L’implementazione diretta delle tecnologie funiviarie al settore del trasporto pubblico sta trovando sempre più spazio. Basti pensare all’espansione dei consorzi sciistici che si è avuta a partire dagli anni ’90 o ad impianti simbolo come la cabinovia urbana di Lisbona o quella di Bogotà. Tuttavia, il costo di costruzione di tali impianti rappresenta ancora un fattore limitante che in molti casi spinge gli enti locali ad optare per soluzioni più tradizionali come trasporto su gomma (autobus).
In presenza di configurazioni topografiche specifiche, come appunto in presenza di grandi dislivelli, la necessità di superare corsi d’acqua, o semplicemente la mancanza di spazio che ormai è il problema principale delle grandi metropoli, le tecnologie di trasporto pubblico non convenzionali hanno trovato e troveranno sempre più spazio. La tecnologia funiviaria ART (Aerial Ropeway Transit), modalità di trasporto aereo in cui i passeggeri viaggiano in cabine sospese, è un esempio popolare di applicazione delle tecnologie funiviarie al settore del trasporto passeggeri. L’introduzione di questa tecnologia nell’ambiente urbano ha portato a diversi progressi e miglioramenti della tecnologia.
Introduzione
La ART è una tecnologia di trasporto aereo in cui cabine prive di motore, sospese su e trainate da cavi aerei, sono utilizzate come vettore alternativo per il trasporto di massa in ambiente urbano. Di impianti per il trasporto funiviario ve ne sono migliaia in funzione in tutto il mondo già da diversi decenni. Tuttavia, la maggior parte di questi sono stati costruiti per scopi ricreativi nelle stazioni sciistiche e nelle aree di attrazione turistica per trasportare sciatori e turisti in luoghi altrimenti inaccessibili. Solamente nell’ultimo decennio si è osservata una transizione che ha portato allo sfruttamento di questa tecnologia anche in ambiente urbano, soprattutto in situazioni in cui i vettori convenzionali di trasporto pubblico non erano una soluzione praticabile a causa di barriere geografiche e topografiche. In questi contesti, la ART può essere una soluzione ottimale.
Basti pensare che l’85% del PIL mondiale (2015) è generato in ambiente urbano e che con il tasso attuale (1.5 milioni di persone all’anno) di migrazione da ambienti rurali ad ambienti urbani, nel 2050 il 68% dell’intera popolazione vivrà in città. Da qui è chiaro come un modello alternativo di mobilità urbana sia fondamentale per uno sviluppo efficiente.
Un dato interessante che chiarisce come la mobilità urbana già oggi sia un problema in molte città, è il tempo medio che una persona in età lavorativa passa in coda: 42 h/anno, quasi 2 giorni!
Il principale problema della mobilità ordinaria è legato al rapido sviluppo delle città che non era stato opportunamente previsto con arterie sufficientemente capienti.
La letteratura scientifica su questa tematica è relativamente scarsa. Neumann, nel lontano 1992 è stato il primo a condurre ricerche sistematiche ed ha fornito una rappresentazione dettagliata sulle prestazioni, i costi ed il potenziale applicativo di alcune tecnologie funiviarie. 7 anni dopo, sempre Neumann ha redatto una relazione approfondita sulla storia dei trasporti a fune dal 1800 agli anni ’90. Vuchic nel 2007 ha brevemente discusso le diverse tecnologie non convenzionali di trasporto, tra cui i sistemi funiviari e la loro applicazione come modalità di trasporto di massa in condizioni specifiche in molte aree del mondo. Recentemente, Alshalalfah e Shalaby (2011) e Alshalalfah et al. (2012) hanno valutato le differenti tecnologie ART oggi disponibili sul mercato.
In estrema sintesi, un singolo impianto funiviario è oggi capace di sostituire, in termini di capacità di trasporto l’equivalente di 100 autobus o 2000 auto private. Questo ovviamente ha un impatto diretto sia sul consumo di spazio che sull’impatto ambientale. Il consumo medio di un impianto a fune è pari a 0.1 kWh/Pkm contro gli 0.3 di un autobus ed i quasi 0.6 kWh/Pkm dell’auto privata.
Tecnologie funiviarie: componenti di un sistema funiviario ART
Come funzionano le tecnologie e quali sono i componenti del sistema?
Quasi tutti i sistemi ART si basano sugli stessi componenti fondamentali: veicoli, azionamenti, terminali, sostegni e funi. Di seguito è riportata una descrizione di ogni componente.
- Veicolo: definito come il sistema su cui vengono trasportati i passeggeri. Il vettore non include solamente le cabine passeggeri ma anche il carrello e la morsa che lega le cabine passeggeri alla fune. I veicoli passeggeri (a volte chiamati funivie, cabine o vettori) hanno dimensioni diverse a seconda della tecnologia utilizzata come si mostrerà più avanti in questo articolo.
- Azionamenti (motori): a differenza delle modalità di trasporto convenzionali, nella ART i veicoli (cioè le cabine) non hanno un motore proprio. La propulsione è fornita da un motore fuori bordo che muove la fune (traente o portante-traente). Il moto delle funi è possibile grazie ad opportune pulegge.
- Terminali (stazioni): tutte le linee ART hanno almeno due terminali. Alcuni impianti prevedono anche stazioni intermedie.
- Sostegni (piloni, supporti): Queste sono le strutture intermedie che supportano le funi tra i terminali.
- Funi: La fune è il cuore di qualsiasi impianto aereo. In base alla tecnologia, una fune può essere utilizzata come fune traente (cioè propulsione), come fune portante (sospensione), o per entrambe le funzioni (cioè traente/portante) come verrà discussa in seguito.
- Strutture di rimessaggio: le strutture di rimessaggio e parcheggio sono situate sulla piattaforma di un terminale. Di fatto sono dei magazzini in cui le cabine possono essere parcheggiate quando l’impianto è fermo.
Tecnologie funiviarie ART
In questa sezione viene fornita una breve descrizione di ciascuna tecnologia utilizzabile per realizzare un impianto per il trasporto funiviario di passeggeri.
MGD. Le cabine passeggeri nei sistemi MGD (Monocable Gondolas Detachable) sono sospese su una fune ad anello che funge sia da portante che da traente grazie ad una morsa che ne permette, una volta che la cabina raggiunge la stazione, il distacco. Nel terminale di tipo MGD, una volta che la cabina è staccata dalla fune, si ha un sistema di movimentazione della stessa (0.15 – 0.20 m/s) tale da consentire l’imbarco e lo sbarco in sicurezza dei passeggeri. Il moto della cabina avviene solitamente mediante un sistema di convogliatori a ruote gommate.
La cabina viene poi accelerata fino alla velocità della fune permettendone il ri-ammorsamento sulla fune. La capacità tipica delle cabine dei sistemi MGD varia tra 4 e 15 persone per cabina e capacità del sistema può raggiungere le 3.600 (4.500) persone all’ora per direzione (Dwyer 1975). Le più recenti installazioni urbane di ART sono proprio sistemi MGD. Diverse implementazioni di successo dei sistemi MGD come modalità di transito si trovano ad esempio in Sud America, nelle città di Medellin (Colombia), Caracas (Venezuela) e Rio de Janeiro (Brasile).
BGD/TGD. La differenza tra un sistema BGD/TGD (Bi-/Tricable Detachable Gondola) e un sistema MGD è l’utilizzo di funi separate per la trazione e la portanza. Nei sistemi BGD Una fune statica viene utilizzata come fune di supporto (fune portante) ed un’altra ad anello (azionato dalla puleggia di rinvio nel terminale) viene utilizzata per la trazione (fune traente). In modo analogo nel sistema TGD si hanno due funi portanti (tre in totale).
Questa configurazione (cioè avere una o due funi aggiuntive dedicata alle sospensioni solo in aggiunta alla fune di trasporto) consente al sistema di avere campate più lunghe rispetto ai sistemi MGD, e quindi consente di superare ostacoli maggiori. Analogamente ai sistemi MGD, nei sistemi BGD e TGD i veicoli circolano in continuo con le stesse operazioni di imbarco/sbarco con sgancio e ri-ammorsamento delle cabine.
Analogamente ai sistemi MGD, i sistemi BGD e TGD hanno cabine più grandi uniformemente distribuite lungo la linea. Le capacità di una singola cabina simili a quelle dei sistemi MGD, con capacità che variano tra 16 e 35 persone per cabina. Anche la capacità oraria è più elevata: fino a 5.500 persone all’ora per direzione.
ATW. Nei sistemi ATW (Aerial Tramway) le due cabine passeggeri si trovano alle estremità opposte dell’anello composto dalla fune traente; mentre una cabina si muove in una direzione, l’altra si muove nell’altra direzione. Ogni cabina viaggia sempre sulle stesse funi portanti invertendo la propria direzione di marcia da un viaggio all’altro. Lo sbarco e l’imbarco hanno luogo mentre la cabina è ferma.
La maggior parte delle linee ATW ha solitamente cabine ad alta capienza che possono trasportare anche oltre 200 passeggeri, anche se alcuni sistemi utilizzano cabine di piccola capienza che possono trasportare solo sei persone. Uno dei maggiori vantaggi delle tramvie aeree è l’elevata velocità di linea di questi sistemi, dove velocità fino a oltre 43 km/h. La capacità di trasporto varia tra 500 e 2.800 persone all’ora per direzione, in base alla capienza delle vetture, alla velocità di marcia e alla lunghezza del percorso visto il funzionamento va e vieni.
Una variante ai sistemi ATW classici sono le cosiddette FUNIFOR. La differenza sta principalmente nella distanza tra le due funi portanti che permette una migliore stabilità anche in condizioni di forte vento.
Conclusioni
L’aumento delle popolazioni nelle aree urbane ed il congestionamento delle città sta facendo emergere la necessità di modelli di trasporto alternativi. Le soluzioni ART sono utilizzate da anni soprattutto nel settore turistico ma sembrano avere un enorme potenziale anche per quanto riguarda la mobilità urbana. La grande gamma di soluzioni tecnologiche disponibili però richiede anche una capacità critica da parte dei progettisti per scegliere di volta in volta quella più adeguata all’esigenza specifica.
