Veicoli elettrici - mobilità - tecnologie - ambiente - energia rinnovabile. L'esaurimento delle risorse e le conseguenti ripercussioni politiche ed economiche rendono necessario ridurre la dipendenza dall'importazione di prodotti petroliferi e spingere quindi verso lo sviluppo di fonti energetiche alternative. I veicoli elettrici possono utilizzare tecnologie e risorse nel modo più efficiente.


giovedì 18 febbraio 2010

Il tram e il filobus

Vorrei iniziare (continuare) in questo blog una riflessione sul tram ritenuto da alcuni a torto, secondo la mia visione, la tecnologia più adatta tra le varie disponibili a risolvere i problemi del traffico nelle città. Lo spunto mi viene dato dall'inaugurazione della prima linea tranviaria fiorentina, la T1, inaugurata domenica scorsa e dalla constatazione che alcune considerazioni che avevo fatto disordinatamente nel passato vengono avvalorate da una realtà che ho potuto verificare in questi primi giorni di funzionamento passeggiando fuori le carrozze e viaggiando dentro di esse. Altre informazioni vengono prese cercando documenti in Internet, poche perchè in effetto non si trova molto che riguardi un confronto diretto tra tra filobus e tram. Continuerò a sfornare periodicamente e disordinatamente dei post sull'argomento chiedendo anche il Vostro contributo di opinioni per tentare di sviscerare ogni singolo punto a favore e a sfavore del tram e del filobus per poi alla fine tracciare uno schema su cui determinare una scelta consapevole e non frutto di propaganda acritica.

Quali sono i punti di confronto.

1. Rumore - vantaggioso il filobus
2. Emissioni locali - equivalenti (zero)
3. Flessibilità - filobus estremante alta, Tram oltremodo rigido
4. Costi di manutenzione - vantaggioso il filobus
5. Costi d'investimento nella rete - di gran lunga vantaggioso il filobus
6. Costi d'investimento nella flotta - inferiori nel filobus
7. Capacità - migliore nel tram solo per alcune (rare) tratte
8. Consumi energetici - inferiori nel filobus
9. Performance di frenata - migliore nel filobus
10. Sicurezza nel traffico e passeggeri - equivalenti
11. Sicurezza degli utenti esterni sulla strada - migliore nel filobus

2 equivalenti
1 vantaggio tram con distinguo
8 vantaggi filobus

Ricordo che stiamo parlando di veicoli elettrici tram e filobus e trasporti pubblici.

Il tram di Firenze finalmente è entrato in pieno (quasi) servizio.
Domenica scorsa l'inaugurazione .
Ecco in mio breve video a perenne memoria.

La questione della silenziosità. Cosa si scrive nella brochure

Rotaie silenziose

Per smorzare il rumore e le vibrazioni generate dal contatto tra ruota e rotaia, a seconda dei casi viene utilizzata una delle seguenti tecniche, entrambe di provata efficacia:

• rivestimento continuo delle rotaie: le rotaie -montate con i consueti attacchi elastici -vengono completamente rivestite sulla base e sui lati con idonei profili di gomma;

• ERS (Embedded Rail System): le rotaie - prive di attacchi - sono avvolte in una massa di resina elastica, che le isola dalla piattaforma in calcestruzzo. Questa a sua volta, nei tratti dove lo smorzamento deve essere più elevato, è dotata di un "materassino elastico", che assorbe le vibrazioni e non le trasmette al terreno.

Sirio, il tram di ultima generazione

II tram Sirio, costruito dalla AnsaldoBreda, appartiene a una famiglia i cui membri sono già in esercizio a Milano, Napoli, Sassari, Atene e Gòteborg.
Il Sirio di Firenze è dotato di ampie superfici vetrate, sei porte per lato ad azionamento automatico, pianale totalmente ribassato per facilitare l'accessibilità, impianto di climatizzazione, sistema di video sorveglianza a circuito chiuso e sistemi di comunicazione con il Posto Centrale di Controllo.

Per eliminare lo stridio, le ruote di uno stesso asse sono rese indipendenti da un particolare meccanismo che consente di eliminare la frizione tra ruota e rotaia in curva.


Come vedete un gran lavoro per rendere silenzioso il tram, infrastrutture , tecnologie di costruzione.
Questo è il risultato.



La questione della non elasticità del tram rispetto al filobus.
Potrebbe essere sufficiente vedere questo video (che non ho girato io), ma forse è opportuno aggiungere che nel caso del filobus non avremmo avuto un blocco del servizio (non vi sono scarrellamenti perché non vi sono rotaie. Semplicemente, se il flilobus fosse stato costretto ad una improvvisa deviazione per qualsiasi ragione in un minuto sarebbe rientrato nella propria corsia di marcia senza disagio per i passeggeri e senza interruzione del servizio.



Leggere anche:

Inaugurazione del tram di Firenze

.

17 commenti:

Anonimo ha detto...

Scusa, ma mi permetto di non essere d'accordo: a parte che degli 11 punti alcuni sono francamente poco rilevanti (1; 4; 6; 8; 9; 10; 11 almeno) credo che l'attrito di rotolamento sia molto inferiore per il tram che quindi dovrebbe consumare meno (in teoria).
Poi i costi di manutenzione non so se sono così decisamente a favore del filobus.
Infine il vantaggio decisivo del tram è proprio la regolarità del servizio (in sede propria) nonché la possibilità di creare convogli molto più grandi di un filobus, che nei grandi centri urbani soffre della stessa congestione stradale cui sono soggetti i bus.
Francesco Vitale

Mauro ha detto...

L'attrito su rotaia è enormemente inferiore; inoltre si evita il problema dei pneumatici (responsabili di attrito, pulviscolo e costi per la sostituzione)
-
Sicuramente l'elasticità di un filobus non è da poco.
Io vedrei positivamente entrambi: (la rotaia sulle tratte lunghe e trafficate)

Emanuele ha detto...

Ritengo sia utile motivare la conclusione per ogni punto di confronto, altrimenti non ci può essere discussione proficua e c'è il rischio d'ingarbugliarsi in un dibattito degli slogan.

L'argomento è molto interessante, congratulazioni.


Emanuele

Andrea C. ha detto...

Anni fa ho chiesto ad un dirigente dei trasporti di Torino se conveniva l'autobus o il tram
(so che l'autobus non è un filobus...) e lui mi aveva risposto che non era facile confrontarli perché i relativi investimenti hanno orizzonti temporali diversi e che la scelta è questione di "cultura" delle amministrazioni pubbliche.
Il motore di un filobus durerà molto più di una stufetta policilindrica (dovrà venire solo riavvolto) ma il resto del veicolo non avrà una vita molto più lunga, quindi il discorso lo vedo analogo.
Quindi a breve termine l'autobus (a metano), a lungo termine il tram ed in mezzo il povero filobus.

due considerazioni:
-l'attrito ad occhio mi pare minore nel tram
-lo stesso dirigente mi ha detto che i tram non rigenerano in frenata, sarebbe un vero spreco, no?

Massimo J. De Carlo ha detto...

@ Anonimo. I punti da te indicati saranno pure marginali ma sono i punti che i favorevoli alle tranvie mettono in rilievo, quindi mi corre l'obbligo evidenziare una realtà verificabile o da approfondire. Per quanto riguarda la manutenzione sembra che effettivamente sia minore nei filobus ma lo verificheremo meglio in altro post.
@ Mauro. probabilmente il pulviscolo degli pneumatici è un realtà ma probabilmente costituisce un rischio per la salute basso, nel senso che è molto pesante quindi cade sul terreno piuttosto che essere diffuso in atmosfera ed essere respirato. Anche il metallo delle ruote e dei binari produce particelle che vengono rilasciate nell'ambiente tanto più quanto si fa uso dei freni e nelle curve, ma vale il discorso fattosopra per i filobus. PM pesante. D'accordo per il tram da preferire (solo) per le tratte lunghe ad alta portata.
@ Emanuele. Il confronto lo si fa con dei documenti. io ho qualche documento, ma se tu riesci a trovarne altri sul confronto, te ne sarei grato.
@ Andrea C. L'aspetto della rigenerazione dell'energia in fase di frenata è un punto interessante. Sicuramente è possibile nei filobus non vedo perchè il dirigente afferma che sia impossibile nei tram. E' questione che riguarda i tram di vecchia generazione o è intrinseco nel sistema?

Luca ha detto...

Discussione molto interessante. Personalmente preferisco il filobus perché quasi del tutto silenzioso e il tram impedisce di fatto l'uso della sua corsia alle biciclette.

Andrea C. ha detto...

Se un tram non rigenera, quello che non perde in attrito lo butta via in frenata, ad occhio se ne va quasi un kWh ad ogni arresto da 50km/h.
Meno di dieci anni fa, a Torino la linea (a corrente continua) non permetteva la rigenerazione e non credo siano cambiate le cose, chissa se ci legge un esperto di tranvie...

Per rigenerare in rete servono due condizioni: una necessaria ed una utile.
Quella necessaria è che la rigenerazione sia limitata in tensione, è semplicissimo da fare via sw in un azionamento elettrico digitale, ma nei vecchi tram o filobus non c'è nulla di tanto sofisticato.
Quella utile è che la rete tranviaria sia in grado di riversare energia all'Enel, altrimenti, la mattina presto, i primi tram avranno una frenata irregolare, perchè istante per istante dipenderà da quanto assorbono gli altri pochi veicoli. Se nessuno assorbe, di colpo niente frenata elettrica e questo non è bello per i passeggeri del mattino sballottati appena usciti di casa.
Ad esempio la Prius deve suddividere in ogni istante la potenza frenante fra la sua piccola batteria (tutto quel che si può, è gratis) e suoi freni meccanici by-wire. A volte ci sono state delle esitazioni in frenata che hanno spaventato qualche guidatore americano e hanno dato origine all'aggiornamento sw (solo terza serie).

Sul tram ci vorrebbe un bel pacco di supercondensatori da almeno 0.5 kWh, collegato tramite un DC/DC in grado di scambiare 150kW per una decina di secondi. In questo modo si abbasserebbe moltissimo la probabilità di frenate irregolari, se poi una volta al mese c'è un sussulto in frentata, pazienza, daremo la colpa al conduttore.

Silvano Robur ha detto...

Mondoelettrico è un bel luogo dove tutti possono esprimere la propria opinione.

Mi accingo a dir la mia.

Nel confronto tra filobus e tram, per quanto attiene l'efficienza energetica, vince matematicamente il tram.

E vi spiego perchè.

Concentriamoci sul contatto tra ruota ed infrastruttura viaria.

L'energia, espressa in Joule, assorbita dall'attrito per rotolamento è data :

E = k x S / D ;

k è una costante che dipende dal materiale di cui è costituita la ruota e dal materiale di cui è costituita l'infrastruttura viaria, su cui appoggia la ruota.

D è il diametro della ruota.

S é la superfice di contatto tra ruota ed infrastruttura.

Concentriamo la nostra attenzione su due variabili :

D : diametro della ruota.

S : superficie di contatto tra ruota ed infrastruttira viaria.

A parità di diametro della ruota, più la superficie di contatto tra ruota stessa ed infrastruttura viaria è grande, maggiore è l'energia dissipata nel rotolamento.

Nel contatto tra ruota di ferro e rotaia, l'impronta di contatto è all'incirca grande quanto due monete da 1 Euro.

Nel contatto tra ruota di gomma e tappeto di usura di una usuale strada, l'impronta di contatto è grande all'incirca quanto 20 monete da 1 Euro.

Quindi limitando l'esame alla sola energia assorbita durante il rotolamento, il tram vince sul filobus.

Ma allora, il filobus è da buttare ?

Facciamo attenzione a giungere ad affrettate conclusioni.

Il tram ha un limite : oltre pendenze del 35 per mille (quindi del 3.5 %) perde aderenza.

Si può arrivare a pendenze del 60 per mille.

Ma non oltre.

Per grandi pendenze ci vuole il filobus.

Ma il filobus ha, per contro, capicità di trasporto limitate.

Il tram, a suo favore, ha capacità di trasporto, teoricamente infinte.

Basta aggiungere tante carrozze quante ne occorrono : unico limite la disponibilità dello spazio della lunghezza.

Mi auguro di sollecitare l'intelligenza del pubblico di Mondoelettrico nel proporre critiche al mio modesto ed opinabile intervento.

Silvano Robur ha detto...

Scusate : sono ancora io.

Per quanto riguarda il tram il recupero di energia è molto limitato.

Non mi risulta che siano stati dispositivi per il recupero di
energia di frenata.

Tenete presente che il tram è utilizzato essenzialmente in pianura.

E che alcuni vecchi tram avevano un motore ad eccitazione in serie.

Fare recupero di energia a mezzo della frenura elettrica con un motore eccitato in serie è cosa assai complicata.

In pratica la complessità ha sconsigliato i più a praticarne l'uso.

Massimo J. De Carlo ha detto...

Come al solito Silvano dice cose molto sensate corroborate anche da analisi tecnico/scientifiche. Una cosa però mi fa sorgere un dubbio motivato dall'esperienza e dai dati rilevati nella pratica. Vediamo se è vero. Le tabelle comparative tra le due tecnologie dicono che in effetti il tram consuma più energia. Per il fatto che il contatto tra due metalli ruota/binari provoca uno slittamento in fase di accelerazione e decelerazione il tram è progettato all'origine per essere più pesante nell'intento di diminuire lo slittamento ed aumentare di conseguenza l'attrito. E' proprio questa necessità progettuale, unita alla funzione di servizio precipua del mezzo, cioè fermarsi e ripartire spesso,ogni 200/400 metri, che induce ad un maggior consumo energetico rispetto al filobus che a sua volta è leggero quanto se non più di un bus tradizionale diesel. Quindi il filobus, essendo molto più leggero di un tram, consuma meno.

Silvano Robur ha detto...

Il Massimo dice una cosa giusta riferita alla specificità del caso.

Io ho presentato una formula che si applica a tutti i casi.

In buona sostanza, cosa dice il Massimo ?

Dice questo (Mi raccomando Massimo, correggimi se sbaglio):

Per evitare la perdita di aderenza tra ruota e rotaia il tram deve essere molto pesante.

Infatti l'attrito radente è dato da questa semplice formula :

A = k x P ;

Dove A è l'attrito, k è una costante, P è il peso.

Ora, se voglio che ci sia trazione devo avere aderenza.

Se voglio avere aderenza devo avere peso.

Più P è grande, maggiore è A.

Maggiore è A, maggiore è la potenza di trazione W.

Quello che ci tengo a sottolineare è che in realtà i tram ora si fanno leggeri.

In più la trazione è ripartita su più ruote.

Ovvero, tutte le ruote del tram sono ruote motrici.

Ma torniamo alla tesi del Massimo.

Egli dice : siccome il tram mi pesa più del filobus allora nella fase di accelerazione devo impiegare più potenza.

Verissimo !

Infatti, senza scomodare formuloni,
eccovi l'equazione, semplice che traduce il pensiero del Massimo :

W = m x a x s / t ;

W è la potenza.
m è la massa del tram.
a è l'accelerazione.
s è lo spostamento.
t è il tempo.

A parità di accelerazione "a", spazio percorso "s", tempo impiegato "t", chi governa l'equazione è la massa m.

Ma se facessimo un tram che pesi come un filobus ?

Avremmo risolto il problema.

Silvano Robur ha detto...

Concludo dicendo : se fossi sindaco nella mia città vorrei solo filobus !

Non avrei problemi di:

a)Superamento di pendenze.

b)Di cambi di percorso.

(Con un tram dovrei spostare le rotaie e la linea. Con il filobus con le sole batterie a bordo un paio di chilometri li faccio tranquillamente).

c) Frenatura elettrica nelle discese ripide.

(Il tram scivolerebbe a valle perchè sopra il 6% perderebbe aderenza)

Massimo J. De Carlo ha detto...

Un effetti, Silvano, la soluzione a questo problema specifico dovrebbe vedere come soluzione l'alleggerimento del peso del tram. Ma quale è la realtà? la realtà è che nei rari documenti di comparazione delle due tecnologia si riporta sempre come cotante il peso più alto dei tram. Bisognerebbe trovare della documentazione ufficiale del tram e del filobus di pari portata passeggeri per il confronto. meglio ancora se i due mezzi fossero di un unico costruttore, per esempio Bombardier o Volvo o Alstom ecc.
Risolvendo questo dilemma avremmo fatto comunque un passo in avanti verso la comprensione del perchè e del come. restano gli altri da risolvere...uno alla volta.

Silvano Robur ha detto...

A sostegno della tua tesi vorrei dirti che il comune di Ancona ha deciso di togliere il tram nel 1949e sostituirlo con il filobus.

Esiste un vecchio filmato in cui si vede un tram che arranca per la salita di via Marsala, passando davanti la Regia Questura, dopo aver costeggiato il Regio Tribunale.

Li si consumavano le sabbiere dei tram che sparavano sabbia sui binari.

Ma la scocciatura più grande era lo stridore del bordino delle ruote sulla curva esasperato dalla perdita di aderenza.

Per farla breve :

se fossi il sindaco ... solo filobus ed una ferrovia vicinale urbana su sede propria.

Gianluca Roma ha detto...

Ciao, sono "capitato" in questo spazio proprio perchè in cerca di un confronto tra i tram e i filobus ed è proprio ciò che cercavo.
Devo dire che sono pienamente d'accordo con te sull'analisi e credo che il filobus sia sicuramente migliore e da preferire al tram anche se è indiscusso il fascino di quest'ultimo specie nei modelli storici.
In questi giorni a Roma si è inaugurata la nuova fermata del tram 8 a Piazza Venezia dopo molti mesi di lavori e conseguenti disagi sul traffico, per la realizzazione di poche centinaia di metri di rotaie. A parte i tempi di lavoro si deve considerare il costo di realizzazione delle rotaie e la loro manutenzione. Si deve pensare che a parità di infrastruttura aerea (linea aerea elettrificata necessaria a filobus e tram), non si devono realizzare le rotaie per il filobus. in oltre, in caso di necessità (lavori sede stradale, macchine in doppia fila, incidenti, chiusura della strada) il filobus può momentaneamente distaccarsi dalla rete aerea mentre il tram è molto più vincolato. Spesso le parti di ricambio di un filobus coincidono con quelle dei normali bus (naturalmente non la parte motrice...) e quindi eventuali costi si possono ammortizzare. In conclusione io ritengo che tra le 2 soluzioni, tram e filobus, si debba preferire nettamente il filobus. Gianluca

Massimo J. De Carlo ha detto...

Naturalmente si deve sfruttare a fondo le linee tranviarie che già esistono, finchè è possibile.

Unknown ha detto...

Bel blog mi é capitato più di una volta di leggere che la superficie di attrito del tram è inferiore a quella del bus.
Vero. Ma nella mia ignoranza credo che vada valutato il numero di ruote motrici.
Comunque io sono per il servizio integrato di trasporti.
Cercando di salvaguardare prima la salute pubblica, poi le tasche.