L'alimentazione dei treni è un aspetto fondamentale per garantire l'efficienza, la sostenibilità e l'affidabilità del trasporto ferroviario. Esistono diverse tipologie di alimentazione, ognuna con le proprie caratteristiche e applicazioni specifiche.
Trazione Elettrica: Le Sottostazioni Elettriche
L’unità “Sistemi di alimentazione” si occupa di tutte quelle attività atte a garantire l’alimentazione elettrica dell’infrastruttura ferroviaria sia del materiale rotabile, sia delle stazioni e dei suoi apparati. Nell’ambito della trazione ferroviaria FERROVIENORD si occupa della manutenzione delle sottostazioni elettriche (SSE) che alimentano i mezzi di trazione (locomotive elettriche ed elettrotreni) convertendo la tensione alternata di rete alla corrente continua necessaria all’alimentazione dei treni.
Le Sottostazioni Elettriche (SSE) trasformano e convertono l’energia elettrica fornita dalla rete pubblica per l’alimentazione delle linee aeree di contatto. I treni sulla rete FERROVIENORD sono alimentati ad una tensione di 3.600 V in corrente continua. Una SSE FN è formata da:
- Un complesso di arrivo linea in media tensione a 15.000 / 23.000 V alternata.
- Da uno a tre gruppi di conversione dell’energia formati da 1 trasformatore che riduce la tensione a 2.750 V in corrente alternata e da 1 raddrizzatore (Ponte di Graetz) che la converte in corrente continua a 3.600 V in corrente continua.
- Un complesso di distribuzione attraverso interruttori extrarapidi e sezionatori alla linea di contatto.
- Un sistema di governo e controllo per garantirne il corretto funzionamento in sicurezza sia con comando locale sia con telecomando dal Posto Centrale Impianti Elettrici.
Sulla rete FERROVIENORD Ramo Milano sono presenti 18 SSE e circa 500 km di linea di contatto gestite in regime di telecomando attraverso una sala operativa presenziata 24 su 24, 7 giorni su 7 per la gestione della rete. Le SSE più vecchie sono state realizzate negli anni ’80 e sono oggetto di ammodernamento tecnologico a partire dal 2019.
Con il termine “a giorno” vengono indicate quelle apparecchiature che non sono contenute all’interno di un armadio ma direttamente a vista protette solo da griglie metalliche. Nelle prime SSE di FERROVIENORD e fino al 2010 è stata utilizzata questa tipologia di realizzazione.
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Il Raddrizzatore è la componente di elettronica di potenza più delicata di una SSE e più soggetta a problemi di surriscaldamento specialmente nei mesi estivi. Il trasformatore in olio è stato utilizzato fino agli anni 2000 ed è ancora presente in alcune sottostazioni di FERROVIENORD. In queste macchine l’isolamento è garantito per l’immersione degli avvolgimenti primari e secondari in un bagno di olio minerale isolante.
A partire dal 2010 con l’evoluzione tecnologica e l’ingegnerizzazione del prodotto è stato possibile realizzare raddrizzatori in quadro. Il trasformatore in resina è stato utilizzato a partire dagli anni 2000 ed è attualmente lo standard per le nuove sottostazioni di FERROVIENORD. L’isolamento viene garantito inserendo gli avvolgimenti in uno stampo dentro il quale viene colata una resina epossidica isolante.
La distribuzione della corrente continua nelle sottostazioni fino agli anni 2000 è stata effettuata utilizzando interruttori extrarapidi e sezionatori “a giorno”. Nelle sottostazioni l’energia elettrica prelevata dalla rete primaria in alta tensione viene immessa sulla linea aerea di contatto (sistema della catenaria).
Come accennato, le sottostazioni che alimentano le linee tradizionali a 3kVcc sono dotate di gruppi di conversione della corrente alternata in corrente continua; viceversa le sottostazioni che alimentano le linee ad alta velocità (AV) a 2x25kVca sono caratterizzate da uno schema più semplice per trasformare l’alta tensione trifase in ingresso a 132kVca oppure a 150kVca nella tensione monofase a ±25kVca della linea di contatto.
Queste ultime sono dotate di particolari sezionatori in alta tensione, cosiddetti “a ginocchio”, che permettono di scegliere in modo flessibile le due fasi della terna in ingresso di alimentazione per una migliore gestione della rete in alta tensione e distribuire nel modo più equilibrato possibile i carichi rappresentati dalle sottostazioni monofase dell’alta velocità.
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Ogni sottostazione, della rete tradizionale ed AV, è dotata di un sistema di governo che, nei nuovi impianti, attua la supervisione ed il telecomando computerizzato consentendo sia il comando, il controllo la diagnostica ed il monitoraggio locale, che l’interfacciamento verso i sistemi superiori di gestione e diagnostica (DOTE). Sulle sottostazioni a 3kVcc oggi è in corso un progetto sperimentale per realizzare un sistema di recupero dell’energia di frenatura e controllo della tensione nelle sottostazioni.
Treni Diesel: Swing
Swing è il treno diesel di Trenitalia destinato al trasporto regionale. Musica nuova, quindi, anche sulle linee regionali non elettrificate, grazie a un treno alimentato a gasolio, dagli interni confortevoli e dalle prestazione di assoluta eccellenza in termini di sicurezza, affidabilità e accessibilità.
Il nuovo treno è dotato di due carrelli con motori diesel, capaci di esprimere una potenza di 390kW ciascuno, e di due carrelli portanti. Swing può raggiungere una velocità massima di 130 km/h.
Treni Ibridi: Colleoni
In una composizione standard di 3 carrozze con 168 posti a sedere, Colleoni è alimentato da due motori diesel di nuova generazione a basse emissioni, che consentono migliori prestazioni: si guadagna il 20% in accelerazione, con una riduzione dei tempi di percorrenza particolarmente significativo in una realtà come la Lombardia, con numerose stazioni ravvicinate.
I motori permettono inoltre di recuperare energia in frenata e di ridurre il peso sugli assi delle ruote, con minori costi per la manutenzione delle infrastrutture. Colleoni consuma il 30% in meno di carburante, rispetto alla flotta attuale, per un risparmio stimato di 3 milioni di euro all’anno.
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Anche le emissioni di CO2 si riducono, di 12.4000 tonnellate/anno: è l’equivalente del consumo di 8.600 auto. Il 93% dei materiali di cui è realizzato il convoglio è riciclabile.
Colleoni è dotato di 8 postazioni per biciclette; nei pressi dei sedili sono collocate prese elettriche 220V e USB per la ricarica dei dispositivi mobili. Le carrozze sono illuminate da sistemi LED; a bordo sono presenti display per l’informazione ai passeggeri, a cui si aggiunge un sistema di assistenza luminosa che segnala apertura e chiusura delle porte. Per la sicurezza del viaggio, sono installate telecamere di videosorveglianza.
L’accessibilità per le persone a mobilità ridotta è resa agevole dalla presenza di pedane scorrevoli che compensano la distanza tra porta e banchina.
Nuove Generazioni di Treni Elettrici
Elettrico, mono piano, a 3 o 4 casse e dotato di 4 motori di trazione, il nuovo treno Pop fa parte della famiglia Coradia Stream. Viaggerà a una velocità massima di 160 km/h, avrà un’accelerazione superiore del 20% rispetto alla generazione precedente e disporrà di oltre 300 posti a sedere nella versione a 4 casse e circa 400, con 200 sedute, in quella a 3 casse.
Sono stati inseriti monitor più grandi per fornire informazioni ai passeggeri sugli aggiornamenti del traffico in tempo reale, sulle condizioni meteorologiche e sulle attrazioni turistiche locali.
Dotato di 4 casse, lungo circa 67 metri e largo 2,9, il nuovo treno Jazz è in grado di viaggiare a una velocità massima di 160 km/h. Progettato secondo nuovi standard di comfort, sicurezza e accessibilità, conta 194 posti a sedere, più due per disabili in carrozzella, 14 strapuntini e 3 portabici.
Molti i servizi a bordo: impianto di videosorveglianza, schermi luminosi interni visibili da ogni punto del treno per le informazioni, impianto di sonorizzazione, scritte in braille, prese di corrente per l’alimentazione di cellulari e PC portatili.
Tabella Comparativa dei Tipi di Treno
| Treno | Tipo di Alimentazione | Velocità Massima | Caratteristiche Principali |
|---|---|---|---|
| Colleoni | Diesel-Elettrico (Ibrido) | N/A | Basse emissioni, recupero energia in frenata, accessibilità |
| Pop | Elettrico | 160 km/h | Monopiano, accelerazione superiore, informazioni ai passeggeri |
| Jazz | Elettrico | 160 km/h | Comfort, sicurezza, accessibilità, videosorveglianza |
| Swing | Diesel | 130 km/h | Destinato al trasporto regionale, affidabilità |
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