Una tradizione di sicurezza in ferrovia: gli apparecchi di manovra centrale

Premessa

Ho acquistato il volume originale, perfettamente conservato, a un mercatino di Albenga nell'estate 2005, al "considerevole" prezzo di 5 Euro. Tra le 130 pagine fitte di nozioni, ho estratto i paragrafi che parlano degli apparati di sicurezza, cioè dei meccanismi di comando di scambi e segnali che, fin dai primordi della ferrovia, sono sempre stati realizzati in modo da rendere fisicamente impossibile l'esecuzione di manovre errate. E' quanto mai interessante conoscere i sistemi meccanici con cui si realizzava questa forma di sicurezza passiva: sistemi semplici e a loro modo geniali, grazie ai quali, ad esempio, veniva impedita la manovra di uno scambio se un altro non era in una posizione compatibile.
Resta inteso che anche oggi la ferrovia si basa su sistemi di sicurezza concettualmente analoghi, soltanto molto più complessi: gli Apparati Centrali Elettrici ad Itinerari (ACEI) ne costituiscono l'esempio più diffuso, peraltro ancora tutto elettromeccanico: le versioni elettroniche "computerizzate" esistono ma hanno diffusione assai minore. Nel 1927 ci si accontentava di molto meno, e tuttavia quei congegni primordiali soddisfavano appieno le necessità di sicurezza della circolazione.

La prosa originale restituisce fedelmente il fascino della tecnica dell'epoca. Ho evidenziato in colore le parti più significative sotto il punto di vista della sicurezza intrinseca. Le immagini sono anch'esse originali, con la sola aggiunta di qualche didascalia per renderne più spedita la lettura.

38. Apparecchi di manovra centrale

Coll'aumentare del traffico, coll'ampliarsi delle stazioni, e quindi col moltiplicarsi dei segnali e degli scambi, gli antichi sistemi usati per la protezione dei treni in marcia, per l'istradamento od il ricevimento di essi nei binari all'uopo fissati, non furono più sufficienti.

Gli scambi ed i segnali mossi a mano da agenti manovratori e deviatori non potevano offrire sicura garanzia della loro giusta posizione e fra di essi non esisteva alcun legame il quale impedisse manovre contradditorie ed intempestive; d'altra parte nessuna sorveglianza poteva essere esercitata dall'agente dirigente il movimento sulle manovre fatte dai propri agenti.

Si pensò pertanto di riunire un certo numero di leve di manovra dei deviatoi e dei segnali di una stazione, o di un bivio, o di una traversata, ecc., e di stabilire una certa dipendenza nei movimenti di tali leve, in guisa da subordinare la manovra delle medesime a condizioni di servizio prestabilite in relazione alla sicurezza ed alla regolarità dell'esercizio. Per tale riguardo soglionsi da taluni chiamare anche apparecchi o apparati di sicurezza.

39. Apparecchi Vignier

Un apparecchio elementare che soddisfa alle condizioni dianzi indicate si ha avvicinando e collegando fra loro, come è indicato nella figura 43, la leva di manovra di un deviatoio e la leva di un disco, in modo che lo stesso agente, dopo aver predisposto il deviatoio nella posizione assegnatagli, lo fissa in tale posizione nell'atto stesso in cui manovra la leva del disco. Ciò avviene nel caso della figura 43 per mezzo del catenaccio c, che, rovesciando la leva di manovra del disco, penetra in apposita finestra f praticata nella parte appiattita del tirante t. È evidente che il deviatore non potrebbe ora cambiare la disposizione del deviatoio senza rimettere il disco nella posizione primitiva, e che viceversa non potrebbe manovrare il disco se la finestra f del tirante t non si trovasse di fronte al catenaccio c.

Apparecchi analoghi a quello ora accennato e anche più complessi, aventi cioè un maggior numero di leve fra loro collegate, esistono sulla rete delle ferrovie delle Stato e sono gli apparecchi Vignier. Per altro tali apparecchi, insieme con le serrature Bourè, di cui si farà cenno in seguito, anzichè apparecchi centrali di manovra possono essere considerati come apparecchi per le manovre collegate.

40. Serrature Bourè o Rizzi-Sola

Servono a collegare fra loro, nei modi voluti per la sicurezza della circolazione, le leve di manovra dei deviatoi, le leve di manovra dei segnali; a fissare in una posizione determinata le leve isolate, ecc. Hanno la forma di scatole o quadri muniti di toppe per l'introduzione di chiavi speciali (figg. 44 e 45), mediante le quali le serrature possono aprirsi o chiudersi. Le serrature Bourè sono di due tipi: serrature gemelle e serrature centrali.

I. Le serrature gemelle

I. Le serrature gemelle (figg. 44 e 45) si compongono di due parti: una, detta armatura fissa, chiodata (o collegata in modo che non si possa staccarla senza asportare un piombo di controllo) all'organo che si vuole collegare; l'altra, detta serratura mobile, attaccata mediante una catena di conveniente lunghezza ad un punto inamovibile.
L'armatura fissa contiene una chiave stabilmente imprigionata nella medesima, e perciò detta chiave fissa. La serratura mobile invece contiene una seconda chiave che vi rimane imprigionata solamente quando la serratura sia staccata dall'armatura e può invece essere estratta quando la serratura sia congiunta all'armatura. Tale chiave si chiama perciò chiave mobile o di servizio.

Per aprire o per chiudere una serratura gemella occorre il concorso della chiave fissa e di quella mobile; e quando la serratura sia chiusa e ne sia stata estratta la chiave di servizio, la chiave fissa non può essere girata, né le due parti della serratura possono venire disgiunte.

II. Le serrature centrali

Le serrature centrali (fig. 46-S-S') servono a collegare fra loro le chiavi di servizio delle varie serrature gemelle applicate alle leve dei deviatoi e dei segnali ecc. di una stazione. Hanno un numero di toppe corrispondenti al numero di chiavi di servizio da collegare e sono costruite in modo che una chiave di servizio non possa venire estratta se prima non sieno introdotte nella serratura centrale e girate tutte le chiavi di servizio, che aprirebbero le serrature gemelle collegate con quella di cui si vuole estrarre la chiave, e che, quando sia estratta una chiave, tengono imprigionate tutte le altre chiavi collegate con quella.

Per chiarire il funzionamento della serratura Bourè consideriamo ad esempio una stazione della linea Firenze-Pistoia con quattro binari, che indicheremo schematicamente con quattro rette (fig. 46), dei quali N R ed S T sieno quelli percorsi dai treni in arrivo, secondo il senso delle freccie e gli altri due LM ed UV sieno di manovra. Dal binario S T si passa a quello N R mediante i deviatoi 1 e 3 della comunicazione 1-3, dal binario N R si passa al binario L M mediante i deviatoi 2 e 4 della comunicazione 2-4, dal binario S T si passa al binario U V mediante il deviatoio 5. Indicheremo col rettangolo FV il fabbricato viaggiatori, presso cui sono le leve di manovra dei dischi verso Firenze e verso Pistoia (LMD Firenze-Pistoia) e il deviatoio 5; Col rettangolo G una garetta in prossimità al gruppo degli scambi 1-2 -3 -4. Supponiamo infine che in vicinanza di questi scambi vi sia un cancello C che debba essere chiuso durante le manovre che si eseguiscono sugli scambi medesimi e durante il passaggio dei treni.

Consideriamo dapprima lo scambio 5 e la leva di manovra del disco verso Pistoia. Quando tale leva è disposta in modo che il segnale indichi via libera, lo scambio 5 non deve permettere il passaggio dal binario S T a quello UV e viceversa, quando lo scambio è disposto in modo da permettere tale passaggio, il disco deve indicare via impedita. Perchè le condizioni suaccennate sieno sempre soddisfatte muniamo la leva del disco e quella dello scambio di serrature gemelle ed usiamo una sola chiave di servizio P che apra o chiuda entrambe le serrature; e precisamente disponiamo le cose in modo che la serratura della leva del disco sia aperta quando il disco medesimo è a via, libera, e quella della leva dello scambio sia pure aperta quando lo scambio è disposto per il passaggio dal binario U V a quello S T. Allora, siccome si ha una sola chiave di servizio per le due serrature e siccome, per quanto si è detto precedentemente, tale chiave non può venire estratta da una delle serrature finchè questa non sia chiusa, ne viene che sarà impossibile che le due serrature di cui trattasi si trovino contemporaneamente aperte, ossia che il disco indichi via libera, se lo scambio 5 permette il passaggio da S T a U V.

Consideriamo ora gli scambi 1, 2, 3, 4 e il cancello C. E' evidente che mentre si manovra attraverso gli scambi 1 e 3 non si può manovrare attraverso gli scambi 2 e 4: ricordiamo che il cancello C deve essere chiuso durante le manovre.

Muniamo le leve degli scambi anzidetti ed il cancello di serrature gemelle ed usiamo di tre chiavi di servizio, rispettivamente A e B per gli scambi e C per il cancello. Riuniamo le tre chiavi A, B e C nella serratura centrale S situata nella garetta G. La serratura centrale dovrà essere congegnata in modo che per sottrarre le chiavi A e B debba esservi introdotta la chiave C, e che quando siano estratte le chiavi A e B, la chiave C non possa venire tolta dalla serratura medesima. Si dispongono le cose in modo che, quando il cancello sia chiuso, la sua serratura possa chiudersi e quindi se ne possa, per quanto si è detto precedentemente, estrarre la chiave per metterla nella serratura centrale S: e che le serrature degli scambi possano chiudersi solo quando gli scambi stessi non permettono il passaggio del binario N R a quelli S T ed L M. Così si soddisfa alla condizione di poter manovrare solo quando il cancello sia chiuso. Perchè solo allora si potranno estrarre le chiavi A e B dalla serratura centrale S e aprire le serrature degli scambi per disporre questi in posizione di manovra.

Alla condizione di non permettere la manovra contemporanea sulle due comunicazioni 1-3 e 2-4 si soddisfa necessariamente per il fatto che si hanno a disposizione due sole chiavi A e B per i quattro scambi. E così se sono aperte le serrature, ad esempio, degli scambi 1 e 3 non si possono aprire quelle degli scambi 2 e 4 e viceversa, perché le chiavi A e B rimangono prigioniere nelle serrature che sono state aperte.

Alcune volte, in una stazione si dispongono parecchie serrature centrali collegate fra loro elettricamente in modo che non si possa estrarre una chiave da una qualunque di tali serrature, se queste non contengono le chiavi che si riferiscono a manovre non consentite da quella che si vorrebbe fare.

Nel caso dianzi considerato della figura 46 supponiamo di munire la leva di manovra nel disco verso Firenze di serratura gemella comandata dalla chiave di servizio F e supponiamo che la garetta G ed il fabbricato viaggiatori F V siano alquanto distanti. Mentre si eseguiscono le manovre sugli scambi 1, 2, 3, 4, il disco verso Firenze deve essere a via impedita, e viceversa tale disco non deve essere disposto a via libera se non sieno cessate le anzidette manovre. Allora stabiliamo che la serratura della leva del disco verso Firenze sia aperta quando il disco indica via libera e possa chiudersi quando indica via impedita. In questo ultimo caso se ne estragga la chiave F e la si rimetta nella serratura centrale S' che si trova nell'Ufficio del Capo stazione. Tale serratura sia collegata elettricamente con la serratura S delle chiavi A, B e C in modo che solo quando la chiave F si trova nella serratura S' si possono estrarre dalla serratura S le chiavi A B e C e che estratta una di tali chiavi la F non possa, togliersi da S' e viceversa che quando si vuole estrarre la chiave F dalla serratura S' tutte e tre le chiavi, A, B e C debbano trovarsi nella serratura S e che estratta la F, nessuna di dette tre chiavi possa venire tolta da S.

Si vede cosi come sia possibile impedire manovre contraddittorie anche se i posti di comando delle varie leve sono distanti fra loro o non visibili.

41. Apparecchi di manovra centrale

Gli apparecchi di manovra centrale propriamente detti permettono, come si è già detto, di riunire le leve dei segnali e dei deviatoi in un determinato luogo, anche distante dai segnali o dai deviatoi medesimi. Le leve vengono allineate su di un banco di manovra, il quale viene riparato dalle intemperie o mediante una semplice custodia, oppure con apposita costruzione che chiamasi cabina di manovra.

Le cabine sono in generale elevate dal suolo affinchè l'agente incaricato della manovra delle leve, abbia la visuale più libera.

Fra le cabine e le stazioni, da cui dipendono, oltre al telefono, che serve per comunicazioni che interessano l'esercizio della stazione, esiste, in qualche caso, pure un apparecchio speciale detto CONSENSO, mediante il quale il Capo stazione può permettere od impedire all'agente incaricato della manovra delle leve, di mettere a via libera un determinato segnale. Simili apparecchi vengono pure stabiliti fra le varie cabine d'una stazione, quando ve n'ha più d'una.

Vi sono molti tipi di apparati di manovra centrale, alcuni a trasmissione semplicemente meccanica, che si distinguono in apparecchi a trasmissioni rigide (tale è il tipo SAXBY-FARMER) ed a trasmissioni flessibili (tale è il tipo MAX JUDEL); in altri la trasmissione della manovra delle leve agli scambi e segnali si opera mediante l'intervento di vari mezzi fisici, ciò che ha per iscopo di rendere la manovra meno faticosa e più spedita, e di permettere una trasmissione a più grandi distanze. Questi ultimi si dividono in apparecchi idrodinamici (come quelli BIANCHI-SERVETTAZ), pneumatici (ad aria compressa), elettrici od elettro-pneumatici.

Gli apparati di manovra centrale di qualsiasi tipo sono generalmente provveduti di apparecchi di controllo, per fornire al manovratore la sicurezza che i segnali, spesso in posizione non visibile dal punto di manovra, e talvolta anche taluni scambi, trovansi effettivamente nella posizione voluta.

Spesso tali controlli sono apparecchi elettrici.

42. Apparecchi Bianchi-Servettaz

Descriveremo più dettagliatamente questi apparecchi, che sono quelli in uso in maggior numero di stazioni della rete dello Stato. Essi sono, come già s'è accennato, APPARECCHI DI MANOVRA IDRODINAMICI, cioè coi medesimi la manovra dei deviatoi e dei segnali non viene eseguita direttamente dalla forza muscolare applicata alle leve di manovra, ma bensì mediante la pressione di un liquido (miscela di acqua e glicerina), compresso in apposito accumulatore. Per comprendere il funzionamento di tali apparecchi si considerino le figure 47 e 48, nelle quali:

A è l'accumulatore, contenente il liquido alla pressione di 50 atmosfere, sufficiente per garantire le manovre;

P la pompa che serve a comprimervelo;

p una condotta di tubi in ferro, nella quale il liquido conserva sempre una pressione eguale a quella dell'accumulatore (condotta a pressione costante);

m una condotta come sopra, nella quale alternativamente il liquido può avere la pressione di 50 atmosfere, o quella atmosferica ordinaria (condotta di manovra);

D un organo contenente un piccolo cassetto di distribuzione analogo per forma a quello della macchina a vapore;

L la leva di manovra dell'anzidetto cassetto;

V una vasca provvista d'un filtro, nella quale, mediante il tubo di scarico n, si serba, per essere ripompato nell'accumulatore, il liquido che ha lavorato nel tubo m;

C la cassetta di manovra dello scambio, costituita essenzialmente da due corpi di pompa con due stantuffi S ed s, dei quali il primo ha una sezione doppia del secondo.

E' facile comprendere come col rovesciare la leva L si passa dalla posizione normale del deviatoio (binario principale: fig. 47) all'altra posizione (binario deviato: fig. 48).

Nel primo caso infatti il liquido della condotta p, premendo sulla faccia dello stantuffo s, tiene il sistema dei due stantuffi in fondo di corsa a sinistra, non esercitandosi sullo stantuffo S che la pressione atmosferica ordinarla del tubo m. Rovesciando la leva., il cassetto scopre la comunicazione di m con p, ed allora sullo stantuffo S si esercita una pressione doppia di quella che si esercita su s, perchè il primo ha una sezione doppia del secondo e per conseguenza il sistema dei due stantuffi viene spinto e mantenuto in fondo di corsa a destra, producendo un movimento di traslazione che, mediante un sistema di leve e tiranti q, t, viene trasmesso agli aghi del deviatoio.

Rimettendo la leva nella posizione primitiva (fig. 47) il tubo m torna in comunicazione col tubo di scarico n, il sistema dei due stantuffi, per la pressione esistente nel tubo più piccolo che resta solo ad agire, viene spinto a sinistra, e per il tubo n si versa nella vasca V il liquido che aveva riempito il corpo di pompa, e che sarà pompato nuovamente nell'accumulatore, quando il contrappeso di questo sarà disceso oltre un certo limite.

Per assicurare la manovra degli scambi, ed esser certi che gli aghi vadano a combaciare perfettamente coi relativi contraghi, gli scambi sono generalmente muniti di appositi fermadeviatoi, il movimento dei quali viene effettuato contemporaneamente a quello dei deviatoi. È quindi assolutamente vietato di forzare di calcio gli scambi manovrati cogli apparecchi idrodinamici, potendone derivare la rottura dei vari organi.

Inoltre, allo scopo di impedire che uno scambio possa essere manovrato mentre esso è già impegnato da un veicolo, o questo sta per raggiungerlo, si muniscono generalmente i deviatoi di un pedale, che è costituito di un'asta rigida a, collocata di fianco (dalla parte esterna) ad una delle rotaie che precedono immediatamente il telaio degli aghi (fig. 49), al quale il detto pedale è collegato in modo che, mentre lo scambio si gira, esso s'innalza sopra il livello della rotaia. È ora evidente che, se le ruote d'un veicolo si trovano sul tratto di binario dove esiste il pedale, esse impediranno al medesimo di rialzarsi, quando si tentasse di eseguire la manovra del loro scambio, e perciò questa non verrà permessa.

Perchè il movimento di traslazione dei due stantuffi d'una cassetta di manovra possa trasmettersi ad un segnale a disco o semaforico, basta modificare opportunamente gli organi di trasmissione di tale movimento.

Ingegnosi congegni, che sarebbe qui fuor di luogo il descrivere, collegano fra di loro i movimenti dei deviatoi coi rispettivi segnali e dei diversi deviatoi e segnali fra, di loro, per modo che non sia possibile, anche volendo, indicare via libera ad un determinato treno, se tutti i segnali e gli scambi non sono convenientemente disposti per assicurarne la circolazione.

Siccome la manovra delle leve non richiede che uno sforzo muscolare limitatissimo, essa può venire, nelle piccole stazioni, affidata allo stesso Capo stazione, per eliminare il pericolo di qualsiasi malinteso nella trasmissione di ordini relative alla sicurezza della circolazione. In tal caso la cabina, nella quale tutte le leve sono raggruppate, si trova sul marciapiede della stazione in prossimità dell'ufficio telegrafico.

Il liquido che s'impiega nella compressione non è che acqua, nella quale, per impedirne la congelazione durante l'inverno, si mescola della glicerina.

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