Una chiacchierata a cura di Giorgio Donzello
Capita di osservare modelli di gran qualita', costruiti con grande passione, con particolari montati che non corrispondono all'epoca che i modelli vogliono rappresentare; non che questo sia determinante, se un modello piace al suo proprietario, questo ha gia' rispettato il motivo per cui esiste, ma so bene che, a volte, mentre stiamo costruendo o modificando un modello, potremmo ritenere indifferente applicare un particolare oppure un altro; e' chiaro che normalmente noi cerchiamo di applicare quello che reputiamo sia corretto, nessuno vuole sbagliare di proposito, ma a volte succede che non prestiamo l'adeguata attenzione al prototipo originale, o per pigrizia o perche' ad un certo punto siamo stanchi e vogliamo finire il modello in fretta o, appunto, per superficialita'. Chiedendone spesso il motivo di questi colpi di fantasia, mi sono convinto che la piu' frequente causa di questo tipo di imperfezioni sia proprio la nostra scarsa conoscenza della reale storia e dell'evoluzione dei rotabili veri e, di conseguenza, delle loro dotazioni.
Uno degli "accessori" piu' visibili in un modello di locomotiva elettrica, e' il pantografo, per cui questa volta ci soffermiamo ad analizzare proprio i pantografi delle macchine delle nostre FS cosi' com'erano e come si sono evoluti nel tempo, fino ai giorni nostri.
Incongruita' relative ai pantografi sono diffusissime, ma il problema e' di doppia natura, Infatti e' facile vedere bei modelli con pantografi grossolani o, addirittura, con pantografi non consoni al modello che li porta, oltrettutto, come ho accennato poco fa, il pantografo occupa una posizione visibilissima, e' proprio sull'imperiale, non nel sottocassa dove passerebbe quasi inosservato, inoltre un bel pantografo sul tetto di un locomotore elettrico e' gia' un modo per valorizzare l'intero modello, direi che e' il suo biglietto da visita; ecco il motivo per cui ho deciso di scrivere questa pagina, in modo che ognuno, se vorra', anche i piu' giovani che hanno vissuto solo l'ultima parte di questa lunga storia cominciata nel 1905, possa confrontare ogni proprio modello ed i suoi pantografi in particolare, con la storia che riporto qui sotto, per verificarne la congruita' o per verificare quanto siano riprodotti bene questi fondamentali attrezzi delle nostre loco, utilizzando allo scopo, i disegni e le foto che ho inserito a corollario del testo.
E' da quasi un paio d'anni che questa pagina dedicata ai pantografi e' praticamente finita, ma e' rimasta in sospeso, come mille altre cose di Rotaie.it, perche' cercavo di rintracciare alcuni disegni utili a completare la storia; ora, dopo tanto cercare e tanto chiedere, ho deciso di rinunciarvi e rendo disponibile questo articolo a chi ne sara' interessato, pero', se qualcuno disponesse dei disegni che mancano, e' chiaro che farebbe cosa gradita a tutti gli appassionati se li mettesse a disposizione per completare questo articolo.
Bene, adesso parliamo dei pantografi FS.
Da quando le ferrovie, in generale, si sono cimentate con la trazione elettrica, dopo aver abbandonato l'utilizzo della "terza rotaia", uno dei maggiori problemi con cui si sono dovute scontrare e' stato proprio quello della bonta' della captazione della corrente elettrica dal filo, o dai fili, della linea aerea. Nei primi anni i problemi, pur sempre presenti, non erano cosi' gravi in quanto sia le potenze assorbite che le velocita' dei mezzi di quel tempo non erano molto elevate, ma, con il passare del tempo, proprio a causa del continuo innalzarsi di questi due valori, le cose hanno cominciato a complicarsi ed e' cominciata una rincorsa continua tra il pantografo e l'evoluzione dei mezzi di trazione al fine di ottenere sempre migliori performances dall'interazione tra strisciante e filo di contatto.
Le nostre FS sono state tra le prime a dover risolvere queste problematiche, in quanto sono state tra le prime ferrovie al mondo ad utilizzare in modo cospicuo la trazione elettrica nell'esercizio quotidiano della rete; infatti, gia' nel 1905, alla data della loro costituzione, le FS poterono vantare nel loro parco, assieme ad altri tipi piu' vecchi, tre nuovissimi locomotori elettrici trifase, gli E.360, studiati dalla Rete Adriatica con la collaborazione di Mavag e Ganz, allora quotatissime aziende ungheresi, consegnati solo qualche mese prima. Questi locomotori funzionavano alla tensione trifase di 3600 V a 16,7 periodi al secondo; eccone una vista generale della macchina in una foto FS e alcuni disegni del suo pantografo, simile a quello delle valtellinesi (raro disegno avuto dall'amico Riccardo Olivero).
Questi tre locomotori ebbero il privilegio di essere le prime macchine, fin dal 1° di Giugno 1906 quando fu inaugurato, a prestare servizio sulla nuova linea del Sempione, appena traforato, in quanto noleggiate dalle FS alle Ferrovie svizzere. In questo periodo dettero un significativo esempio di quale fosse la superiorita' della trazione elettrica su quella a vapore. Per restare ai pantografi, che sono il tema centrale di questa chiacchierata, questi tre locomotori che lavoravano in ambiente trifase, quindi sotto una linea aerea bifilare, captavano la corrente grazie a due rulli, tra di essi isolati, che ruotavano attorno ad un unico asse trasversale alla linea aerea, sostenuti da due stanghe imperniate sul tetto della locomotiva. Per essi il termine "pantografo" e' un po' forzato, in quanto essi lavoravano a compasso. Di essi poteva essere in presa con la linea aerea solo quello posteriore rispetto al senso di marcia, con seri problemi di captazione nei tratti isolati e nell'attaversamento degli scambi aerei.
Le tre E.360 lavorarono sul Sempione fino al Settembre 1907, quando vennero sostituite da altre macchine simili ma costruite da Brown Boveri appositamente per le Ferrovie svizzere. La particolarita' che contraddistinse le E.360 al loro ritorno in Italia, fu che nel frattempo i loro "pantografi" vennero sostituiti dagli svizzeri con altri di costruzione Brown Boveri, pantografi che avevano un funzionamento similare a quelli a stanga originali di queste macchine, si alzavano sempre a compasso, ma erano di costruzione piu' complessa e potevano essere "in presa" tutti e due contemporaneamente, a differenza di quelli originali con indubbio miglioramento circa il prelievo della corrente in modo continuo dalla linea aerea, anche laddove fossero esistiti tratti isolati o scambi. Questi nuovi potevano anche fregiarsi del titolo di "pantografi" in quanto avevano effettivamente un funzionamento "a pantografo" relativamente al rinvio che serviva a tenere verticali i supporti degli striscianti. Questi nuovi pantografi della Brown Boveri, sicuramente migliori degli originali, da questo momento equipaggeranno tutti i locomotori trifase costruiti dalle FS fino agli E.431 e E.554 compresi. Nell'ambito della trazione trifase, monteranno un apparato diverso solo gli E.432 che adotteranno di serie un pantografo completamente differente da questi, piu' simile a quelli che siamo abituati a vedere oggi, ma di questo parleremo fra un po'.
Nella foto seguente potete vedere il menzionato pantografo a stanghe Brown Boveri equipaggiare il bellissimo modello del E.360 recentemente prodotto da Fulgurex. Di questo non ho il disegno e sarei grato a chi ne fosse in possesso se...
Per parecchi anni il pantografo FS fu questo e solo questo, infatti molte erano le ragioni che non spronarono molto le FS a studiare nuove soluzioni ma ad apportarvi solo lievi migliorie. Ricordiamo che l'elevato voltaggio della linea trifase, unitamente alla suddivisione degli amperaggi su due conduttori separati, alle potenze e alle velocita' relativamente basse delle locomotive di quel periodo, di fatto, imponevano stress ridotti sia agli striscianti che alle linee di contatto, specialmente nelle macchine a ruote piccole che raggiungevano una velocita' massima di soli 50 Km/h. La presa di corrente su queste macchine non e' mai stata meravigliosa, specialmente nelle macchine da 100 Km/h, ma il problema piu' consistente era determinato soprattutto dagli sviamenti degli striscianti rispetto ai fili di contatto o dai problemi con gli scambi aerei che erano molto complicati e altrettanto delicati; praticamente, piu' che problemi di pantografo, era la trazione trifase dell'era pionieristica, cosi' com'era concepita, che complicava di molto l'interazione pantografo/linea aerea e il materiale fisso doveva essere posto in opera perfettamente, perche' il sistema non perdonava alcuna imperfezione.
Pero', anche se gli stimoli non erano molti i problemi c'erano e le FS disponevano pur sempre di un eccellente ufficio studi a Firenze, per cui, in previsione di progetti futuri dalle maggiori esigenze (progetti gia' definiti e quasi maturi, che sfoceranno di li a poco con la nascita degli E.625 e E.626) e anche nel tentativo di migliorare la captazione della corrente nelle macchine da 100 K/h, quelle a ruore alte, si cimentarono con un prototipo di pantografo di forma molto piu' simile a quello che ci e' familiare oggi. Questo pantografo venne sperimentato sulla E.333.006 attorno alla meta' degli anni '20. Ecco qui di seguito la macchina in questione cosi' attrezzata in una vecchissima e forse unica foto rimasta a testimonianza, tra quelle fatte all'epoca dalla stesse FS. Una vita fa, diciamo almeno trenta anni fa, affascinato da questo esperimento ho costruito il modello di questa macchina attrezzata con questi nuovi pantografi, modello che, sia pur molto piu' spartano dalle cose che riusciamo a fare oggi, testimoniava gia' allora la mia sensibilita' a questo fermento tecnico di quel periodo. Cliccate pure qui se vi interessa vederlo con i pantografi alti oppure abbassati.
Questi pantografi rimasero un tempo limitato sulla E333.006, quello necessario alla serie di prove previste, rimpiazzati ben presto da quello standard a stanghe. Fu solo un'apparizione, quindi, ma fu molto importante, in quanto ebbe il merito di aprire la strada a nuovi progetti innovativi che, di li a poco, avrebbero attrezzato in modo definitivo le nuove locomotive veloci che sarebbero state costruite negli anni subito seguenti.
Tra il 1925 e il 1928, questa esperienza, anche se un po' modificata, venne trasferita su alcune nuove locomotive, esattamente le E.470 e E.472. Queste locomotive elettriche destinata alla tratta Roma-Sulmona, pur facendo parte del collaudato sistema trifase, erano concettualmente nuove e funzionavano a frequenza industriale, invece che a 16,7 Hz come tutte le altre che si erano viste fino a quel momento. Ecco una foto di Breda Ferroviaria che ritrae questo nuovo locomotore con i suoi nuovissimi e molto elaborati pantografi.
Grazie all'intervento di Attilio Mari, ecco anche il disegno originale delle FS di questo spettacolare tipo di pantografo, precisamente quello istallato sulle E.472, per ora visto solo lateralmente, ma, grazie ad altri amici che si sono interessati alla cosa, presto avremo anche altre viste sia di questo che di quello istallato sulle E.470. Il mutuo soccorso sta cominciando a funzionare e spero che anche altri si possano unire in questa ricerca sui pantografi FS, per completare al piu' presto questo articolo con i disegni di tutti i pantografi che sono stati protagonisti dell'evoluzione, sia tecnica che concettuale, di questo importantissimo apparato. Ecco qui sotto, per adesso, il disegno laterale del doppio pantografo dell'E.472, accompagnato da due foto del grande Mari che ne costruisce il modello e da due viste ravvicinate che ne testimoniano la complessita'. Spero molto che il vedere come lavora Attilio Mari, possa innescare una voglia emulativa in qualcuno di noi, chissa' mai...
Tra parentesi e' doveroso dire che anche un altro tipo di rotabile, pero' piu' tardi, negli anni '40, usufrui' di questo doppio pantografo parallelo, le ALe.840, o piu' esattamente le loro rimorchiate Le.840 che avevano l'imperiale libero e poterono ospitare questo tipo di pantografi sul tetto e dei convertitori (corrente alternata / corrente continua) nel sottocassa per alimentare a 3000 V in continua le ALe.840 anche sotto il bifilare trifase. Se non e' genio italiano questo... Questo escamotage permetteva, quindi, di offrire treni diretti, senza cambio di trazione e senza i perditempo connessi, tra aree del paese governate a corrente continua e aree governate a corrente alternata trifase. Eccone una bella foto in primo piano, dell'archivio storico Ansaldo.
Chiusa questa digressione temporale, nel '28, la nascita dell'E.432 che, insieme al E.554, viene universalmente considerato come il miglior locomotore trifase, venne salutata da un nuovo tipo di pantografo, derivato proprio da quelli che abbiamo visto in prova pochi anni prima sul E.333.006. In questo caso cambia la forma degli archetti, ma il pantografo e' praticamente quello; eccone una foto eseguita proprio da Breda, la costruttrice di questa fantastica macchina trifase e il disegno di questa interessante novita'. Ho voluto aggiungere anche la foto del modello di questo pantografo, un supermodello in scala 1, eseguito dal grande Mari che offre al meglio il senso e la discreta complessita' di questa costruzione.
Giacche', molto gentilmente, Mari mi ha inviato anche qualche bella vista di un suo modello di E.432, ne approfittiamo tutti per valutare questo pantografo nella sua posizione operativa da un punto di vista che mai avremmo potuto avere osservando la macchina vera.
Questa accelerazione nella ricerca di soluzioni migliori circa la captazione della corrente sfocio' in un nuovo progetto radicale che sperimentava, per il nuovo materiale elettrico delle FS, l'utilizzo di corrente continua alla tensione di 3000 Volts. Si' perche', se era vero che gli archetti del trifase erano sufficienti a captare la corrente necessaria a quelle locomotive, non era piu' vero che lo stesso tipo di pantografo, in presa su di un solo conduttore, tra l'altro a tensione piu' bassa, avrebbe potuto soddisfare la richiesta di potenza di macchine via via sempre piu' potenti e piu' veloci.
Il progetto in questione e' quello delle nascenti E.625, per l'appunto macchine destinate a funzionare ad una tensione di 3000 V in corrente continua. Questo nuovo sistema, se da un lato favoriva un controllo della potenza piu' semplice e lineare rispetto alla trazione trifase, perlomeno cosi' com'era concepita nei primi anni del '900 (oggi sarebbe diverso), dall'altro imponeva flussi di corrente notevolmente piu' corposi e, per di piu', come abbiamo gia' visto, da prelevare da un solo ed unico filo di contatto. Per affrontare questo nuovo problema, quindi, le FS studiarono quello che fu il primo pantografo che finalmente rispondeva all'immagine che ognuno di noi ha di questa apparecchiatura, il "Tipo 12" a doppio strisciante, sull'esperienza maturata sulle macchine trifasi fino ad allora. La sperimentazione con questi nuovi pantografi in presa sotto la linea aerea a 3000 Volts, inizio' dal 1° di Marzo del 1928 sulla linea Benevento-Foggia, attrezzata appositamente per questo genere di prove e diede risultati piu' che lusinghieri, al punto che fu deciso che tutte le nuove linee elettrificate avrebbero avuto questo tipo di alimentazione. Dopo le prime esperienze, il Tipo 12 fu migliorato e fu varato il "Tipo 22" a semplice strisciante. In pratica il pantografo rimase tale e quale nella sua struttura, ma venne reso singolo lo strisciante e vennero aggiunte delle frizioni che ne rallentavano i movimenti, nel tentativo di far lavorare di piu' la sospensione dell'archetto. Ecco qui sotto il "Tipo 22" rappresentato da una significativa immagine e dal suo disegno.
Nel 1930, con l'entrata in servizio di mezzi piu' potenti come gli E.326 che, anche se progettati per velocita' di 150 Km/h, comunque inizialmente furono pur sempre omologati per i 130 Km/h, le FS introdussero il "Tipo 32", piu' grande del Tipo 22 con una serie di ulteriori miglioramenti, soprattutto relativamente alla sospensione dell'archetto. Questo nuovo pantografo andra' ad attrezzare, oltre agli E.326, anche i nuovissimi E.428 e poi ancora gli E.626 delle prime serie, sostituendo su questi il vecchio "Tipo 22" e il "Tipo 12" laddove non fosse gia' stato sostituito in precedenza dal Tipo 22. Eccone qui sotto il disegno, oltre ad una bella foto di Carlo Bonari di un 626 con il suo "32" di origine e il modello del "Tipo 32", splendidamente realizzato in scala 1, sempre da Lui, il grande Mari, modellista inarrivabile.
L'evoluzione di questo indispensabile attrezzo delle locomotive elettriche, anche se sembra che abbia gia' fatto molta strada, non e' che all'inizio della sua storia, infatti, l'imminente entrata in servizio delle elettromotrici E.624, ma soprattutto degli elettrotreni ETR 200, nel 1937, indussero le FS a studiare un meccanismo piu' leggero, meno aggressivo per la linea aerea e piu' rapido nel seguire le ondulazioni della freccia della catenaria, insomma, un nuovo strumento piu' rispondente alle caratteristiche dei nuovi e piu' veloci treni, capace di migliorare l'interazione tra strisciante e linea di contatto ancora suscettibile di ulteriori miglioramenti. Nacque cosi' il "Tipo 42 L", dove la lettera "L" sta per "Leggero". A differenza dei Tipi 22 e 32 in cui il quadro era costituito da tubi di acciaio, in questi nuovi "42" la struttura del quadro fu realizzata con tubi in lega di alluminio a sezione ellitica, questo per poter aumentarne la sezione e quindi la robustezza, senza pregiudicarne l'efficienza aerodinamica. L'alleggerimento, oltre che nei materiali, coinvolse anche la stessa struttura del quadro, infatti basta verificare il numero delle diagonali per rendersene immediatamente conto, inoltre il portastrisciante venne modificato aumentandone la larghezza e modificando le "corna" laterali in forma chiusa, questo nell'ottica di limitare i guai con la sospensione della linea aerea nel caso di accidentali fuoriuscite dello strisciante stesso dal filo di contatto, soprattutto nelle curve a piu' stretto raggio o a causa di un eccessivo rollio della cassa nelle curve o ancora per difetti di poligonazione. Eccone un disegno e una bella foto di fabbrica fatta da Breda all'ETR.209.
Furono le prove che portarono L'ETR.200 a stabilire il primato mondiale di velocita' con piu' di 203 Km/h, il 20 Luglio 1939, a definire nella loro reale dimensione quelli che erano i problemi di captazione della corrente alle alte velocita'; ecco la striscia tachimetrica registrata durante quel viaggio da Firenze a Milano che fu coperto in un'ora e 55 min. unitamente al profilo altimetrico.
in quelle sessioni di prova fu verificato che fino alla velocita' di 130 Km/h i fenomeni aerodinamici erano relativamente ininfluenti, mentre al di sopra di questo valore questi diventavano di intensita' sempre crescente, tale da determinare, congiuntamente all'attrito sul filo di contatto, un eccessivo cabraggio del portastrisciante che, in questo tipo di pantografo, risulta libero di ruotare sul proprio asse. L'esperienza insegna, quindi il primo ritocco al progetto iniziale del tipo 42L fu quello di aggiungere una aletta che contrastasse questo cabraggio con un effetto aerodinamico contrario. Ma non basta, perche' l'uso quotidiano suggeri' anche di irrobustire un tantino questo 42L che risultava estremamente fragile, anche in occasione di piccoli urti, che ne modificavano facilmente la forma della struttura del quadro mobile, con conseguente peggioramento del contatto con il filo aereo, causato dalla diversa posizione spaziale che andava ad assumere lo strisciante dopo un qualsiasi urto. Vennero quindi irrobustiti sia il quadro mobile che la piastra di base. Questa nuova versione del "42" fu denominata "Tipo 42LR" in cui la nuova lettera "R" non significava altro che "Rinforzato". Il nuovo pantografo "Tipo 42LR" ando' ad attrezzare, gia' dal 1940, le nuove locomotive E.636 e, subito dopo la guerra, molte E.428 e E.626 in sostituzione dei vecchi Tipo 32.
Il lavoro di affinatura meccanica e di miglioramento della conducibilita' delle barre striscianti non cessava mai, portando ulteriori modifiche a questo pantografo nel tentativo di renderlo sempre migliore; per prima cosa si sostitui' l'archetto piano con uno nuovo di tipo centinato e poi si cambiarono i metalli con cui era formato lo strisciante vero e proprio, passando dalle barre in ottone e acciaio a quelle in rame elettrolitico e acciaio garantendo cosi' una maggiore conducibilita' elettrica. Ecco il suo disegno
Potrebbe sembrare che con questi ultimi miglioramenti il pantografo avesse raggiunto la sua perfezione, ma l'evoluzione dei mezzi di trazione continuava a mettere sempre piu' alla frusta la captazione di corrente, sia per le maggiori velocita' di esercizio delle nuove locomotive e dei nuovi elettrotreni, sia per le maggiori richieste di potenza elettrica e quindi di corrente, necessarie a queste nuove macchine, sempre piu' assetate di energia elettrica. Infatti, con la nostra storia, siamo arrivati solo alle soglie del 1959 quando entrarono in servizio le meravigliose ALe.601 con velocita' che potevano superare i 200 Km/h. Per queste nuove macchine venne studiato un nuovo pantografo che fosse in grado di seguire al meglio la freccia ondulatoria del filo di contatto e prelevare il fabbisogno di energia dei suoi motori che era di quasi 1000 Kw per ognuna di esse. Questo nuovo campione tecnologico era il "Tipo 52", decisamente rivoluzionario rispetto ai precedenti, con il quadro di base realizzato in lamiera scatolata, molto piu' rigido nella struttura per far lavorare, di piu' la sospensione dello strisciante. Furono migliorate le sospensioni sia del parallelogramma che dell'archetto prendicorrente che, anche in questa applicazione, era del tipo centinato. Per rispondere alle aumentate esigenze energetiche dei nuovi mezzi, anche le barre di contatto con la linea aerea passarono dalle tradizionali tre al numero di sei, sempre alternando il rame elettrolitico all'acciaio che ne rallentava il consumo. Tra le numerose novita' di quest'ultimo nato nella famiglia dei pantografi FS, vi era anche quella che, per la prima volta il portastrisciante era conformato in modo da ottenere una spinta aerodinamica che aiutava l'archetto a mantenere il contatto con la linea aerea e ad assicurare una captazione senza distacchi anche alle più alte velocità d’esercizio. Eccone il disegno assieme ad una splendida serie di ALe 601 con il loro "52" alzato, in una bella foto di "E.655.540" in deposito a Lecco, in attesa di prendere servizio.
I problemi, pero', non cessavano mai e nel 1970, con l'entrata in servizio delle E.444, macchine da 200 Km/h con velocita' medie delle relazioni dell'ordine dei 150 Km/h, grazie a migliori sistemi di indagine, ci si rese conto che la centinatura dello strisciante, facendo lavorare il filo di contatto poligonato su di una superficie inclinata, induceva nel sistema delle forze trasversali sempre maggiori all'aumentare della velocita' che mettevano in crisi sia la sospensione della linea aerea, che la struttura del pantografo stesso, oltre a richiedere continui interventi della sospensione dell'archetto. Venne cosi' sostituito lo strisciante centinato con uno piano. Pero', risolto un problema se ne creava un altro, infatti questo nuovo strisciante a volte interferiva con la sospensione della linea aerea dove questa non fosse perfettamente posata, inoltre a velocita' superiori ai 180 Km/h, si riscontravano ancora problemi di captazione dei quasi 1000 A necessari alla locomotiva, con seri problemi di surriscaldamento degli striscianti. Per cui, ad evitare questo problema vennero maggiorate le dimensioni della barre prendicorrente.
Questo nuovo "Tipo 52" entro' immediatamente nella dotazione di serie delle ALe.601 ed E.444, come detto, ma un paio di anni dopo equipaggio' anche le nuove e potenti E.645/646, che con i loro 3800 Kw assorbivano anch'esse correnti di circa 900 Ampere; valori che potevano apparire assurdi solo pochi anni prima, ma con queste macchine bisognava confrontarsi con la voracita' di ben dodici motori!
Facendo tesoro di tutte queste nuove esperienze, in quegli stessi anni venne migliorato per l'ultima volta anche il "Tipo 42LR" trasponendo anche su questo la sospensione dell’archetto ed il pattino dal nuovo "Tipo 52" ottenendo, cosi', anche l’ultima evoluzione del pantografo "Tipo 42", che fu il "Tipo 42 LR unificato" di cui possiamo vedere il disegno qui sotto.
Con la nascita delle locomotive E.632 e E.633, le FS dovettero cambiare momentaneamente strategia per il prelievo della corrente dalla linea aerea, in quanto le prime serie di queste due locomotive presentavano dei reostati sul tetto che ne occupavano una porzione notevole, tanto da rendere impossibile l'utilizzo del Tipo 52. Per risolvere il problema, quindi, le FS si rivolsero al pantografo monobraccio Faiveley AM41 Bu cc. Questo pantografo era dotato di archetto studiato in modo da ricevere anche una spinta aerodinamica verso il filo di contatto; era evidente fin da subito che non sarebbe stata la scelta definitiva, pero' intanto risolveva quel problema specifico sulle E.632/633 e tanto bastava. Ecco due di queste loco ancora dotate dei pantografi Faiveley.
A partire dal 1991 gli archetti centinati del Faiveley vennero sostituiti dal nuovo strisciante piano del Tipo 52. Per quel che concerne la presa di corrente le E.632 ed E.633 adesso andavano bene, avrebbero potuto rimanere cosi', ma il Tipo 52 godeva troppo dei favori degli ingegneri delle FS al punto che, non appena essi poterono disporre per queste locomotive dei reostati Fusani in ghisa, che occupavano uno spazio decisamente piu' contenuto sul loro tetto, ritornarono immediatamente all'uso del Tipo 52 che ando' a costituire la fornitura standard di tutte le "Tigri" costruite successivamente.
Intanto nel 1988, in questa rincorsa infinita, con la nascita degli ETR.450, i primi "Pendolino", elettrotreni dalle alte prestazioni velocistiche, il Tipo 52 non andava gia' piu' bene cosi' com'era, per una serie di ragioni e fu ristudiato, ottenendone il "Tipo 52 AV" (Alta Velocita'). Questa ennesima variante del "52" era dotato di un cilindro pneumetico per permetterne l'abbassamento in corsa ove se ne fosse riscontrata la necessita', a cui si aggiunse l'istallazione di un ammortizzatore che, frenando i movimenti del quadro, facesse lavorare di piu' la sospensione dell'archetto. Inoltre, per diminuire l'eccessivo consumo degli striscianti riscontrato alle massime velocita' si ritorno' all'alternanza rame-acciaio dei primi "52". Nonostante questo, succedeva che alle massime velocita' la spinta aerodinamica portava lo strisciante ad essere troppo aggressivo con il filo di contatto, ragion per cui, alla fine, venne rimosso l'alettone
Ecco qui sotto un disegno del Tipo 52 AV e due interessanti foto di Pendolini.
Ma, come ormai avete capito, niente e' eterno e gia' nel successivo 1993, con la consegna delle E.652, macchine da 160 Km/h ma con assorbimenti elevatissimi a causa dei loro quasi 5 MW, venne presentato il "Tipo 52/92" con l'introduzione di un alettone sotto al pattino portastrisciante, concettualmente simile a quello che montava il 52 in origine ma che ora, un po' diverso e montato su macchine meno veloci, non devastava la linea aerea e aiutava sensibilmente la captazione della corrente. Questi sono i corsi e i ricorsi della storia. Le altre modifiche introdotte con questo nuovo meccanismo riguardarono in primis la maggiorazione della corsa della sospensione dell'archetto che, in questo modo riduceva gli adattamenti del quadro e aiutava ad una complessiva riduzione degli attriti. Secondariamente, per ridurre ogni brutalita' verso la linea di contatto, vennero sostituiti gli striscianti di acciaio con altri in rame, aumentando nel contempo anche la superficie di contatto e quindi la conduzione complessiva dello strisciante.
A partire dal 1994 su questo pantografo il rame elettrolitico degli striscianti con cui si erano stati sostituiti quelli di acciaio, vennero sostituiti nuovamente con altri in rame sinterizzato (composto di rame arricchito con allumina), che permettevano performances e temperature piu' elevate senza perdere le caratteristiche sia elettriche che meccaniche, con una minore aggressività nei confronti della linea di contatto e aumentando, nel contempo, le percorrenze prima della sostituzione. Questo pantografo verra' montato anche sugli ETR 470 "Cisalpino", sugli ETR 460p in servizio per la Francia e sugli E.402A e sostituira' i Tipo 52AV degli ETR.450. Ecco qui sotto il disegno del "Tipo 52/92 FS"
Vi avevo detto che si trattava di una rincorsa continua; infatti, con l'entrata in esercizio dei veri treni per Alta Velocita', gli ETR 500, il panorama dei pantografi cambia ancora con l'introduzione del "Tipo ATR90". Cari amici, di pantografi finora ne abbiamo visti tanti, molti erano decisamente innovativi per l'epoca in cui vennero concepiti, ma questa volta dobbiamo dire che si tratta di una vera rivoluzione. Questo nuovo pantografo, costruito dall'Ansaldo, risponde alle mille problematiche con la semplicita' concettuale dell'italico ingegno e con una costruzione meccanica da far invidia ai tedeschi. Intanto va detto che questo pantografo e' stato concepito per avere portanza aerodinamica nulla, ricavando la spinta unicamente da un sistema pneumatico che ne permette la regolazione della forza momento per momento, diversa secondo la velocita' e anche secondo la direzione di marcia tra motrice di testa e di coda, realizzando quella che viene chiamata "spinta impressa"; poi bisogna sottolineare che e' costruito completamente in lega di alluminio e che i suoi snodi sono tutti su cuscinetti a rulli per non perdere nemmeno un grammo di spinta negli attriti. L'archetto e' composto da due striscianti separati e lontani tra di loro, in modo da equilibrare al meglio la pressione su ognuno di essi con il risultato di una captazione ottimale anche con pressioni sul filo di contatto piu' limitate, a tutto vantaggio della linea aerea. Molte altre sono le sue caratteristiche d'avanguardia, un grande pantografo assolutamente nuovo e molto bello a vedersi, tanta tecnologia con un grande stile. Ecco disegni e foto di un ATR 90 di ricambio a disposizione in deposito. La foto dell'E.404, invece, si deve all'estro di AsaVarese che ha colto un ETR 500 in una posizione tale da far risaltare l'argomento di questo articolo, il suo pantografo.
I pantografi ATR 90 oggi equipaggiano le 402b, gli ETR 485 relativamente ai 3kv cc, le 404 PIT serie 500 non ancora trasformate in 600.
Ma ora che abbiamo capito come vanno le cose, non ci stupiremo piu' se vedremo che un pantografo cosi' eccezionale, con tutte quelle caratteristiche geniali, debba solo essere una tappa di passaggio e non la meta finale. Ogni cosa che fa l'uomo risponde a problemi specifici, nulla potra' mai essere universale od eterno, quindi all'arrivo di nuovi problemi ecco che arrivano nuove soluzioni. Infatti i nuovi problemi arrivarono con l'entrata in servizio di nuovi mezzi che avrebbero dovuto varcare i confini e che, quindi, era necessario che avessero gli strumenti adatti a diverse linee aeree e a diversi tipi di alimentazione. Per far questo ogni macchina e ogni elettrotreno dovevano possedere tutti i pantografi necessari a quelle particolari situazioni; ogni nazione ha le sue specifiche regolamentazioni per quel che riguarda questo attrezzo, variano la forma e la larghezza dello strisciante ed anche la spinta in Kg che lo strisciante deve esercitare contro il filo di contatto. Oltre a questi, c'e' anche un altro problema, cioe' quello che obbliga a posizionare lo strisciante quanto piu' possibile sulla verticale del centro del carrello, per avere la ragionevole certezza che si trovi sempre sotto al filo di contatto. Una locomotiva elettrica moderna pero' ha due soli carrelli, quindi sono solo due le posizioni utili al montaggio di tutto cio' che serve, men che meno ci sarebbe spazio alla ridondanza delle attrezzature. Cosa fare allora?
La risposta, che piu' sopra abbiamo gia' intravisto adottata con il E.633 per altre motivazioni, e' quella di immaginare di tagliare a meta' un pantografo tradizionale nel senso trasversale alla marcia, ottenendone cosi' due con un'articolazione sola. Con questa operazione possiamo immaginare di ottenere due nuovi pantografi monobraccio che possono essere usati separatamente secondo necessita' e che occupano all'incirca lo stesso spazio, o poco piu', di un pantografo a quadrilatero tradizionale. Naturalmente l'operazione che hanno fatto le FS assieme alle aziende fornitrici, per ottenere quello che sarebbe stato il futuro "Tipo ATR95" non e' stata cosi' banale, ci sono stati molti studi e molte prove, ma ho voluto spiegare l'operazione in questo modo per farne capire meglio una caratteristica fondamentale di questi nuovi pantografi, cioe' quella della limitatissima occupazione di spazio sul tetto della locomotiva, circa la meta' di un pantografo tradizionale, permettendo cosi' di montare due pantografi di questo tipo in posizione contrapposta al posto di uno solo, al fine di avere sull'imperiale della locomotiva il numero di pantografi necessari alla circolazione nei vari Paesi in cui sia previsto il suo servizio. Questi pantografi ora sono montati in origine su tutte le macchine di nuova costruzione, sui Minuetto, sui 403, sui 404 serie 600. Eccone qui il disegno...
...e qui sotto due splendide foto, una scattata da Ernesto Imperato, che ne sancisce posizione, dimensioni compatte e uso alternato secondo la tensione della linea aerea e l'altra di Bavve che ci mostra un bellissimo locomotore, nella sua ultima livrea, che ne e' provvisto.
A questo punto siamo praticamente ai giorni nostri e potrebbe sembrare che la saga dei pantografi FS sia terminata, ma non e' cosi' in quanto, prima che le FS potessero disporre del'ATR 95, AD Tranz, ora Bombardier, progetto' per le nostre Ferrovie dello Stato un nuovo locomotore destinato a risolvere definitivamente il problema del cambio di trazione al valico del Brennero, potendo operare anche in Austria e in Germania alla tensione di 15 KV CA e potendo superare le livellette del Brennero in semplice trazione. Questo nuovo e potente locomotore venne chiamato E.412 ed e' una potente macchina da 6 MW, la piu' potente tra quelle che abbiamo in servizio. Ebbene, in quel momento noi non avevamo un pantografo omologato per la linea aerea a 15 KV di Austria e Germania, quindi AD Tranz attinse da cio' che era gia' pronto e omologato in quei paesi e, per queste 20 macchine, uso' pantografi Schunk di costruzione tedesca. I due pantografi di cui e' dotata questa macchina sono simili a vedersi, ma non sono uguali, in quanto sulla testata "A" si trova il WBL 85/3 adatto alle linee a 3KV in continua che puo' sopportare 3000 Ampere, mentre sull'altra testata si trova un WBL 85/15, adatto alle linee a 15 KV in alternata di Austria e Germania che puo' sopportare correnti fino a 800 Ampere. Gli striscianti sono rispettivamente in rame il primo e in carbone il secondo. Eccone un esemplare, bello pulito, immortalato da R. Fogagnolo con uno Schunk alzato.
In questa storia infinita, nel 2003 sono arrivate in Italia le E.405, macchine molto simili alle E.412, che con esse condividono molti elementi, costruite originariamente, sempre da AD Tranz, per le ferrovie polacche, eccone una in questa bella foto, scattata ancora da Imperato, in cui la vediamo con tutti e due i pantografi in presa... quasi fosse stata scattata in funzione di questo articolo... e anche questi sono Schunk, ma a differenza delle E.412 questi sono uguali tra di loro, in quanto queste macchine possono circolare solo sotto i 3 KV in continua.
Ma anche le storie infinite prima o poi finiscono e anche questa lunga divagazione sui pantografi delle nostre FS e' arrivata alla sua conclusione... almeno per ora, ma possiamo star certi che piu' avanti la rincorsa dei pantografi sui mezzi di trazione, riprendera' piu' tecnologica che mai. Come ho detto manca qualche disegno e spero in qualcuno di voi per colmare questi vuoti, comunque il piatto e' ricco e sicuramente ci sara' da lavorare un bel po' per sistemare tutti i nostri modelli.
Ringrazio gli autori delle foto che con il loro apporto hanno permesso di visualizzare meglio cio' di cui si stava parlando e di rendere meno "tecnica" questa carrellata tra i pantografi delle nostre macchine. Spero vivamente di non essere caduto in nessuna inesattezza, seguo questo argomento da talmente tanti anni che credo sia difficile, comunque questo e' sempre possibile e, come sempre, conto su di voi anche per sistemare eventuali sviste. Grazie per la pazienza.