Metropolitana.

(dal francese: metropolitain). Sistema ferroviario urbano e suburbano effettuato prevalentemente in sotterraneo e destinato al trasporto rapido di persone nelle aree metropolitane. Il termine m. è comune nelle lingue neolatine, mentre nelle lingue anglosassoni e germaniche si preferisce l'utilizzo dell'espressione ferrovia sotterranea. • St. - La prima ferrovia urbana fu quella di Londra, inaugurata nel 1863; si trattava di una linea sotterranea, inizialmente a vapore e poi elettrificata nel 1890, che univa Farrington Street con Bishop's Road. Seguì la m. sotterranea di New York (1868) che, rivelatasi però un insuccesso, fu ricostruita in forma di sopraelevata (1870). Prima della fine del secolo entrarono in servizio anche le linee di Chicago (1892), Budapest (1896), Glasgow (1897), Vienna (1898), seguite poi da quelle di Parigi (1900), Boston (1901) e Berlino (1902). I primi due decenni del XX sec. videro un'intensa attività in questo settore, mentre nel periodo tra le due guerre si ebbe un rallentamento nella costruzione di nuove linee, essenzialmente dovuto agli alti costi di costruzione degli impianti. Nel secondo dopoguerra, invece, si assistette ad una nuova ripresa del settore, dovuta ai nascenti problemi di viabilità, causati dall'imponente sviluppo della motorizzazione privata e dell'insufficienza dei trasporti a fronte dello spostamento di grandi masse di popolazione dalle campagne alle città. La m. di Roma fu inaugurata nel 1955, mentre la prima linea di Milano entrò in servizio nel 1964. • Tecn. - Molto importante nella fase di progettazione di una linea metropolitana è la scelta dei tracciati, che devono rispondere all'esigenza di coprire l'area urbana nel modo più razionale possibile. La tendenza è quindi di formare sull'area urbana una rete di linee diametrali indipendenti tra loro, con intensità di traffico ben equilibrata sui due raggi di ciascuna, eventualmente completata con una o più linee circolari. Nelle linee diametrali spesso sono adottati tracciati con biforcazioni verso la periferia della città o dell'area urbana, per consentire un allargamento della zona servita dalla m. La rete così progettata può essere urbana o regionale. Una m. a raggio urbano porta a forti concentrazioni sia di residenza che di posti di lavoro, mentre una m. a raggio comprensoriale tende a diluire gli insediamenti su un territorio più vasto, ma porta a concentrare nella parte centrale dell'area urbana i posti di lavoro (soprattutto l'attività terziaria), proiettando le residenze verso l'esterno. Esempi di linee diverse si possono trovare a Londra, dove si ha una rete di linee tra loro direttamente collegate e a lungo percorso, del tipo cosiddetto regionale; a Parigi, dove la rete è costituita da linee indipendenti, limitate alla sola circoscrizione amministrativa urbana; a New York, dove i binari dei treni locali sono affiancati a quelli dei treni espressi con rete a quattro binari. Un particolare problema che si presenta nella definizione dei tracciati di una m. è quello delle intersezioni tra le varie linee. Si ha infatti la necessità di evitare la confluenza di più di due linee in un solo punto per non aumentare gli inconvenienti del trasbordo. Occorre però che ogni linea intersechi tutte le altre per limitare il numero dei trasbordi ed è necessario anche che le stazioni di corrispondenza siano ubicate possibilmente in prossimità delle località di interscambio con i servizi suburbani (stazioni ferroviarie, tranvie, autostazioni, ecc.), per offrire ai pendolari in arrivo la possibilità di scelta tra quattro diverse direzioni servite da m., ossia i due capolinea di ciascuna delle due linee di corrispondenza. Bisogna inoltre evitare che il passaggio da una linea all'altra comporti per il viaggiatore percorsi a piedi troppo lunghi. Si ha quindi la necessità di avvicinare il più possibile le banchine delle due linee e dove ciò non sia possibile si deve ricorrere a corridoi mobili. ║ Nella progettazione di una linea metropolitana bisogna tenere conto anche della dislocazione delle stazioni e, all'interno di queste, della distribuzione degli spazi. Una stazione è infatti generalmente composta da un atrio raggiungibile dalla superficie stradale per mezzo di scale mobili o fisse. Nell'atrio vi è una linea di controlleria per la riscossione dei biglietti, quindi, attraverso altre scale, si accede alle banchine di stazione. Si devono poi predisporre dei locali per il personale addetto ai servizi e al controllo ed eventualmente dei locali a disposizione per negozi, bar, edicole, ecc. Le banchine possono essere esterne ai binari o riunite in un'unica banchina centrale definita isola; devono essere dimensionate in relazione al traffico previsto e quindi alla lunghezza dei treni (generalmente hanno una lunghezza compresa tra i 100 e i 150 m). Alcune stazioni devono anche essere dotate di binari di ricovero dei convogli e delle apposite gallerie. Le stazioni delle m. in gallerie profonde vanno attrezzate anche con ascensori e scale mobili e alle volte con marciapiedi mobili di 100-200 m per il trasporto dei viaggiatori in orizzontale o in bassa pendenza. • Costr. - Ogni linea m. è costituita da una rete di gallerie per la corsa dei convogli e da una più limitata rete di gallerie di servizio che collegano le prime tra loro, alle officine, ai depositi. Per la costruzione delle m. si possono seguire diversi procedimenti a seconda delle caratteristiche geotecniche e di inurbazione delle zone attraversate e quindi della profondità a cui è possibile collocare le linee. Dove la m. può essere inserita in una autostrada urbana, si procede con una costruzione cosiddetta a livello, ma se ciò non è possibile bisogna optare per una costruzione in galleria, che può essere superficiale o profonda. ║ Per m. a piccola profondità (circa 10 m sotto la superficie stradale) si segue in genere il metodo cut and cover (taglia e copri) che consiste nello scavo di una trincea della profondità stabilita e nella costruzione all'interno di questa della galleria vera e propria; il vantaggio è quello di poter ripristinare in tempi brevi il traffico in superficie con un impalcato provvisorio che verrà poi sostituito con quello definitivo a tratto ultimato. Le pareti dello scavo possono essere rinforzate con palificazioni o montanti metallici al fine di proteggere le costruzioni laterali. Questa tecnica è stata perfezionata durante i lavori per la m. di Milano al punto da dare origine ad un nuovo procedimento detto metodo Milano o cover and cut. Esso consiste nello scavo di due trincee larghe 60 cm circa riempite con fanghi bentonitici che, esercitando una spinta idrostatica, impediscono alle pareti dello scavo di franare. Successivamente, dopo aver sistemato le armature di ferro, si recupera la bentonite e si getta il calcestruzzo, formando così i piedritti della galleria; si scava quindi il terreno tra i piedritti fino alla profondità corrispondente all'impalcato di copertura della galleria, gettato il quale si procede al rinterro superiore a al ripristino del traffico, mentre hanno inizio i lavori di scavo all'interno della galleria. Questo metodo è particolarmente utile per la costruzione di tratti di m. a linee sovrapposte, dove è necessario limitare la larghezza della sezione trasversale. La caratteristica delle linee a piccola profondità è che la rete viene ad essere vincolata all'andamento delle strade, i percorsi risultano lunghi e tortuosi e vi sono difficoltà sia per quanto riguarda le curve, sia per lo spazio destinato alle stazioni. Per contro le stazioni sono più accessibili e nel suburbio l'uscita al piano di campagna risulta più agevole. ║ Per la costruzione delle m. a grandi profondità (al di sotto dei 30 m dal piano stradale) si usano i sistemi di scavo usati per le gallerie (a sezione piena o a sezione parziale) mentre per le parti subacquee si usa il sistema del "congelamento", che rende il terreno sufficientemente duro per sostenersi durante lo scavo oppure i cassoni autoaffondanti che vengono calati e affondati nel corso d'acqua. Queste linee sono svincolate dall'andamento delle strade e quindi i percorsi risultano più brevi e diretti, con ampia libertà nei raggi delle curve che, per cercare di ridurre le spese dovute al consumo di ruote e rotaie, di norma dovrebbero comunque essere compresi tra 130 e 200 m. Le stazioni sono però più difficilmente raggiungibili, occorrono diversi livelli di scale mobili e si hanno quindi percorsi più lunghi da percorrere, a svantaggio degli utenti. • Trasp. - La capacità e l'efficienza di una linea dipendono da tre fattori fondamentali: la velocità commerciale, la frequenza dei convogli e la capacità delle vetture. La velocità commerciale si aggira attorno ai 30-40 km/h e tali valori sono dati calcolando sia la velocità media che i tempi di fermata. La frequenza è dettata da esigenze di sicurezza: il distanziamento dei convogli deve essere infatti tale da evitare l'eventualità di collisioni tra un convoglio e il precedente e si esegue per mezzo di sistemi di blocco automatico che provocano l'arresto dei treni quando la distanza tra due convogli diventa minore di un valore prestabilito, oppure quando vengono oltrepassati segnali a via impedita. In generale i sistemi di sicurezza adottati consentono la circolazione sicura, in ciascun senso di marcia, di un treno ogni 90 secondi, ovvero di 40 treni all'ora. Per quanto riguarda la capacità, questa dipende dalla larghezza delle vetture e dalla lunghezza assunta per le stazioni. Nelle m. recenti si tende ad adottare valori tra 2,80-3 m, in quanto misure più piccole o più grandi presentano degli inconvenienti; nel primo caso si hanno vetture con insufficiente capacità, mentre nel secondo si rendono necessarie gallerie troppo larghe con costi di costruzione troppo elevati. Inoltre una larghezza eccessiva fa aumentare il tempo necessario al pubblico per salire e scendere: di conseguenza aumenterebbero le soste in stazione e decrescerebbe la velocità commerciale. ║ I treni sono composti da più vetture rimorchiate e automotrici, comandate dalla cabina di testa collegata da accoppiatori automatici. Le vetture hanno generalmente tre o quattro porte per fiancata; al loro interno i posti a sedere sono limitati al 20-30% della capienza complessiva, in modo da utilizzare al massimo lo spazio disponibile. La loro lunghezza è un sottomultiplo della lunghezza delle stazioni: una lunghezza ridotta aumenta il costo per la maggior incidenza dei carrelli e delle apparecchiature di testata, mentre una lunghezza eccessiva comporta maggiori allargamenti in curva e quindi maggiori spese di costruzione. Le motrici, con o senza cabina, hanno di norma 4 motori (uno per asse) in grado di raggiungere una velocità massima di 70-100 km/h, con un'accelerazione di 1,3-1,5 m/sec², mentre le decelerazioni di frenata possono arrivare a 1,5-2 m/sec². L'adozione di convertitori statici ha migliorato le prestazioni dei motori, consentendo schemi di frenature a recupero (utili date le continue accelerazioni e decelerazioni dei convogli) con riduzione dei consumi e della produzione di calore in galleria. Le linee della m. sono elettrificate sempre a corrente continua, con una tensione compresa tra 550 e 1.500 V; la linea di contatto può essere a terza rotaia o a linea aerea.