fa parte Mallard), le efficientissime Chapelon...

La tecnica, contemporaneamente all'incremento degli assi, sviluppò dispositivi per aumentare il rendimento termodinamico dei motori a vapore al fine di ridurre i consumi e i costi ed aumentando l'autonomia.

La prima innovazione fu l'adozione della doppia espansione, che venne realizzata in varie fogge cercando di ottenere i migliori risultati in fatto non solo di rendimento termodinamico ma di economia costruttiva, bilanciamento delle parti in movimento e continuità dello sforzo di trazione.

Una seconda innovazione fu l'adozione del vapore surriscaldato che permetteva economie di esercizio paragonabili alla doppia espansione ma permetteva di usare una meccanica meno complessa e di più facile guidabilità. Di pari passo con l'adozione del vapore surriscaldato ci fu l'abbandono del cassetto di distribuzione, usato fino ad allora, in favore del cilindro in cui non erano significativi gli effetti del vapore ad elevata temperatura sul lubrificante.

L'uso di ambedue questi meccanismi fu limitato ed applicato nelle sole macchine in cui si cercò il massimo dell'efficienza. In Italia solo le locomotive del gruppo 746 adottarono questa soluzione, ma un difetto nella progettazione del motore a doppia espansione ne limitò la capacità di raggiungere velocità elevate.

Infine, come ultima manovra per migliorare il rendimento termodinamico, si adottarono preriscaldatori il cui compito era sfruttare il calore dei gas di scarico per elevare la temperatura dell'acqua da immettere in caldaia; un esempio di tali dispositivi fu il preriscaldatore Franco-Crosti.

Legata invece alle economie di manutenzione fu l'adozione della distribuzione Walschaerts o Heusinger al posto della distribuzione Stephenson ad eccentrici nelle sue varie varianti (Gooch ed Allen).

Ma nessuno degli espedienti individuati dai progettisti riuscì a salvare le locomotive a vapore: già nel primo dopoguerra il primato delle vaporiere iniziò ad essere minato dall'espansione delle linee elettrificate e nel secondo dopoguerra dall'avvento delle macchine diesel la cui tecnologia era ormai consolidata. In Gran Bretagna l'ultima locomotiva a vapore in servizio andò in pensione l'11 agosto 1968 (Wikipedia).

SULLA STRADA FERRATA

Corre il treno sonante in riva al mare.

Entra del monte ne la negra mole,

Esco, e d’un grido risaluta il sole,

E dentro al bosco sibilando spare;

Quindi sul ponte rimbombante appare.

Borghi sorvola, camposanti, aiuole,

E cupe valli taciturne e sole

E quete ville solitarie e care;

E simili a fantasime sui piani

Passano le casupole e le piante

E fuggono gli attoniti villani,

E poi rallenta il corso anzi la meta,

E grave tra edifici alti l’ansante

Ira dei negri ordigni arsi si cheta.

Si riparte, e siam qui come ranocchi,

Otto, in una caldaia maladetta,

Un’ordinanza, un prete, una servetta,

Un inglese, una balia e due marmocchi.

Ho il prete enorme e rosso innanzi agli occhi,

Ho tra le gambe un cesto e una cassetta,

Sento un’elsa di qua, di là una tetta,

E un piede dell’inglese sui ginocchi.

La grossa balia in faccia mi starnuta,

Strillano i bimbi, l’ordinanza fuma,

La serva tosse e il reverendo sputa;

E non so chi d’arcane aure leggere

Tacitamente il carcere profuma....

E tutto questo è un treno di piacere.

Edmondo De Amicis