Storia delle locomotive E.428 – Prima parte STORIA DELLE LOCOMOTIVE E.428 PRIMA PARTE – LA STORIA di Luigi TOTARO PREMESSA Il progetto della locomotiva elettrica E.428 nacque con i primi passi della corrente continua ad alta tensione verso la fine degli anni 20 del secolo scorso. Però il sistema trifase era posto in discussione anche dalle industrie private; gli impianti della linea aerea bifilare avevano dei costi notevoli, e così pure le linee primarie e le centrali di conversione della frequenza a 16,7 Hz. Inoltre non era possibile ottenere dalle locomotive trifasi una velocità superiore ai 100 km all‟ora. Già dall‟inizio del 1900 si iniziava a parlare di elettrificazione ferroviaria e venivano fatti degli esperimenti e precisamente: elettrificazione della Milano-Varese, mediante terza rotaia, a 650 volt in corrente continua trazione con alimentazione ad accumulatori sulle linee Milano - Monza e Bologna - San Felice elettrificazione con alimentazione trifase ad alta tensione sulla linea della Valtellina. Nel 1921, oltre al potenziamento del sistema trifase nelle regioni suddette, venivano fatti altri due esperimenti: la trazione trifase a frequenza industriale di 50 Hz alla tensione di 10.000 Volt sulle linee Roma-Sulmona e Roma-Anzio la trazione a corrente continua a 3000 Volt sulla linea Benevento – Foggia, quest‟ultima per merito anche degli esperimenti americani avvenuti prima degli anni 20. L‟esperimento del trifase ebbe successo e fu esteso fino alla metà degli anni 30 per quasi 2000 km. Gli interventi più massicci furono effettuati nelle regioni Piemonte, Liguria, Toscana ed in Alto Adige. treninscala © 2009 1 tutti i diritti riservati Storia delle locomotive E.428 – Prima parte dalla potenza installata di 2100 kW e da una scarsa massa aderente. LE ORIGINI Lo studio delle nuove locomotive a corrente continua a 3000 volt iniziò con l‟ingegner Bianchi ed il suo staff. IL PROGETTO FINALE Continuava quindi l‟elaborazione del progetto della locomotiva per treni pesanti e veloci dell‟ing. Bianchi, la E.428. L‟Ing. Bianchi progettò una prima locomotiva a sei assi motori con la possibilità di sviluppare elevati sforzi di trazione, con una buona inscrivibilità in curva, e con una massa assiale non superiore alle 15 tonnellate. La classificazione 4 – 2 – 8 seguiva il criterio già adottato per i precedenti gruppi di locomotive: In pratica il telaio della locomotiva comprendeva i due assi centrali con alle estremità due carrelli a due assi collegati mediante snodi. Alla progettazione della parte elettrica concorsero società estere con esperienza nel campo elettrico quali l‟americana General Electric, la svizzera Brown-Boveri e l‟inglese Westinghouse. la prima cifra indicava il numero degli assi motori la seconda cifra indicava il numero dei carrelli portanti la terza cifra indicava il numero dei motori elettrici di trazione installati. I PROTOTIPI La locomotiva, con il rodiggio 2 Do 2 , avrebbe avuto otto motori di trazione installati (quattro doppi), con una potenza di 2800 kW e una massa assiale contenuta entro le 19 tonnellate. Esisteva però il problema del passo rigido che, con un unico telaio, superava i sei metri. Nel 1932 lo staff dell‟ing. Bianchi rielaborava il progetto, sostituendo il telaio principale in un sol pezzo, con due semi-telai detti anche semi-carri, collegati tra loro da uno snodo sferico. L‟ingegner Giuseppe Bianchi, del Servizio Materiale e Trazione di Firenze, aveva elaborato nel 1928 quattro progetti di massima di locomotive a corrente continua, praticamente la prima generazione di locomotive a corrente continua delle FS. Perciò ogni semi-telaio aveva due assi motori, con ruote di diametro pari a 1880 mm. Il rodiggio diventava così 2 Bo + Bo 2. Su ogni asse era posto un motore elettrico doppio, con carcasse fuse in un sol pezzo, avente potenza unioraria di 350 kW alla tensione di 1500 volt (motore 42-200 FS) . L‟obiettivo era superare il limite dei 100 Km orari, limite del sistema trifase, per servizi viaggiatori veloci. Il motore era ancorato al telaio dei semi-carri e poteva essere smontato da sotto. Il movimento veniva trasmesso dal motore doppio all‟albero cavo, coassiale con l‟asse della ruota, tramite ingranaggi. A sua volta l‟albero cavo trasmetteva il movimento alla ruota mediante un sistema elastico. Nel 1928 veniva inaugurata ufficialmente la linea a 3000 Volt corrente continua Benevento Foggia dove, fino al 1930, furono condotte prove d‟esercizio con le nuove locomotive E.626. Successivamente venivano pure elettrificate, a 3000 volt in corrente continua, le linee Napoli Benevento e Bologna - Prato - Firenze. Venivano elaborate due soluzioni: la prima era una locomotiva con tre assi motori e due carrelli a due assi, pensata per treni veloci ma non impegnativi, la E.326; la seconda locomotiva era concepita per treni molto pesanti e veloci ed aveva quattro assi motori e due carrelli: la E.428. La velocità massima veniva fissata in 130 km/h. Nel 1934, in concomitanza con l‟inaugurazione della direttissima Bologna - Firenze elettrificata a 3000 Volt in corrente continua, entrarono in servizio le prime otto unità E.428 costruite dalle Officine Breda. Entrambe le locomotive montavano motori elettrici doppi su ogni asse motore. La trasmissione del movimento dai motori all‟asse avveniva tramite un albero cavo, coassiale all‟asse della ruota, dove appoggiava il motore. Successivamente, negli anni 1935, „36, e „38, venivano costruite dalle Officine Ansaldo 39 unità . Con la sperimentazione delle prime due E.326 prototipo, la 001 e 002, costruite dalle Officine Breda ed entrate in servizio nel 1930, si notavano notevoli sollecitazioni al binario e agli assi motori nelle curve e sugli scambi nelle deviate, sollecitazioni dovute al passo rigido di ben cinque metri; inoltre le prestazioni erano notevolmente limitate treninscala © 2009 Ancora dalle Officine Breda, nel 1936-1937, furono costruite altre 49 unità. Fino al 1938, furono costruite in totale 122 locomotive della prima serie, con avancorpi; la locomotiva 428-090 veniva demolita nel 1944 in seguito a danneggiamento da eventi bellici. 2 tutti i diritti riservati Storia delle locomotive E.428 – Prima parte L‟ingegner Bianchi aveva progettato le locomotive non solo sotto l‟aspetto dell‟efficienza, ma anche dell‟ economicità d‟esercizio, utilizzando per gli equipaggiamenti elementi unificati ed intercambiabili su ogni tipo di locomotiva ( E.626, E.326, E.428 ). Infatti per le nuove E.326, il progetto prevedeva ruote motrici uguali a quelle previste per le locomotive E.428, del diametro di 1880 mm, e non più di 2050 mm come in origine. La parte elettrica era unificata e molti componenti erano intercambiabili tra le varie tipologie di locomotive, come i pantografi, gli interruttori elettropneumatici ad alta tensione, gli elementi in ghisa del reostato, i motori di trazione, i compressori dell‟aria e molte altre parti del circuito di comando e dei servizi ausiliari. LE VARIANTI Nel 1936 entrarono in servizio gli elettrotreni ETR 200, con profilo aerodinamico, che potevano raggiungere la velocità di 160 km/h. Questa prestazione era possibile grazie agli studi di aerodinamica condotti sia su modelli che sulle automotrici termiche prodotte dalla FIAT. Nascevano così le ultime 39 locomotive della terza serie con cassa aerodinamica, dalla 204 alla 242; alcune di queste erano equipaggiate con un rapporto di trasmissione che permetteva il raggiungimento della velocità di 150 km/h. Queste locomotive entrarono in servizio negli anni 1941, „42, „43. Anche per le E.428 si iniziava a considerare l‟ aspetto aerodinamico; la forma ad avancorpi non era adatta a locomotive veloci, e nel 1937 venivano ordinate all‟industria privata 81 locomotive senza avancorpi (dalla 123 alla 203) con cassa semi-aerodinamica, praticamente il gruppo di locomotive della seconda serie. Nel 1946 entravano in servizio delle nuove carrozze passeggeri con carrelli tipo 27 e nel 1950 veniva costituito il “Treno Azzurro”, rapido Milano-Roma-Napoli e viceversa: i convogli del Treno Azzurro erano trainati da locomotive tipo E.428. Sempre negli anni ‟50 del secolo scorso veniva istituito il treno “Freccia del Sud” MilanoSiracusa; sembrava che le locomotive E.428 potessero finalmente raggiungere la loro velocità massima. Dopo ulteriori studi e prove veniva progettato un nuovo profilo per la cassa delle E.428 molto più arrotondato, con una riduzione della resistenza al moto del 15 % rispetto alle E.428 con avancorpi. treninscala © 2009 3 tutti i diritti riservati Storia delle locomotive E.428 – Prima parte E.428 208 - Deposito Locomotive di Mestre, 1989 (foto: L. Totaro) treninscala © 2009 4 tutti i diritti riservati Storia delle locomotive E.428 – Prima parte IL DECLINO Negli anni ‟30 del secolo scorso la velocità massima ammessa per treni a materiale ordinario era di 120 km/h, mentre verso la fine del 1937 alcune locomotive E.428 potevano raggiungere, con rapporto di trasmissione 34/98, la velocità di 150 km/h. iniziarono a perdere il loro ruolo e vennero declassate al servizio merci. La successiva immissione in servizio delle nuove locomotive dei tipi E.656, E.632/E.633, attuando un decisivo svecchiamento del parco locomotive elettriche, decretava la fine delle locomotive E.428. Dopo gli anni ‟60, a seguito dell‟ammodernamento dell‟armamento con il metodo di saldatura continua delle rotaie, nella stagione estiva, con l‟aumento della temperatura e la conseguente dilatazione delle rotaie, aumentavano i carichi di compressione longitudinali delle rotaie, a cui potevano sommarsi le sollecitazioni trasversali che le E.428 determinavano durante la corsa a causa della loro struttura articolata. Infatti nel 1979 incominciava la radiazione delle locomotive E.428 danneggiate in incidenti o con gravi inconvenienti meccanici per cui le riparazioni erano troppo onerose, e quindi le locomotive venivano accantonate in attesa di demolizione oppure utilizzate come sorgenti di parti di ricambio. Con il trascorrere degli anni anche le locomotive E.428 che scadevano di riparazione per il numero di chilometri effettuati non venivano più riparate, ma venivano radiate e andavano a formare lunghe file nei depositi, in attesa di demolizione. Per questo motivo la velocità massima ammessa veniva progressivamente ridotta e, negli anni ‟70 del secolo scorso, veniva limitata a 100 km/h per tutte le unità E.428. Inoltre nel 1977, in concomitanza con l‟inaugurazione del primo tratto della direttissima Firenze-Roma, su quella linea veniva vietata la circolazione alle locomotive E.428. Le locomotive E.428 chiudevano così in sordina la loro carriera di esercizio come del resto è accaduto anche per altri gruppi di locomotive; ma il contributo dato da queste locomotive allo sviluppo delle nostre ferrovie non verrà dimenticato, in quanto alcune E.428 sono ancora esistenti, mantenute in efficienza da varie associazioni amatoriali. Con il progetto delle locomotive E.645/E.646 e la loro successiva entrata in servizio nella seconda metà degli anni ‟60 con ben 210 unità, le E.428 treninscala © 2009 5 tutti i diritti riservati Storia delle locomotive E.428 – Prima parte CARATTERISTICHE PRINCIPALI DELLE LOCOMOTIVE E.428 Anno di costruzione Unità costruite prima serie 1934 – 38 seconda serie 1938 – 40 terza serie 1940 – 43 prima serie 122 (001÷122) seconda serie 81 (123÷203) terza serie 39 (204÷242) Rodiggio 2 Bo + 2 Bo Peso totale in servizio (unità da 001 a 096) 131 t Peso totale in servizio da 097 a 241) (unità 135 t Peso per asse motore (unità da 001 a 096) 19,0 t Peso per asse motore (unità da 097 a 241) 19,5 t Peso carrello portante 7,0 t Numero motori di trazione 8 (4 doppi ) Tipo dei motori di trazione 42-200 FS Rapporti di trasmissione 29/103, 31/101 Velocità massima 130 Km/h Lunghezza totale 19.000 mm. Passo totale 15.900 mm Passo rigido semi-telai 2.350 mm Passo rigido carrello 2.200 mm Diametro ruote motrici 1.880 mm Diametro ruote portanti 1.110 mm Raggio minimo d‟iscrizione in curva 100 m treninscala © 2009 6 tutti i diritti riservati