2006 economia ingegneria|ambiente mezzogiorno · dell’università “la sapienza” di roma prof....

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2006 MezzogiornoIngegneria|AmbienteEconomia

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Comitato ScientificoCoordinamentoProf. Ing. Dario Lo BoscoVice Preside della Facoltà di Ingegnerianell’Università degli Studi Mediterraneadi Reggio Calabria

Prof. Attilio CelantPreside della Facoltà di Economiadell’Università “La Sapienza” di Roma

Prof. Ing. Salvatore Di MinoDelegato della Società ItalianaInfrastrutture Viarie

Prof. Avv. Serafino GattiOrdinario di Diritto Commercialenella Facoltà di Diritto Privato e Comunitariodell’Università “La Sapienza” di Roma

Prof. Marius StokaOrdinario nel Dipartimento di Matematicadell’Università di Torino

II DI COP. 21-06-06 26-07-2006 12:46 Pagina 1

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SOMMARIO 13-07-06 26-07-2006 12:47 Pagina 1

Sommario

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Quadrimestrale di RFI – RETE FERROVIARIA ITALIANAAnno 4 - n. 8 - giugno 2006

Direttore ResponsabileIda D’AntonioDirettore ScientificoDario Lo BoscoResponsabile TecnicoGiuseppe SciumèCoordinamento RedazionalePietro Stramba-BadialeSegretaria di redazioneMaria Grazia Occhipinti

Progetto grafico, impaginazione e stampaIdeal Comunicazione srlVia Colli 24 - 10129 Torino

Foto e illustrazioniFototeca Ferrovie dello Stato SpA

RedazionePiazza della Croce Rossa, 100161 RomaTelefono: 06.44104402Fax: [email protected]

Registrazione Tribunale di Roman. 421/2003 del 3 Ottobre 2003

Le opinioni espresse negli articoli impegnano unicamente le responsabilità dei rispettivi autori. Scritti,fotografie e disegni inviati non vengono restituiti.La riproduzione degli articoli deve essere autorizzata dalla Direzione

Chiuso in tipografia il 30 giugno 2006

Editoriale• L’impatto finanziario delle scelte tecniche: modelli scientifici

a supporto delle decisioni 4Dario Lo Bosco

Focus | Economia• Parametri infrastrutturali e parametri veicolari per i sistemi su ferro:

modellistica dell’incidenza sui costi e proposte d’ottimizzazione 7Filippo Giammaria Praticò

• Il contributo del Quadro comunitario di sostegno 2000-2006 Obiettivo 1 al miglioramento del sistema dei trasporti ferroviarinel Mezzogiorno 35Giovanni Amico, Lara Fricano, Salvatore Tosi

• Alcune applicazioni di Teoria dei giochi in ambito aziendale: il caso del trasporto merci e quello di una joint venture tra impianti industriali 51Vincenzo Soprano

Ambiente | Diritto | Economia | Ingegneria• Analisi probabilistica della propagazione armonica nei sistemi

d’alimentazione ferroviaria 61Giulio Burchi, Federica Foiadelli, Dario Zaninelli

Ambiente | Diritto | Economia | Ingegneria• Pietrischi ferroviari da rocce verdi: metodologia d’analisi

del contenuto d’amianto e metalli pesanti e suggerimenti per una corretta valutazione del potenziale inquinante 75Mauro Pucci, Massimo T. Petri, Carlo Gerra, Anna M. Marabini, Paolo Plescia, Maria A. Tocino, Giuseppe Paoloni

• Gestione e recupero dei materiali di scavo dei cantieri sulla tratta comune italo-francese St-Jean-de-Maurienne-Bruzolo dell’Alta velocitàTorino-Lione 103Paolo Comastri

Mezzogiorno • La linea Palermo-Trapani: la nuova stazione di Mazara del Vallo 109

Filippo Palazzo, Ferdinando Verace

SOMMARIO 13-07-06 26-07-2006 16:54 Pagina 2

EDITORIALE

in massima sicurezza i propri convogli. Di note-

vole interesse è poi l’analisi, presente nel Focus

di questo numero della rivista, sull’effettivo peso

del Quadro comunitario di sviluppo 2000-2006

per le regioni Obiettivo 1, che per l’Italia coinci-

dono con quelle del Mezzogiorno e Isole, che ha

lo scopo di colmare l’ormai annoso ritardo delle

aree più svantaggiate e meno ricche d’infrastrut-

ture dell’Unione Europea. Un programma dota-

to, per le regioni italiane interessate, di circa 20

miliardi di euro tra finanziamenti pubblici e priva-

ti e che sta evidenziando alcuni notevoli migliora-

menti per il Mezzogiorno, come per esempio

un progressivo riequilibrio – in controtendenza

rispetto all’Italia nel suo complesso – nel

trasporto merci fra strada e ferrovia, con eviden-

ti benefici per l’ecosistema. L’analisi dei diversi

indicatori segnala però che questo grande sfor-

zo comunitario, più che suscitarlo, ha assecon-

dato un trend già in atto prima dell’intervento, e

che alcuni aspetti relativi alla qualità del servizio

presentano un andamento ancora negativo cui è

urgente offrire delle risposte efficaci e concrete,

onde migliorare competitività ed efficienza di

questa macroarea rispetto all’intera area euro.

Completa il Focus di questo numero la presen-

tazione, attraverso due esempi concreti, dell’uti-

lizzo della Teoria dei giochi per individuare la stra-

tegia migliore da seguire nella competizione di

mercato attraverso l’individuazione dei punti d’e-

quilibrio all’interno di scenari in cui agiscono, in

cooperazione o in concorrenza fra loro, due o

più competitors interessati ad acquisire i mede-

simi segmenti di mercato, soprattutto a livello

transnazionale o internazionale. Anche le rubri-

che di questo numero di Argomenti offrono

numerosi spunti d’interesse. La rubrica

Ingegneria presenta un modello – validato con

dati sperimentali – di valutazione in termini sto-

castici delle armoniche di tensione e corrente

presenti sulla linea di contatto d’una tratta ferro-

viaria. Il tema è oggi di grande rilevanza, soprat-

tutto con l’introduzione dell’alimentazione a cor-

rente alternata sulle linee ad alta velocità/alta

capacità, per una corretta valutazione della por-

tata dei disturbi che si possono riverberare sia

sulle linee tradizionali a corrente continua sia su

altri sistemi tecnologici situati nei pressi delle

linee ferroviarie. La rubrica Ambiente si concen-

tra, poi, sull’analisi dei possibili contenuti di

sostanze inquinanti nel pietrisco delle massiccia-

te in talune aree del paese, al fine di valutarne

correttamente la qualità a fine vita, determinando

così il grado d’effettiva pericolosità di tali mate-

riali e, quindi, smaltirli nel rispetto delle norme ita-

liane e comunitarie in materia. Nella stessa sezio-

ne è poi presente una panoramica sulle proble-

matiche connesse all’utilizzo e allo smaltimento

dei materiali di scavo della costruenda linea

AV/AC Torino-Lione e sugli eventuali rischi lega-

ti a un’ipotetica presenza d’amianto o di sostan-

ze radioattive nei tratti interessati dallo scavo in

territorio italiano. Chiude il fascicolo, come di

consueto, la rubrica Mezzogiorno, che questa

volta presenta il programma di ristrutturazione e

qualificazione della stazione di Mazara del Vallo,

storico scalo sulla linea Palermo-Trapani, nel-

l’ambito dell’ormai consolidato progetto PEGA-

SUS di valorizzazione delle 101 stazioni del Sud

avviato da RFI.

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[ Argomenti ] 8

4

Quanto incide sui programmi di gestione

dell’esercizio dell’infrastruttura ferro-

viaria (qualità e affidabilità del servizio,

terotecnologia ferroviaria ecc.) un certo carico di

traffico di convogli su una determinata linea?

È, di conseguenza, possibile per il gestore di

rete ottimizzare dal punto di vista economico i

processi e le tariffe di concessione di transito

sulla sua infrastruttura a rotabili di proprietà di

terzi? In che misura le politiche comunitarie di

sostegno alle regioni svantaggiate stanno effetti-

vamente favorendo la logistica integrata e il pro-

cesso di riequilibrio modale (per le diverse com-

ponenti di trasporto terrestre, marittimo e aereo)

nelle regioni del nostro Mezzogiorno? E, ancora,

quali strumenti e metodologie adeguate abbiamo

oggi a disposizione per supportare e validare

scientificamente delicate decisioni, anche in pre-

senza di situazioni di conflitto di mercato quali

vengono profilandosi sempre più spesso, nello

scenario sempre più strettamente interconnesso

del mercato europeo e delle sue reti? È dedica-

to alla ricerca e all’analisi – tramite strumenti

innovativi di particolare rigore scientifico – dei

pesi e degli impatti economici delle scelte strate-

giche, anche di carattere in apparenza solo tec-

nico o tecnologico o, all’opposto, a prevalente

valenza programmatica o pianificatoria di settore,

il Focus di questo numero di Argomenti. Nelle

pagine che seguono viene proposto un puntuale

approccio alle problematiche appena delineate e

vengono avanzate apposite proposte metodolo-

giche il cui sviluppo potrà avere, a breve e medio

termine, un impatto significativo per disegnare

sempre più in modo efficace il futuro stesso della

rete infrastrutturale italiana, soprattutto alla luce

del progressivo, inarrestabile processo d’inte-

grazione delle reti ferroviarie a livello continenta-

le e dell’integrazione/concorrenza con le altre

modalità di trasporto di persone e merci. Lo stu-

dio che viene proposto in apertura di questo

fascicolo offre un’analisi attenta e particolareg-

giata dei numerosi e complessi parametri da

prendere in considerazione per l’elaborazione

d’un modello che consenta di formulare una

valutazione finanziaria attendibile basandosi su

dati e metodologie strettamente pertinenti alla

risoluzione scientifica del problema. Gli elementi

che concorrono a determinare il quadro com-

plessivo sono molteplici e di diversa entità e

natura. È dall’interazione di tutti questi fattori che

si determinano, ad esempio, il grado e la veloci-

tà d’usura dell’infrastruttura, ed è a partire da

questi dati che si può arrivare a calcolare corret-

tamente il costo minimo che bisogna far pagare

a chi intende utilizzare la rete per farvi transitare

L’impatto finanziario delle scelte tecniche:modelli scientifici a supporto delle decisioni

DARIO LO BOSCO - direttore scientifico

EDITORIALE 25-07-06 26-07-2006 12:48 Pagina 4

1. POSIZIONE DEL PROBLEMA

I parametri infrastrutturali (come stato del binario ecc.) e quellidel materiale rotabile (tonnellaggio e velocità di marcia in primis)influiscono sul processo di deterioramento dell’infrastruttura fer-roviaria e sui conseguenti oneri finanziari.Il rilievo del problema posto può risultare cospicuo specie qualo-ra si consideri l’opportunità d’ottimizzare le potenzialità del tra-sporto su ferro su una data linea (nei limiti dei franchi strutturaliconsentiti dall’esistente infrastruttura – armamento, corpo deirilevato –, manufatti ecc.), operando solo sulla modifica del datomateriale rotabile-spettro di carico [ORE 82; ORE 86; ORE 87;ESV 01; CVA 03;TFI 03;TIE 04;TBA 04;TSQ 04].Ne consegue che, in tale ottica, al fine d’affrontare il problemadella modellizzazione del decadimento di vita utile connessoall’azione d’un dato rotabile su una data linea, risulta preliminar-mente necessario acquisire adeguate informazioni in merito aidue sistemi a contatto e alle relative tecniche di modellizzazione.Il presente lavoro è, così, articolato in una prima sezione dedi-cata ai parametri infrastrutturali (capitolo 2), una seconda aiparametri veicolari (capitolo 3) e una terza alla relativa intera-zione (capitolo 4).Successivamente sono analizzati alcuni dei principali modelli difunzione di costo (capitolo 5).Da ultimo è proposta una tecnica innovativa per la valutazionedella funzione di costo, stimata nei termini del decadimento dellavita utile conseguente al passaggio del dato rotabile (capitolo 6).

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Parametri infrastrutturali e parametri veicolari per i sistemisu ferro: modellistica dell’incidenzasui costi e proposte d’ottimizzazione

FILIPPO GIAMMARIA PRATICÒ

associato d’Infra-strutture ferroviarienella facoltàd’Ingegneriadell’UniversitàMediterranea diReggio Calabria

Focus Economia

Qual è il peso finanziario dei parametri strutturali di reti

e rotabili? La creazione di appositi modelli consente

di razionalizzare gli investimenti e limitare le diseconomie,

ottimizzando la concessione di transito a rotabili

di diversa proprietà rispetto alla rete infrastrutturale.

A livello europeo, la tendenza al riequilibrio modale

è stata solo parzialmente influenzata dalle politiche

comunitarie di sostegno alle regioni svantaggiate.

L’applicazione pratica della Teoria dei giochi a supporto

delle decisioni aziendali in contesti competitivi

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FOCUS | Economia

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Parametri infrastrutturali e parametri veicolari per i sistemi su ferro...

2. PARAMETRI INFRASTRUTTURALI

Come sopra specificato, l’infrastruttura (corpo del rilevato,ballast/piastra, armamento ecc., tabelle da 1 a 4) influisce suicosti iniziali che il proprietario della linea deve sostenere,nonché sulle prestazioni attese tanto in senso stretto (caratte-ristiche meccaniche tradizionali) quanto in senso esteso (pre-stazioni tendenzialmente “innovative”: smorzamento vibra-zioni, attenuazione della generazione acustica ecc.).Nel prosieguo, allora, al fine di meglio delineare il quadrodelle potenzialità di sistema, sulla base della letteratura inter-nazionale in argomento, è presentata una sintetica rassegna(tabelle 1, 2, 3, 4).Tutti gli elementi della sovrastruttura ferroviaria esaminatisono accompagnati da una breve descrizione, nonché dal rife-rimento bibliografico o sito Internet di pertinenza.Si sottolinea che le tabelle non possono avere caratteri d’e-saustività e che la tecnica di raggruppamento è puramenteconvenzionale; importanti ed efficaci tipologie di prodottipotrebbero, inoltre, non essere presenti.

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Tabella 1 – Tipologie di sovrastrutture per linee ferroviarie

S1 Tradizionale – Sovrastruttura con armamento su massicciata ([TES 99])

S2 Shinkansen tipo A – Armamento su piastra senza particolari dispositivi antivibranti ([PAN 99; AND 93])

S3 Shinkansen tipo VA – Armamento su piastra con dispositivi antivibranti ([AND 93])

S4 Rheda – Fondazione a forma di “vasca” in ca su cui sono sistemate le traverse in ca solidali a una griglia in tondini ([PAN 99])

S5 Rheda 2000 – Armamento su piastra con binario su traverse bi-blocco senza vascone di fondazione([BAC 01])

S6 Züblin – Armamento su lastra in ca e traverse bi-blocco con elementi fonoassorbenti inseriti ([PAN 99])

S7 BTD – Sovrastruttura con piastra in ca e briglia elastica che funge da collegamento fra traversa e fondazione ([PAN 99])

S8 FFYS – Armamento con traversine in acciaio a forma di “Y” appoggiate su un manto di conglomerato bituminoso ([PAN 99; OGI 01])

S9 Stedef – Lastra di fondazione in ca su cui poggiano traverse bi-blocco avvolte parzialmente

da un rivestimento di caucciù ([PAN 99])

S10 Sonneville LVT – Simile al sistema Stedef: le traverse bi-blocco sono “immerse” completamente in un involucro in gomma ([ESV 99] – www.sonneville.com)

S11 Walo – Armamento su piastra con traverse bi-blocco disposte su un dispositivo speciale (slipform paver) ([ESV 99])

S12 Edilon – Con traverse bi-blocco e procedimento realizzativo dall’alto in basso ([ESV 99])

S13 IPA – Armamento su lastra in ca simile al modello Shinkansen ([ESV 99])

S14 ÖBB-Porr – Sovrastruttura senza ballast con traverse monoblocco incastrate in una piastra in ca e rivestite di caucciù ([ESV 99] - www.porr.at)

S15 Modurail – Armamento con traverse in cap collocate, attraverso un supporto elastico, su una piastra in ca ([ESV 99])

S16 ERS – Armamento su piastra con rotaie incastrate/immerse in supporto continuo ([ESV 99; BOS 99; MAR 00; MEL 03])

S17 Deck Track – Sovrastruttura “rigida” in ca con binario incastrato in supporto continuo ([ESV 99; BOS 00])

S10 S16

S3 S5

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Tabella 2 – Tipologie di sovrastrutture per linee tranviarie e metropolitane

S18 Milano massivo – Sovrastruttura per linee metropolitane con armamento a massa flottante costituito da piastre (“masconi”) in ca su supporti discreti ([ACQ 00])

S19 Metropolitana Milanese standard – Sovrastruttura per tranvie con fondazione in cls, platea in ca e rotaie a gola ([ACQ 00])

S20 MM antivibrante – Sovrastruttura per tranvie simile alla soluzione standard, con tappetino sottopiastra in poliuretano cellulare ([ACQ 00])

S21 MM a massa flottante – Sovrastruttura per tranvie simile alla soluzione standard, con materassini inpoliuretano cellulare posti sul fondo e lateralmente alla platea in ca ([ACQ 00])

Tabella 3 – Componenti principali della sovrastruttura ferroviaria

C1 Geogriglie/geocompositi – Elementi innovativi usati per la stabilizzazione di sottofondi e rilevati ferroviari con scarsa portanza ([MON 02])

C2 Massicciata (ballast) – Strato composto da pietrisco (usualmente 30/60 cm, adeguata Los Angeles e adeguato indice di forma ([TES 99; PIT 93; RAI 98])

C3 Sub-ballast – Strato in misto cementato (o conglomerato bituminoso) posto tra la piattaforma e il ballast con funzioni di “scudatura” ([TES 99])

C4 Lastra – Elemento in ca che sostituisce il ballast nelle sovrastrutture non tradizionali; il funzionamento meccanico è da “piastra” ([MUL 93; AND 93; EIS 95])

TRAVERSE

T1 Monoblocco – Classico elemento di supporto (in ca o cap) della rotaia, posto su ballast o piastra ([TES 99; FIO 97])

T2 Bi-blocco – Due blocchi in ca collegati tramite un tirante in acciaio o cap ([PRO 01])

T3/S8 A forma di Y – Composta da due elementi in acciaio a forma di S che, uniti, le conferiscono la caratteristica sagoma a Y ([OGI 01])

T2 T3/S8

ATTACCHI

A1 Diretto – Sistema in cui la rotaia è direttamente connessa alla traversa ([TES 99])

A2 Indiretto – Sistema in cui la rotaia è connessa a una piastra d’appoggio, a sua volta ancorata alla traversa ([TES 99])

A3 Pandrol a semplice stadio – Tipologia d’attacco diretto ([FRA 00])

A4 Pandrol fastclip FC – Sistema d’attacco diretto pre-assemblato (www.pandrol.com)

A5 Pandrol fastclip FD – Semplificazione del sistema FC per linee a bassa velocità (www.pandrol.com)

A6 Pandrol e-plus – Attacco diretto che comprende due elementi isolanti (www.pandrol.com)

A7 Pandrol gaugelock – Sistema semplice d’attacco diretto (www.pandrol.com)

A8 Caneclip – Attacco diretto a sagoma ribassata per rotaie di piccola sezione (www.pandrol.com)

A9 Mineclip – Sistema per binari minerari ad attacco diretto con tappetino (www.pandrol.com)

A10 Safelok – Sistema d’attacco diretto per linee a traffico pesante (www.pandrol.com)

A11 Pandrol “e” clip e PR clip – Le serie “e” clip e PR clip consistono in attacchi elastici diretti semplici (www.pandrol.com)

A12 Pandrol single fastclip (SFC) – Sistema pre-assemblato ad attacco singolo (diretto) (www.pandrol.com)

A13 Pandrol double fastclip (DFC) – Attacco indiretto che include due set di componenti Fastclip per l’ancoraggio della rotaia e della piastra (www.pandrol.com)

A14 Pandrol VIPA – Sistema d’attacco indiretto pre-assemblato con tappetini antivibranti (www.pandrol.com)

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A15 Pandrol vanguard – Attacco indiretto che blocca la rotaia dall’anima lasciando la base (“suola”) sospesa (www.pandrol.com)

A16 Vossloh 1403 – Sistema d’attacco indiretto con doppi morsetti per ogni lato (rotaia-piastra+piastra-supporto) (www.vossloh.de)

A17 Vossloh W14 – Attacco diretto con elementi elastici sottorotaia e morsetti ad aderenza del tipo Skl 14 per supporti in ca (www.vossloh.de)

A18 Vossloh KS – Attacco munito di morsetti Skl 12 ideato per l’installazione su piastre nervate(www.vossloh.de)

A19 Vossloh 300 – Sistema d’attacco provvisto di morsetti Skl 15 ed elementi elastici di ripartizione dei carichi (www.vossloh.de)

A20 Vossloh 336 – Sistema d’attacco indiretto con fermagli del tipo Skl 12 (www.vossloh.de)

A21 Vossloh DFF 14 – Sistema d’attacco a elevata elasticità verticale munito di morsetti Skl 14, per supporti in ca (www.vossloh.de)

A22 Vossloh DFF 300 – Attacco indiretto ideato per sovrastrutture con lastra in ca, provvisto di fermagli Skl 15; funge da singolo punto d’appoggio per la rotaia (www.vossloh.de)

A23 Tipo Milano – Attacco elastico indiretto con tappetini sottopiastra e sottorotaia ([RON 00])

A3

A18

A4 A8

A19 A20 A22

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ROTAIE

R1 UNI 60 – Modello unificato dal peso di 60 kg/m ([TES 99])

R2 UIC 54 – Profilo standard francese dal peso di 54 kg/m utilizzato nel sistema d’armamento ERS ([MAR 00])

R3 SA 42 – Profilo sperimentale per sistemi d’armamento ERS dal peso di 42 kg/m ([BOS 99]))

GIUNZIONI DI ROTAIE E ALTRI ACCESSORI

G1 Sospeso – Giunzione non poggiante sulla traversa ([TES 99])

G2 Non sospeso – Giunzione poggiante sulla traversa ([TES 99])

G3 Giunto Pandrol – Barra di giunzione in soluzione elettricamente “isolante” (www.pandrol.com)

AA1 Regolatori Pandrol – Sistema di regolazione pre-assemblato, che provvede alla sistemazione verticale e laterale dell’alloggiamento della rotaia (www.pandrol.com)

AA2 Piastra di base Pandrol – Piastra di base in acciaio, da abbinare a differenti attacchi elastici, per la posa indiretta della rotaia (www.pandrol.com)

R2 R3 G3 AA1 AA2

Tabella 4 – Dispositivi per l’attenuazione di rumori e vibrazioni

TAPPETINI E RIVESTIMENTI

T/R1 Pandrol – Tappetino elastico in gomma naturale per linee ferroviarie a elevato traffico (www.pandrol.com)

T/R2 Pandrol HDPE – Tappetino sottorotaia in polietilene ad alta densità per uso “universale” (www.pandrol.com)

T/R3 Pandrol “sinusoidale” – Stuoino ottenuto dalla mescola di poliuretano termoplastico e altri polimeri. La forma della sua sezione trasversale ricorda l’andamento d’una sinusoide (www.pandrol.com)

T/R4 Rex – Rivestimenti in gomma per traverse bi-blocco (www.rex.ch)

T/R5 ALH serie 6 – Rivestimento in poliuretano per rotaie a gola destinate a metropolitane leggere e tranvie (www.hyperlast.com)

T/R6 Saargummi – Tappetini in gomma sottorotaia e sottopiastra, a struttura cellulare chiusa (www.saargummi.de)

T/R7 Fabreeka – Tappetini elastici sottorotaia a struttura multistrato composta essenzialmente da butadiene acrilonitrile (www.fabreeka.com)

T/R8 Gantrex MK6 – Tappetino sottorotaia per supporti continui formato da un elastomero sintetico con superficie scanalata (www.gantrex.com)

T/R8 Gantrex MK2 – Tappetino sottorotaia per supporti discontinui (www.gantrex.com)

T/R9 Getzner – Tappetini realizzati in Sylomer e Sylodyn da inserire sotto rotaie, piastre, traverse e supporti continui (www.getzner.at/werkstoffe)

T/R10 RockDelta – “Stuoini” (composti da lana di pietra) per l’isolamento della sovrastruttura (www.rockdelta.com)

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3. PARAMETRI DI CARICO E VELOCITÀ(ROTABILE)

Il decadimento delle proprietà meccaniche e funzionali dell’arma-mento e della sovrastruttura è funzione delle caratteristiche delleazioni di carico (spettro, intensità, frequenza). La logica di standar-dizzazione cinematica in ambito ferroviario s’incentra su più defini-zioni di velocità: a) velocità limite in curva (quella velocità che deter-mina un’accelerazione non compensata (Anc) di 0,6 m/s2, con unasopraelevazione (reale o ipotizzata) di 160 mm [ANT 93], ove

(ove V è la velocità, misurata in km/h; R è il raggio di curvatura, inm; g è l’accelerazione di gravità, in m/s2; h è la sopraelevazione dellarotaia esterna in curva, misurata in mm; S è la distanza d’appoggiodelle ruote); ponendo h = 160 mm e Anc = 0,6 m/s2, si ricava lavelocità limite Vl=4,62•√R ; b) velocità del tracciato (Vt, velocità limi-te della curva di raggio minore); c) velocità di rango (concetto asso-

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ALTRI SISTEMI AMMORTIZZANTI

AS1 Schrey & Veit GmbH Vincon-Amsa – Elemento in acciaio montato sulla rotaia con elemento smorzante collegato all’anima (www.sundv.de)

AS2 Gerb – Sistemi d’ammortizzatori a molle per l’isolamento della sovrastruttura (www.gerb.com)

AS3 Vossloh – Sistema d’attenuazione del rumore applicato al gambo della rotaia, con struttura a sandwich formata da uno strato a elevato potere d’assorbimento più uno strato laminato di protezione (www.vossloh.de)

T/RA T/R5 T/R6 T/R7

T/R9 AS1 AS2 AS3

Anc = V2

3,62R

gh

S-

Tabella 5 – Rotabili suddivisi per rango di velocità e vincoli da rispettare

RANGO ROTABILI VINCOLI

La velocità massimacui possono circolare irotabili appartenenti aquesto rango è indica-ta nell’Orario di servi-zio in base alla linea dipercorrenza (Quadri24 del PUPOS*).(**) È in atto la preci-sazione di vincoli especifiche per l’Altavelocità (p. es. trattaRoma-Napoli)

P (**)

C

V ≤ 1,11 • VtV ≤ 200 km/hψ ≤ 0,4 m/s3

(eccezionalmente:ψ ≤ 0,6 m/s3

ω ≤ 0,04 rad/sossia, in termini divelocità: V ≤216/Pcon: P [2,5‰]

ciato, nei termini che seguono, a un dato tracciato percorso da undato materiale rotabile);d) velocità massima d’orario (in pratica, le velo-cità di rango risultanti dopo eventuali riduzioni [ANT 93]). Comesopra specificato, sussiste la riferibilità dei veicoli ferroviari a un datorango d’appartenenza; a ciascun rango corrispondono specifici vin-coli in termini di cinematica (limitazione superiore e relazione travelocità di rango e velocità di tracciato), contraccolpo (limitazionesuperiore), velocità di rotazione (limitazione superiore) e pendenzalongitudinale del raccordo parabolico (relazione velocità-pendenza).Una sintesi è riportata in tabella 5.

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La figura 1 inerisce alla logica della dipendenza del rango dallecaratteristiche di rotabile e infrastruttura.

4. MODELLI D’INTERAZIONE

È l’interazione tra una data tipologia di rotabile e una data con-formazione sovrastrutturale a determinare il cimento meccanicodelle parti e dunque il conseguente decadimento della vita utiledella sovrastruttura per effetto di degradazioni specifiche (RollingContact Fatigue – RCF, usure, strisciamenti, corrugamenti ecc.[LAN 78; ORE 86; TCPR 98; RAI 99; VED 99; BRA 00/2;BRA 00/3; TSQ 04; GRA 05]). La relativa analisi s’avvale dimodelli tra i quali, per ciò che concerne le oscillazioni verticali,possono tradizionalmente annoverarsi quelli a uno o due gradi dilibertà ([ACC 91; CORA 94;ACC 95; FRA 00]), nonché quellirichiamati in tabella 6. A essi devono aggiungersi quelli fondatisulla Finite Element Analysis [ESV 01; DIM 03]. Per effetto del-l’interazione rotabile-armamento-sovrastruttura si realizza il deca-dimento delle proprietà meccanico-funzionali [BON 03].Un esempio di tipica curva di decadimento è riportato in figura2 [ESV 01]. Alle ascisse vi è un indicatore di traffico equivalente(TE), alle ordinate un indicatore concernente l’irregolarità per-centuale della rotaia (al crescere dello stesso IR% decresce il livel-lo della prestazione offerta). Per effetto d’azioni manutentive (MS)o di ricostruzione (RI), la prestazione offerta torna a essere com-patibile tanto con il limite operativo (LO) quanto con sogliemanutentive caratteristiche (SMC). Nota la relazione traffico-tempo, l’asse delle ascisse fornisce informazioni circa la vita utiledella sovrastruttura (o in particolare dell’armamento).


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B

V ≤ 1,06 • VtV ≤ 160 km/hψ ≤ 0,35 m/s3

ω ≤ 0,038 rad/sossia, in termini divelocità: V ≤ 205/Pcon: P [2,5‰]

RANGO ROTABILI VINCOLI

V ≤ VtV ≤ 140 km/hψ ≤ 0,25 m/s3

ω ≤ 0,036 rad/sossia, in termini divelocità: V ≤ 194/Pcon: P [2,5‰]

LEGENDA

V = Velocità di rango [km/h]; ω = Velocità di rotazione [rad/s]; Vt = Velocità di trasporto [km/h]; P = Pendenza longitudinale del rac-cordo parabolico [‰0]; (*): Prefazioni delle Unità periferiche all’Orario di servizio; ψ = Contraccolpo [m/s3]

A

fig. 1 - Rotabile-traccia-to-velocità di rango: schema riassuntivo

TRACCIATO

ROTABILERANGO DI VELOCITÀ CONTRACCOLPO

AMMESSO PENDENZE AMMESSE

VELOCITÀ DI TRACCIATO

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5. ANALISI DEI MODELLI DI COSTO

In questa sezione sono analizzati alcuni dei principali modellid’attribuzione di costo, utili per la pratica determinazione del-l’ammontare da richiedere all’utente della linea da parte del pro-prietario della stessa. Il modello polacco muove dal decreto del 1998del relativo ministro dei Trasporti e dell’economia marittima[TAN 00] e si sustanzia nelle procedure di calcolo formalizzateper ottenere il costo complessivo per un determinato itinerario.I costi relativi alle infrastrutture includono: 1) costi di manuten-zione;2) costi operativi; 3) costi amministrativi. I costi base dipen-dono da alcune categorie di servizi, tra i quali è possibile distin-guere quelli base e quelli obbligatori (figura 3). Si precisa che leinformazioni sul tonnellaggio risiedono nel peso del treno (figura 4).Acquisite le informazioni su linea, materiale rotabile e categoriedi tempo è così determinato il costo base.

fig. 2 - Esempio dicurva di decadimentodell’irregolarità IR%della rotaia


18 19


A B

C D

Tabella 6 – Esempi di modelli d’armamento ferroviario a tre o più gradi di libertà(oscillazioni verticali)

MODELLO A [ACC 95] – Modello a 3 gradi di libertà. Masse considerate: rotaia; attacco; traversa (supporto discreto).Supporti elastici: strato elastico sotto rotaia; strato elastico sotto piastra; strato elastico sotto traversa (ballast)

MODELLO B [FRA 00] – Modello a 3 gradi di libertà. Masse considerate: rotaia; sottopiastra; piastrone (supporto continuo). Supporti elastici: strato elastico sotto rotaia; strato elastico sotto sottopiastra; strato elastico sotto piastrone

MODELLO C [FRA 00] – Modello a 4 gradi di libertà. Masse considerate: rotaia; sottopiastra; traversa (supporto discreto); ballast (supporto continuo). Supporti elastici: strato elastico sottopiastra;strato elastico traversa; strato elastico del ballast; strato elastico piano di piattaforma

MODELLO D [FRA 00] – Modello a 5 gradi di libertà. Masse considerate: rotaia; sottopiastra; traversa (supporto discreto); ballast (supporto continuo); subballast (supporto continuo). Supporti elastici: strato elastico sottopiastra; strato elastico traversa; strato elastico del ballast; strato elastico del subballast; strato elastico piano di piattaforma

Servizi base

Accesso facilitato alle infrastrutture

Servizi obbligatori

Sicurezza del traffico

Soccorso in caso d’incidenteProgrammazione degli orari

Utilizzo elementi dell’infrastruttura

Gestione e controllo del traffico

fig. 3 - Articolazionedei servizi base e obbli-gatori del modellopolacco

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Per l’utilizzo della rete infrastrutturale RFI dev’essere corrisposto uncanone, applicato e riscosso dal gestore, determinato secondo decre-to del ministero dei Trasporti e della navigazione, su proposta delgestore stesso, previo parere del Comitato interministeriale per laprogrammazione economica [DEC 00].Il modello RFI contempla le voci di costo che compongono ilpedaggio, divise per tipologia di rete.L’intera rete ferroviaria italiana è suddivisa, ai fini della determinazio-ne del canone, in tre categorie:1) rete fondamentale (F), divisa in tratte commerciali;2) rete complementare (C), considerata come un’unica tratta e divisa

in rete secondaria (comprendente linee ferroviarie caratterizzate datraffico contenuto), rete a scarso traffico (comprendente linee carat-terizzate da traffico molto limitato, poiché situate in aree a doman-da strutturalmente debole), linee a spola sulle quali vengono effet-tuati servizi d’andata e ritorno con una certa frequenza e senzaintersezione di tracce in località intermedie;

3) nodi (N). Le principali tipologie di costo che vengono considera-te sono: i) costo a km/minuto (figura 5, sx); ii) costo a tratta/nodo(figura 5, dx); iii) costo complessivo per consumo energetico (figu-ra 6, sx). In particolare, la somma delle prime due voci corrispon-de al costo totale al netto del consumo energetico, che addiziona-to all’ultima voce fornisce il costo totale (figura 6, dx e figura 7).La figura 7 illustra l’articolazione dei flussi informativi, dal bassoverso l’alto, per il calcolo del costo complessivo.


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fig. 4 - Flowchart sem-plificato del modellopolacco (a sx) e delmodello ungherese (adx)

Start (polacco)

Linea (i), parametro (j), treno (p), standard tecnici (αpi1), den-sità (αpi2), orario (αpi3), giorno (αpi4), puntualità (αpi5), peso(αpi6), lunghezza (Li), percentuale di guadagno (Kz), rapporto

prezzo-servizi (βi+1, i), numero di itinerari Nip, unità base di costo Sip ecc.

Start (ungherese)

Kpib = β 1999/1998 x Li x Kz x Nip x Sip x αpij

Costo base (Kpib)

end

Linea (i), parametro (j), trasporto(k), linea (li), parametri tec-nici (Tpij), fattori standard (Lijk), fattori di servizio (Bij), servi-

zio complessivo standard (Tss), servizio medio standard (Ass), spese per le infrastrutture(Sc), costo base

teorico (Cbt), costo base specifico ecc.

Tss = ∑ (li x∑ ∑Tpij x Lijk x Bij) Ass = Cbi =

Cbs = Cbl = Cbs x li x ∑ ∑ (Tpij x Lijk x Bij )

ii

k j

k j

i k j

Tss

∑li

Costo base sezione (Cbs1), itinerario (Cbs2)

end

Sc

Ass

Cbt

Tss

Cb2 = ∑Cbs x li x∑ ∑Tpij x Lijk x Bij

Il modello ungherese di costo considera (figura 4):a) il treno o categoria di treno;b) l’itinerario;c) la sezione statistica;d) la linea o parte della rete;e) la categoria della linea;f) la rete.I costi relativi al trasporto merci e a quello passeggeri vengonocalcolati separatamente.Le categorie di costo che vengono analizzate riguardano:1) costi di base; 2) costi aggiuntivi; 3) costi extra; 4) riduzioni;5) rimborsi. In tal caso le informazioni sul tonnellaggio sonocomprese tra i fattori di servizio.Determinato il costo base teorico, sono quindi stimati il costobase specifico e il costo base.

A1 12-07-06 26-07-2006 12:50 Pagina 20


22 23


Start (RFI 1/4)

Prezzo base per Km, Km di percorrenza, importi per retecomplementare (C1), prezzo base unitario minuto-nodo,

numero nodi (r), fascia oraria (p), minuti in nodo(minutirp), coefficiente d’utilizzo nodo (y), coefficiente d’u-tilizzo staz.(ψ), costo per tempo impiego nodi (C2), fascia

oraria (w), numero tratte (j), vel. com. (veljw), vel. omo-tach. (velomojw), param. Vi, Pvel, peso bloccato convoglio(peblj), usure (β1, β2), vel. marcia conv. (velmj), numeropant. (pantj), param. Ui, densità traffico (densjw), chilo-

metri percorrenza, importo riferito alla rete fondamentale(C2) ecc.

Start (RFI 2/4)

Costo compl. a Km/min (Ct)

end

Numero di tratte della rete fondamentale (j), costo unita-rio d’accesso alla rete fondamentale (valj), costo unitariod’accesso alla rete complementare (valk), linea della retecomplementare (k), numero t di nodi, costo unitario d’ac-

cesso ai nodi (valr) ecc.

∑ valj + max (valk)∑ valr = Ctn

Costo compl. a tratta/nodo (Ctn)

end

n

j=l

n

j=l

s

w=l

t

r=l

Pbasekm x = ∑ ∑kmjw x(α1xPvelocità+α2

xPdensità+α3xPusura)=C3

t

t=li

Pbaseminuto x = ∑ ∑ minutirpxϕ0pxψr0 =C2

V1 = V{ D1 = D(densjw)Pbasekmxkm = C1

Cr= ∑ Ci

}veljw- velomojw

velomojw

U1 = U{ }β1x(velm2

jsxpebljs)+β2x(velm2

jsxpantjs)

β1x(velm2

txpeblt)+β2

x(velm2txpantt)

h

p=l

fig. 5 - Modello RFI: flowchart semplificati relativi al costo a km/minuto (a sx) e al costo a tratta/nodo (a dx)

Start (RFI 3/4)

Numero di tratte della rete fondamentale (j), chilometri di per-correnza su rete fondamentale (Kmj), chilometri di

percorrenza su rete complementare (Kmc), numero r di nodi,chilometri di percorrenza con trazione elettrica (Kmr), costo per

Km traz. elettrica (PbaseKm)

Start (RFI 4/4)

∑ kmj+kmc+∑kmr xPbasekm=Ce

Costo per consumo energetico (Ce)

end

Costo al km-minuto (CT), costo a tratta nodo (Ctn), costo per consumo energetico (Ce)

n t

j=l r=l

Costo complessivo (Ctot)

end

Ctot=CT+Ctn+Ce

fig. 6 - Modello RFI: flowchart semplificati relativi al costo per consumo energetico (a sx) e al costo complessivo (a dx)

( (

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to di carico assiale, il deterioramento dell’infrastruttura ferro-viaria e i costi.Si è, inoltre, confrontata la legge di dipendenza del costo dal ton-nellaggio presso il modello RFI prima citato e il modello ORE[ESV 01, §4]. In quest’ultimo, il decadimento E (deterioration)dipende dal tonnellaggio T, dal carico assiale totale P e dalla velo-cità V attraverso quattro coefficienti κ, α, β, γ:

Ne consegue la seguente relazione tra i costi Ci, Cj:

Poiché risulta β/α=1.0~3.5 [ESV 01], il confronto RFI-OREporge la congruenza qualitativa tra i due sistemi; risulta, purtutta-via, da sottolineare che il coefficiente β1, prima menzionato ariguardo del modello RFI (cfr. capitolo precedente) e concer-nente il peso associato all’usura del binario (quale input nel pro-cesso di determinazione del costo-Km-minuto), nel caso si riten-ga sostanzialmente auspicabile una più puntuale corrispondenzanumerica, dovrebbe assumere valori lievemente differenti al fine,appunto, di contemperare le occorrenze relative agli aspetti delladifettosità superficiale del binario, all’alterazione della geometriadella stessa rotaia nonché all’affaticamento dei vari componentipiù in generale.Sussiste, inoltre, il problema della sostanziale convenzionalità d’al-cuni degli algoritmi impiegati.Nell’ottica, allora. della transizione da tecniche di stima tenden-zialmente empiriche a metodiche fondate sull’analisi del ciclo divita, con riferimento all’aliquota del costo complessivo dipenden-te da una modifica dei carichi (per esempio, in termini di tonnel-laggio o/e velocità), si propone, qui, un modello basato sulla stimadella riduzione della vita utile da S a E della porzione i-esima dilinea ferroviaria di costo CLFI (figura 8). Se, allora, s’ipotizza di

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Parametri infrastrutturali e parametri veicolari per i sistemi su ferro...[ Argomenti ] 8

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E = k•Tα•Pβ•Vγ

Ci/Cj = (Pi/Pj)β/α

6. SINTESI DELL’ANALISI CRITICA EPROPOSTA D’UNA FUNZIONE DI COSTOBASATA SUL COSTO DEL CICLO DI VITAUTILE

Ciascuno dei modelli sopra descritti è stato preliminarmente sog-getto a specifica analisi critica al fine d’individuarne le peculiari-tà nell’ottica del perseguimento degli obiettivi posti a base delpresente lavoro.S’è reso possibile, in tal modo, concludere che il modello RFI,rispetto ai restanti, risulta maggiormente in grado di fornireinformazioni per l’individuazione d’un legame tra l’incremen-

fig. 7 - Modello RFI: arti-colazione di costi edipendenze (diagrammasemplificato)

COSTO COMPLESSIVO

Costo complessivo perconsumo energetico

Costo a km/minuto

Costo totale al netto delconsumo energetico

Costo a tratta/nodo

Costo di accesso allarete complementare

Costo di accesso allarete fondamentale

Costo unitario diaccesso ai nodi

Prezzo base unitario perKm di linea ferrata (C)

Chilom. di percorrenza(C)

Prezzo base unitario permin. di permanenza (N)

Minuti di permanenza(N)

Numero pantografi

Peso bloccato del convoglio

Velocità di marcia

Parametro relativoall’usura (F)

Velocità omotachica

Velocità commerciale

Parametro relativo allavelocità (F)

Prezzo base unitario perkm di linea ferrata (F)

Chilometri di percorrenza(F)

Parametro relativo alla densità (F)

Densità di traffico sullatratta

Peso associato all’usura del binario

Chilometri di percorrenza(F, C, N)

costo a km dellatrazione elettrica

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L’espressione sopra richiamata è stata successivamente applicata adalcuni casi studio al fine di testarne la significatività.Sulla base dei risultati ottenuti è possibile ipotizzare che la strut-tura di calcolo in questione (pur se semplificata e pur nella sussi-stenza di ben noti domini d’incertezza a riguardo d’alcune dellegrandezze in ingresso) possa costituire un riferimento teorico neiprocessi di determinazione del costo per l’impegno d’una linea daparte d’un dato materiale rotabile.

7. CONCLUSIONILo scenario del sistema dei trasporti si caratterizza per lacoesistenza di pareri non di rado alquanto discordanti inmerito alle politiche di medio termine da adottare.Se, in un contesto nazionale e internazionale così instabile, èpossibile individuare un comune denominatore, un “attratto-re” di convergenze, questo risiede, probabilmente, nell’oppor-tunità di razionalizzare ogni forma d’investimento e conces-sione e più in generale nella necessità di limitare le cosiddettediseconomie.Lo studio proposto s’incentra sull’impiego di tecnologie emodellistiche avanzate per l’ottimizzazione economica dei pro-cessi di concessione a rotabili della possibilità di transito su retiinfrastrutturali d’altrui proprietà.Tra le caratteristiche del modello proposto è possibile menzio-nare l’attitudine a consentire valutazioni finanziarie fondate suun approccio razionale e scientifico al problema.Non può essere qui sottaciuto che, allo stato attuale, sussistonoproblemi ancora di difficile e/o incerta soluzione per una cor-retta applicazione ed evoluzione dello stesso; tra essi possonosenz’altro menzionarsi quelli inerenti alla modellistica dell’inte-razione ruota-rotaia e alla conseguente individuazione di curvedi decadimento in funzione delle caratteristiche di rete (rotaia-traversa-infrastruttura ecc.) e del rotabile (ruota, carrozza ecc.).È in tale direzione che il prosieguo di questo lavoro di ricercasarà orientato.

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bipartire le operazioni di manutenzione in ordinarie e straordina-rie, e di ritenere queste ultime articolate secondo un passo tem-porale pari a P, è possibile pervenire, attraverso semplici passaggianalitici, alla seguente espressione:

In essa R rappresenta il rapporto (usualmente inferiore all’unità)tra (1+IINF) e (1+IINT), ove IINF è il tasso d’inflazione e IINT è iltasso d’interesse. Giova precisare che nella suddetta espressioneintervengono:1) il costo della linea (CLFI), effetto delle peculiarità della sovra-

struttura e in particolare dell’armamento (cfr. capitolo 2);2) le caratteristiche della linea (cfr. capitolo 2), per effetto delle

quali la vita attesa ha un peculiare valore (S) nell’opzione “0”;3) la vita residua della linea per effetto dell’impiego da parte del

vettore (cfr. capitolo 3); tale parametro sarà funzione di queiparametri di marcia e del materiale rotabile che maggiormen-te incidono sul decadimento delle proprietà funzionali e mec-caniche dell’armamento e della sovrastruttura tutta;

4) il più probabile intertempo (P) nel caso di “opzione 0” (figura 2).

[ Argomenti ] 8

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C*=(1-RP)•(RS-RE)•CLFI

fig. 8 - Schema concet-tuale del modello pro-posto per la stimadegli oneri a carico delproprietario dell’infra-struttura conseguentialla modifica dei para-metri caratteristici delrotabile

Infrastruttura (cfr. capitolo 2)

IINT.Tasso Inter.

RRapporto

PIntertempo M.

CLFI

Costo infr.SVita stimata

EVita effett.

C*Onere

IINF.Tasso infl.

Materiale rotabile: spettri di carico (cfr. capitolo 3)

Modelli d’interazione/decadimento (cfr. capitolo 4)

Modello di stima (cfr. capitolo 6)

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[ Argomenti ] 8

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1. PREMESSA

L'economia del Mezzogiorno è attualmente interessata da un pro-fondo processo di trasformazione dell’attuale modello economico,ancora caratterizzato da una forte dipendenza dai trasferimentipubblici e da una presenza tuttora troppo scarsa d’imprese compe-titive in settori aperti alla concorrenza.In tale contesto, la disponibilità d’infrastrutture di collegamento, tra-sporto e accesso più efficienti rappresenta una condizione indispen-sabile per l’esplicarsi d’un sistema realmente integrato, efficiente esostenibile. Migliori collegamenti sono, infatti, funzionali a supe-rare la perifericità e la marginalizzazione di larga parte del terri-torio meridionale e dei sistemi produttivi e sociali, accrescendo conquesto la competitività delle regioni e valorizzando il ruolo delMezzogiorno come area di congiunzione tra l’Europa e il Medi-terraneo e i Balcani.Oggi il Mezzogiorno dispone d’importanti direttrici di collega-mento, stradali e ferroviarie.Tuttavia, i collegamenti stradali trasver-sali risultano ancora inadeguati e quelli longitudinali incompleti.Anche le direttrici ferroviarie appaiono inadeguate e scarsamenteintegrate con gli altri sistemi di trasporto. In particolare, alcune trat-te stradali non sono conformi agli standard geometrici di sicurezzaprevisti, mentre alcune tratte ferroviarie presentano caratteristicheinsufficienti in termini di peso assiale, peso lordo trainato, sagomalimite e lunghezza massima ammessa per i treni.La tabella 1 riporta, in sintesi, la dotazione per abitante e superficiedella rete ferroviaria del nostro paese, distinta per macroregioni.

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Il contributo del Quadro comunitariodi sostegno 2000-2006 Obiettivo 1 al miglioramento del sistema dei trasporti ferroviari nel Mezzogiorno

GIOVANNI AMICO, LARA

FRICANO, SALVATORE TOSI

dottorandi di ricercapresso il Cirmetdell’Università degliStudi di Palermo

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La strategia dell’Asse si sviluppa intorno all’esigenza d’assicurare icollegamenti materiali e immateriali necessari per favorire lo svi-luppo dei territori e la valorizzazione dei fattori di competitività,indirizzando la domanda di mobilità e comunicazione verso lemodalità economicamente, socialmente e ambientalmente piùefficienti. Le priorità strategiche del QCS 2000-2006 sono stateidentificate in un numero limitato di variabili o punti di rottura, cheassumono, al contempo, sia il ruolo d’obiettivi intermedi sia quel-lo d’“indicatori d’efficacia dell’intervento pubblico”. Essi hanno,quindi, un doppio ruolo: orientare le scelte strategiche in modoadeguato a generare le necessarie discontinuità ed essere, in itine-re, il metro con cui valutare l’impatto complessivo del programma.Le elaborazioni di tali variabili, pubblicate in una banca dati rea-lizzata nell’ambito del progetto “Informazione statistica territoria-le e settoriale per le politiche strutturali 2001-2008”, cofinanziatodall’Unione Europea (FERS), sono affidate congiuntamente a ungruppo di lavoro costituito da DPS (Dipartimento per le politichedi sviluppo e di coesione), UVAL (Unità di valutazione investi-

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Il contributo del QCS 2000-2006 Obiettivo 1 al miglioramento del sistema dei trasporti ferroviari nel Mezzogiorno

Dai dati appare evidente che la rete del Mezzogiorno presen-ta una dotazione infrastrutturale, almeno da questi punti divista, più carente rispetto alle restanti aree del paese, in termi-ni sia di velocità sia di capacità delle linee.In tale contesto s’inserisce l’Asse VI (“Reti e nodi di servi-zio”) del Quadro comunitario di sostegno (di seguito QCS)per le regioni Obiettivo 1 (Sicilia, Sardegna, Puglia, Basilicata,Calabria, Campania e Molise, quest’ultima regione in phasingout), che mira a realizzare un sistema di trasporti “sostenibile”1,in grado cioè di raggiungere l’obiettivo d’una più equilibratadistribuzione dei traffici tra le modalità, disegnando un siste-ma integrato di trasporto coerente con gli obiettivi comuni-tari del Libro bianco2 e idoneo a supportare lo sviluppo localesostenibile.È opportuno, al riguardo, fare un breve cenno alle risorsefinanziarie stanziate nel QCS per la realizzazione di tali prio-rità strategiche nel periodo di programmazione 2000-2006.La tabella 2 riporta l’ammontare delle risorse – comunitarie,nazionali e private – destinate al QCS Obiettivo 1 2000-2006,con particolare evidenza alle risorse stabilite per l’Asse VI“Reti e nodi di servizio”.A esso sono destinati quasi 10 miliardi di euro di risorse pub-bliche, il 20% della somma dell’intero programma plurien-nale (la più consistente assegnazione finanziaria dopo quelladell’Asse IV – Sistemi locali di sviluppo): di essi il 46% vienefinanziato con i fondi strutturali e il resto con fondi nazionali.

[ Argomenti ] 8

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Tabella 1 – Rete ferroviaria dello SNIT attuale per macroregioni. Dotazioni per abitante e superficie

SUD 0.89 0.65 1.54 1.49 1.08 1.62

NORD 0.68 1.18 1.85 1.43 2.48 3.01

CENTRO 0.27 1.53 1.8 0.5 2.86 3.04

TOTALE 0.68 1.05 1.73 1.27 1.98 2.45

MACROREGIONIkm rete 1 bin./10.000 abit.

km rete 2 bin./10.000 abit.

km rete equiv./10.000 abit.

km rete 1 bin./100 Km

km rete equiv./100 Km

km rete 2 bin./100 Km

Fonte: PON Trasporti 2000-2006

Tabella 2 – QCS – Italia – Regioni Obiettivo 1, periodo di programmazione 2000-2006, Pianofinanziario indicativo totale: rapporti di composizione (milioni di euro)

Costo totale

Risorse pubbliche

Risorse privateRisorse comunitarie

Risorse nazionali

I - Risorse naturali 16.9 50.9 49.1 0.0

II - Risorse culturali 5.7 48.8 51.2 0.0

III - Risorse umane 18.6 61.2 34.5 4.3

IV - Sistemi locali 32.7 51.5 47.0 1.5

V - Città 4.6 49.3 50.7 0.0

VI - Reti e nodi di servizio 20.1 46.1 53.8 0.0

Assistenza tecnica 1.3 61.7 38.3 0.0

Totale (milioni di euro) 46.075.74 23.939.00 21.517.74 619.00

Rapporti di composizione

ASSI PRIORITARI

RISORSE FINANZIARIE

Fonte: Quadro comunitario di sostegno per le regioni italiane dell'Obiettivo 1 2000-2006 – Versione aggiornata a seguito della revisione di metà periodo

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soddisfano i seguenti requisiti: sono resi disponibili da fonti ufficiali,sono aggiornabili su base annuale e, infine, sono disaggregabili a livelloregionale. Guardando più nel dettaglio e, quindi, approfondendo lastrategia dell’Asse VI, essa si sviluppa intorno a una serie d’obiettivi,alcuni dei quali si richiamano brevemente al fine di verificarne il gradodi raggiungimento. Uno dei più importanti riguarda il riequilibriomodale, obiettivo fondamentale per indirizzare la domanda di mobili-tà verso le modalità più efficienti sotto gli aspetti economico, sociale eambientale nei diversi contesti, al fine d’alleggerire la pressione cui èsottoposta la rete stradale da parte del trasporto di lunga percorrenza,quale ad esempio il traffico merci di cabotaggio nelle relazioni interne.Con il raggiungimento di tale obiettivo ci si aspetta,quindi,un aumen-to del traffico ferroviario rispetto alle altre modalità.Collegato a ciò, alfine d’incentivare il riequilibrio modale, soprattutto in ambito urbano,e controllare i fenomeni di congestione, rendendo fluida la circolazio-ne e accessibile il territorio, è d’importanza fondamentale il migliora-mento della qualità e dell’efficienza dei servizi di trasporto, degli stan-dard di sicurezza e dell’accessibilità per tutte le categorie di cittadini.Gli indicatori riferiti al suddetto obiettivo si differenziano per il lega-me più o meno diretto con le strategie messe in atto; inoltre, a quelliche hanno un legame più forte è stato associato un valore-target, defi-nito attraverso un confronto partenariale fra gli attori interessati nellafase iniziale della programmazione.Tale target rispecchia il valore chel’indicatore dovrebbe raggiungere una volta concluso il programmasotto l’ipotesi d’efficacia degli interventi.La verifica del raggiungimen-to degli obiettivi prefissati è condotta attraverso l’uso e l’elaborazioned’una serie d’informazioni sintetizzate,appunto,in “indicatori regionali”,utilizzati proprio per la valutazione delle politiche di sviluppo poste inessere attraverso il QCS. Gli indicatori per i quali sono forniti anchevalori-target saranno oggetto d’una più puntuale analisi, al fine di veri-ficare il livello di miglioramento ottenuto nonché il grado di conver-genza raggiunto tra le diverse aree del paese. In generale, gli indicatoripresentati rispondono all’esigenza di disporre d’informazioni sulla con-dizione e i mutamenti del territorio su temi di particolare interesse perla strategia generale del QCS. È però importante, per trarre corrette e

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menti pubblici), SFS (Servizio per le politiche dei fondi struttura-li comunitari) e ISTAT (1995-2005). Nel caso dell’Asse VI, l’at-tenzione è posta sull’andamento di taluni indicatori che riguarda-no l’ambito della sicurezza, quello della società dell’informazione,quello dell’internazionalizzazione e, infine, quello dei trasporti; suquest’ultimo si concentreranno le successive considerazioni, facen-do un particolare riferimento al trasporto ferroviario.

2. LA STRATEGIA DEL QCS PER IL SETTORE DEI TRASPORTIE I PRINCIPALI OBIETTIVI

La strategia del QCS per il settore trasporti mira, come già sottolinea-to, a realizzare un sistema di trasporti sostenibile in grado di raggiun-gere l’obiettivo d’una più equilibrata distribuzione dei traffici tra lediverse modalità utilizzabili.Tra gli scopi del QCS si evidenzia la neces-sità d’“assicurare i collegamenti necessari per spostarsi velocemente e con sicurez-za sul territorio meridionale e da questo verso altre aree, garantendo un’accortaintegrazione tra reti locali, rete nazionale e internazionale al fine di sostenere lacoesione sociale e processi di sviluppo equilibrato dei territori”. Se a livello diQCS assumono fondamentale importanza le variabili di rottura, perpoter valutare i risultati raggiunti nel settore trasporti, nelle regioniObiettivo 1, nel corso del periodo di programmazione (e, ai fini d’unapiù corretta analisi di convergenza, considerando anche il periodo pre-cedente), è necessario utilizzare gli indicatori specifici dell’Asse.A essisono stati, infatti, associati indicatori di contesto, utilizzati secondo unaduplice finalità:• fornire l’informazione necessaria per comprendere il trend evoluti-

vo del contesto territoriale in relazione allo specifico ambito d’inte-resse;

• disporre d’una strumentazione utile per poter valutare gli effetti delprogramma, anche se, in questo caso, più che d’impatto dovrebbeparlarsi, più propriamente, di primi risultati ottenuti e di verificadelle tendenze in atto.

Tutti gli indicatori inseriti nella banca dati sono stati scelti in quanto

[ Argomenti ] 8

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È però opportuno, prima di procedere con il commento delle elabo-razioni effettuate che forniranno alcune considerazioni di sintesi suirisultati a oggi ottenuti dall’attuazione dei programmi operativi delQCS, soffermarsi sulle variabili impiegate per tali elaborazioni. Conriferimento all’obiettivo del riequilibrio modale, le variabili prese inconsiderazione riguardano la media delle tonnellate di merci misuratein ingresso e in uscita per le diverse modalità di trasporto utilizzate (e,cioè, su ferrovia, su strada e in navigazione di cabotaggio). I valori,espressi in tonnellate di merci, sono poi rapportati alla popolazionemedia annua, ottenendo così tre indici del traffico merci, riferiti al tra-sporto merci sia su ferrovia sia in navigazione sia su strada. Mentre peri primi due ci si aspetta un aumento del traffico e, quindi, dell’indiceutilizzato, del terzo ci si attende una riduzione. Inoltre, come per ilriequilibrio modale, anche per l’obiettivo “incremento del traffico” levariabili prese in considerazione riguardano le tonnellate di merci iningresso e in uscita distinte in base alle diverse modalità di trasporto uti-lizzate (ferrovia, navigazione e strada).Tuttavia, i valori, espressi in ton-nellate di merci, sono, in questo caso, rapportati al totale del trafficomerci relativo a tutte le modalità.Anche con riferimento al secondoobiettivo,mentre dei primi due indici – relativi al trasporto su ferroviae in navigazione – ci si aspetta un aumento, del terzo ci si attende unariduzione. Infine, allo scopo d’approfondire l’aspetto dei trasporti fer-roviari e con riferimento all’obiettivo “innalzamento della qualità delservizio”, si riportano, tra gli indici elaborati, il grado di soddisfazionedel servizio di trasporto ferroviario e l’indice d’utilizzazione del tra-sporto stesso, presentato in una duplice versione che tenga conto siadegli utenti occasionali sia di quelli abituali.

3. L’ANALISI DELLA CONVERGENZA DEIPRINCIPALI INDICATORI

L’analisi che segue riporta i principali risultati raggiunti attraver-so l’uso degli “indicatori di contesto regionali per la valutazionedelle politiche di sviluppo” così come proposti dalla banca datiutilizzata.

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opportune considerazioni, tenere ben presente che essi sono parted’un sistema d’indicatori finalizzato alla valutazione dell’azionepolitica di sviluppo del Mezzogiorno in un periodo pluriennale(2000-2008), e pertanto soltanto al suo termine sarà possibilevalutarne l’impatto finale. Occorre inoltre ricordare che essirispondono a una logica che rientra nello schema del QCS, cheprevede obiettivi generali o macro, obiettivi globali o d’asse eobiettivi specifici o sotto-obiettivi d’asse.Tuttavia, tenendo contodi tali limiti e grazie alla disponibilità di un’ampia serie storicadegli indicatori strutturati in sei settori articolati per macro-areee disgregati territorialmente per regioni, è possibile già effettuarealcune interessanti considerazioni. Al riguardo, si propongonoalcuni confronti spazio-temporali, al fine di verificare l’evoluzio-ne d’alcuni settori o ambiti d’intervento nelle diverse aree delpaese. In tabella 3 si riportano alcuni indici elementari di conte-sto afferenti il settore dei trasporti, distinti per macroarea strategi-ca. Si tratta degli indicatori proposti dalla banca dati prima men-zionata e ritenuti rappresentativi in ordine all’argomento trattato.

[ Argomenti ] 8

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Tabella 3 – Alcuni indicatori relativi al settore trasporti dell’Asse VI del QCS

Indicatore

Tonnellate di merci in ingresso e in uscita per ferrovia su totale delle modalità (per 100 abitanti)

Tonnellate di merci in ingresso e in uscita su strada su totale delle modalità (per 100 abitanti)

Indice traffico merci su strada (per abitante)

Tonnellate di merci in ingresso e in uscita in navigazione di cabotaggio su totale delle modalità (per 100 abitanti)

Indice del traffico merci su ferrovia (per 100 abitanti)

Indice del traffico delle merci in navigazione di cabotaggio (per 100 abitanti)

Indice del traffico aereo (per 100 abitanti)

Grado di soddisfazione del servizio di trasporto ferroviario (media delle varie modalità)

Indice d’utilizzazione del trasporto ferroviario (1) (%)

Indice d’utilizzazione del trasporto ferroviario (2) (%)

Riequilibrio modale

Incremento del traffico

Macroarea strategica

Innalzamento della

qualità del servizio

Fonte: Banca dati ISTAT-ministero Economia e finanze, DPS

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merci su strada, nelle regioni Obiettivo 1, è stato in parte dovutoa un aumento del traffico merci su ferrovia (dall’1,7 del 1995 al2,0 del 2004), ma per lo più dovuto a un aumento del trafficomerci in navigazione di cabotaggio, contribuendo così al rag-giungimento del riequilibrio modale. Tuttavia è da rilevare che,mentre in relazione al traffico di merci in navigazione i valori del-l’indice fanno registrare una crescita tale da superare i valori-obiettivo fissati nel QCS, nel caso del traffico merci su ferrovia ivalori dell’indice, seppur cresciuti nel periodo preso in esame, nel2004 sono ancora più bassi del valore-target minimo fissato. Einfatti nel primo caso il valore dell’indice, il cui target è stato fis-sato tra 17,06 e 17,22, è passato dal 12,1 del 1995 al 15,1 del 2000e, infine, al 19,3 del 2004, superando così il valore dell’“ipotesialta” fissata nel QCS; nel secondo caso, il valore dell’indice, il cuiobiettivo è stato fissato tra il 2,68 (ipotesi bassa) e il 2,83 (ipotesialta), è cresciuto di soli 0,3 punti percentuali, passando dall’1,7 del1995 all’1,9 del 2000 e, infine, al 2,0 del 2004, rimanendo perciòal di sotto del target minimo fissato (2,68).I dati rilevano sicuramente un incremento del traffico merci suferrovia e in navigazione e, quindi, un miglioramento del riequi-librio modale auspicato, ma per il traffico merci su ferrovia ci siaspetta valori ancora migliori.Il trend rilevato nel decennio, infatti, anche se dovesse continua-re sembra non bastare per raggiungere i risultati sperati. Inoltre, èda indagare ulteriormente la correlazione tra gli apparenti discre-ti risultati ottenuti e l’implementazione della politica comunita-ria, in quanto anche prima dell’operatività del QCS, e cioè nelperiodo 1995-2000, quando non erano attivi i programmi opera-tivi della politica comunitaria, erano già in atto una riduzione deltraffico merci su strada e un aumento di quello svolto con le altremodalità. Per cui l’impatto netto del programma dovrebbe essereinferiore a quello che appare a una prima elaborazione. Il grafico1 riporta, per l’intero periodo 1995-2004, l’andamento dell’indi-ce “Tonnellate di merci in ingresso e in uscita per ferrovia sul totale dellemodalità”.

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Al riguardo, la tabella 43 mette in evidenza l’incidenza del trafficodi merci, in ingresso e in uscita, tenuto conto della diversa moda-lità di trasporto utilizzata4.

In altre parole, sono stati rilevati i valori medi delle tonnellate dimerci, in ingresso e in uscita, per ciascuna modalità di trasporto erapportati al totale delle merci trasportate ricorrendo a tutte lemodalità. Come peraltro è stato già sottolineato, mentre per lemodalità su ferrovia e in navigazione ci si attende un aumento deltraffico e, quindi, un aumento del valore dell’indice, per la moda-lità su strada ci si attende una riduzione e, quindi, un ridimensio-namento del valore dell’indice.In particolare, in base ai valori-target o valori-obiettivo fissati insede di redazione del QCS5, con riferimento all’incidenza deltraffico merci su strada ci si aspettava una riduzione del valore cheraggiungesse il range 80,27-79,95. in particolare il valore rilevatoal 1995 (86,3) e al 2000 (82,9) per le regioni Obiettivo 1 si è atte-stato al 78,7 superando, pertanto, il miglior risultato (79,95) alriguardo prefissato. Nello stesso periodo, i valori riferiti alle regio-ni non Obiettivo 1 hanno registrato un trend di segno opposto,dovuto a una peggiore performance rilevata sia nell’area delNord-Ovest sia in quella del Centro. Tale riduzione del traffico

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Tabella 4 – Incidenza del traffico di merci in ingresso e in uscita per tipo di modalità

1995 2000

ANNI

2004

Nord-Ovest 2.9 95.6 1.5 3.1 95.2 1.7 2.2 96.1 1.7

Nord-Est 1.5 96.9 1.7 1.7 96.6 1.7 1.5 97.0 1.6

Centro 2.3 92.5 5.2 2.1 93.4 4.4 1.8 94.5 3.7

Mezzogiorno 1.6 87.6 10.8 1.8 84.5 13.6 1.8 81.0 17.2

Italia 2.0 93.8 4.3 2.3 93.3 4.6 1.9 93.7 4.6

- Regioni non ob. 1 2.2 95.5 2.3 2.3 95.4 2.3 1.8 96.1 2.0

- Regioni ob. 1 1.7 86.3 12.1 1.9 82.9 15.1 2.0 78.7 19.3

Ferrovia Strada Navig.ne Ferrovia Strada Navig.ne Ferrovia Strada Navig.ne

MACROREGIONI

MODALITÀTRASPORTO


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Diversamente da quanto rilevato fin qui, per gli indici riportatinella tabella 5 il QCS non ha evidenziato valori target o valoriobiettivo da raggiungere.Tuttavia, tenuto conto della strategia del-l’asse, appare chiaro che mentre per l’indice del traffico merci suferrovia e in navigazione di cabotaggio ci si aspetta un aumentodelle variabili considerate e, quindi, un aumento del valore degliindici, per quanto riguarda l’indice del traffico merci su strada ci siaspetta una riduzione delle tonnellate di merci trasportate per que-sta via e, conseguentemente, una riduzione dei valori dell’indice.

Al riguardo, nelle regioni Obiettivo 1 il valore dell’indice del traf-fico merci su strada si è ridotto di più di 2 punti percentuali, pas-sando dal 10,7 del 1995 all’8,4 del 2004.Tuttavia, di ciò s’è avvan-taggiato, più che il trasporto su ferrovia (dal 20,6 del 1995 al 21,3del 2004), il trasporto in navigazione di cabotaggio, i cui valori del-l’indice sono passati da 149,4 (1995) a 206,1 (2004). Guardando ivalori medi rilevati per l’Italia, si rileva però un peggioramento deirelativi indici, soprattutto per ciò che riguarda il trasporto merci suferrovia, che è diminuito (dal 48,2 del 1995 al 46,9 del 2004) inve-ce d’aumentare, e del trasporto merci su strada, che è aumentato(dal 21,5 del 1995 al 23,7 del 2004). Sembrerebbe che il paese nelsuo complesso si muova, in termini di riequilibrio modale, in dire-

FOCUS | Economia

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I dati mostrano che i valori relativi alle regioni Obiettivo 1 registranoun andamento leggermente crescente nell’intero arco temporale di rife-rimento,quindi anche prima dell’implementazione del QCS;nello stes-so periodo, i valori dell’indice calcolati per le regioni non Obiettivo 1mostrano, invece, un andamento decrescente.È, infine, importante rilevare la positiva convergenza tra le diverse areedel paese, rivelata, tra l’altro, dal ridursi del campo di variazione (0,5punti percentuali nel 1995 contro 0,2 punti percentuali nel 2004) versovalori medi più bassi: 2,0 il valore rilevato per l’Italia nel 1995 control’1,9 rilevato nel 2004.Ulteriori spunti di riflessione derivano dall’analisi della tabella 5. In essasono riportati i valori degli indici del traffico merci su ferrovia, su stra-da e in navigazione di cabotaggio.Anche per questi indici le variabili utilizzate riguardano la media delletonnellate di merci, in ingresso e in uscita, per ciascuna modalità e cal-colata per 100 abitanti.Al riguardo, il dato è quello relativo alla popolazione residente medianell’anno di riferimento.Sull’inclusione,nei valori riportati,del traffico nazionale e internaziona-le valgono le stesse annotazioni riportate per la tabella 4.

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Grafico 1 – Tonnellatedi merci in ingresso ein uscita per ferrovia,su totale modalità(fonte: Banca datiISTAT-ministeroEconomia e finanze,DPS)

Tabella 5 – Indice del traffico merci per modalità del trasporto

1995 2000

ANNI

2004

Nord-Ovest 83.9 27.6 43.5 88.3 26.8 46.7 73.2 31.3 53.9

Nord-Est 53.9 35.8 62.4 64.4 36.0 64.1 63.4 41.9 67.9

Centro 46.9 18.6 104.2 42.2 18.6 88.2 43.1 22.2 85.9

Mezzogiorno 20.4 11.4 140.3 21.7 10.0 161.4 20.7 9.2 195.8

Italia 48.2 21.5 106.1 51.0 20.9 104.7 46.9 23.7 116.0

- Regioni non ob. 1 62.5 27.1 65.0 66.0 26.8 63.3 59.7 31.3 66.6

- Regioni ob. 1 20.6 10.7 149.4 21.8 9.3 169.5 21.3 8.4 206.1

Ferrovia Strada Navig.ne Ferrovia Strada Navig.ne Ferrovia Strada Navig.ne

MACROREGIONI

MODALITÀTRASPORTO


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Per questo indicatore il QCS ha previsto, come valore target ovalore obiettivo da raggiungere per le regioni Obiettivo 1, unrange compreso tra il 50% e il 60%.In base a tali indicazioni, i valori per l’area mettono in eviden-za un peggioramento della qualità dei servizi di trasporto fer-roviario, addirittura arrivando a valori al di sotto di quelli rite-nuti minimi.Nella tabella 6 vengono anche riportati due indici d’utilizzazio-ne, costruiti con lo scopo di mettere in evidenza la frequenza d’u-tilizzazione dei treni, con riferimento sia agli utilizzatori abitualisia a quelli occasionali.Per il primo indice, le variabili utilizzate riguardano gli utenti cheutilizzano il treno almeno una volta nel periodo di riferimento.Esso è calcolato rapportando il numero di persone che hanno uti-lizzato il treno almeno una volta nell’anno di riferimento sul tota-le della popolazione di 14 anni e oltre (utenti occasionali).In sede di programmazione, il valore target indicato nel QCS èstato del 30-33%; in base ai dati rilevati, anche per questo indica-tore s’evidenzia una riduzione dell’“uso occasionale” del servizioferroviario segnalato dal peggioramento dell’indice, che passa dal

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zione opposta a quella auspicata, anche se per le regioni del-l’Obiettivo 1, quindi laddove opera il QCS, l’orientamento sembradiverso. L’ultimo aspetto da indagare riguarda l’obiettivo del miglio-ramento della qualità del servizio. Al riguardo, gli indici utilizzatiattengono al solo servizio di trasporto ferroviario. La tabella 6riporta i valori di tre indicatori costruiti per valutare tale aspetto.

Il primo indice – grado di soddisfazione dell’utenza per i servizi di tra-sporto ferroviario – è stato costruito utilizzando i giudizi espressi dagliutenti con riferimento a 7 diversi aspetti: frequenza delle corse,puntua-lità, possibilità di trovare posto a sedere, pulizia delle vetture, comoditàdegli orari, costo del biglietto e, infine, informazioni sul servizio. Per ilcalcolo dell’indice, le variabili prese in considerazione riguardano ilnumero delle persone che si dichiarano soddisfatte e i valori dell’indi-catore sono calcolati rapportando alla media delle persone che si dichia-rano soddisfatte (secondo le sette modalità d’utilizzo del treno) il totaledegli utenti del servizio stesso. I valori rilevati mostrano un peggiora-mento dell’indice in tutte le aree del paese, con una riduzione minimanel Mezzogiorno – di circa 3,5 punti percentuali – e punte massime –circa 13 punti percentuali – rilevate nelle due ripartizioni del NordItalia. Il grafico 2 riporta l’andamento dell’indice rilevato per le macro-regioni in cui è divisa usualmente l’Italia, nel periodo 1995-2004.

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Grafico 2 – Grado disoddisfazione del servi-zio di trasporto ferrovia-rio (fonte: Banca datiISTAT-ministeroEconomia e finanze,DPS)

Tabella 6 – Principali indici sulla qualità dei servizi di trasporto ferroviario

1995 2000

ANNI

2004

Nord-Ovest 58.3 36.4 6.1 53.7 36.7 5.4 45.8 32.0 5.0

Nord-Est 65.8 32.9 3.7 58.6 34.8 3.5 52.2 34.1 3.5

Centro 60.0 28.3 5.0 56.7 32.6 4.8 52.0 33.1 5.1

Mezzogiorno 53.1 25.5 4.7 50.0 26.2 2.0 49.7 22.4 4.3

Italia 58.5 30.3 5.0 54.2 31.9 4.7 49.6 29.3 4.5

- Regioni non ob. 1 60.8 32.4 5.0 55.9 34.4 4.6 49.8 32.6 4.5

- Regioni ob. 1 52.8 26.1 5.0 49.8 26.8 5.2 49.2 22.3 4.5

Gr. Ind. Ind. Gr. Ind. Ind. Gr. Ind . Ind. soddisf. utilizz.(1) utilizz.(2) soddisf. (a) utilizz.(1) utilizz.(2) soddisf. (a) utilizz.(1) utilizz.(2)

MACROREGIONI

INDICI SULLA QUALITÀ DEL SERVIZIO


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rinviabile. In definitiva, è opportuno ricordare che, oltre a trattar-si di primi risultati che dovranno essere sottoposti a ulteriore veri-fica, la valutazione finale dell’azione intrapresa da tali programmipotrà essere valutata solo alla fine del periodo d’implementazio-ne, quando cioè si concluderà anche l’erogazione dei flussi finan-ziari legati ai relativi programmi operativi e, quindi, dopo il 2008.Intanto, però, tali prime considerazioni consentono d’esprimere iprimi giudizi sull’efficacia delle risorse spese ed, eventualmente, dicorreggere la strategia perseguita.

NOTE

1 Il Consiglio “Trasporti” dell’UE ha adottato, nell’aprile 2001, la seguente defini-

zione di sistema di trasporti sostenibile:

• un sistema che consenta che le necessità fondamentali d’accesso e di svilup-

po degli individui, delle imprese e della società possano essere soddisfatte,

garantendo la sicurezza in modo compatibile con la salute umana e con l’eco-

sistema, e promuova l’equità nell’ambito d’ogni generazione nonché tra gene-

razioni diverse;

• sia economicamente accessibile, funzioni in maniera efficiente, offra una

gamma di modi di trasporto tra cui scegliere e sostenga un’economia e uno svi-

luppo regionale competitivi;

• limiti le emissioni e i rifiuti entro la capacità d’assorbimento del pianeta, utiliz-

zi risorse rinnovabili al ritmo di produzione di queste ultime o a un ritmo inferiore

e usi le risorse non rinnovabili a ritmi pari o inferiori allo sviluppo dei sostituti

rinnovabili, minimizzando l'occupazione del territorio e la produzione d’inquina-

mento acustico.

2 Commissione europea (2001), Libro bianco La politica europea dei trasporti fino

al 2010: il momento delle scelte.

3 I valori contenuti nella tabella, ripresi dalla banca dati utilizzata e relativi al

trasporto merci su ferrovia, sono stati pubblicati grazie ai dati forniti da

Trenitalia SpA, consentendo così di completare la serie storica sul trasporto

FOCUS | Economia

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26,1 del 1995 al 22,3 del 2004; valore, quindi, ben al di sotto dellasoglia minima stabilita come obiettivo minimo da raggiungere ein controtendenza rispetto al trend programmato. Per le aree nonObiettivo 1 si rileva, al contrario, un maggiore uso del treno fragli utenti occasionali, anche se di lieve misura (dal 32,4 del 1995al 32,6 del 2004). Infine, per il secondo indice, le variabili utiliz-zate riguardano le persone che (lavoratori, scolari e studenti) uti-lizzano abitualmente il treno per recarsi al lavoro o a scuola.L’indice è, quindi, calcolato rapportando a questa popolazione d’u-tenti il totale della popolazione di riferimento, che in questo casocoincide con la popolazione di 3 anni e più.Al riguardo, non è stato stabilito, in sede di programmazione, unvalore-obiettivo minimo da raggiungere.Tuttavia, la riduzione deivalori dell’indice in tutte le aree territoriali prese in esame evi-denzia un risultato comunque negativo6.

4. CONCLUSIONI

La breve analisi presentata, pur limitata a taluni aspetti, consented’evidenziare come la politica regionale comunitaria abbia solo inparte influito sui trend programmati.Talune tendenze positive, ineffetti rilevate dagli indici analizzati, di fatto riprendono un trendin parte già disegnato anche nel periodo precedente all’imple-mentazione della politica.Si conferma, quindi, esserci una tendenza verso il riequilibriomodale che in parte, però, esiste a prescindere dall’azionedell’Unione Europea.Inoltre, l’analisi dei vari indicatori mostra come i risultati d’alcu-ni indici sono coerenti con quelli evidenziati da altri.L’andamento dell’indice del traffico merci sembra così conferma-re la riduzione del traffico merci su strada e l’aumento di quellosu ferrovia, anche se si rileva che il paese, nel suo complesso, èandato nel senso opposto.Infine, appare negativo l’andamento degli indici rilevati per la qua-lità del servizio, laddove un intervento migliorativo non sembra

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merci su ferrovia che era ferma al 1999 a causa della privatizzazione delle

Ferrovie dello Stato.

4 È opportuno ricordare che mentre i valori del traffico merci su ferrovia e su stra-

da includono il traffico nazionale e internazionale, quello in navigazione di cabo-

taggio non include la navigazione internazionale.

5 Ci si riferisce al Quadro comunitario di sostegno per le regioni italiane

dell’Obiettivo 1 2000-2006 nella versione aggiornata a dicembre 2004 a seguito

della revisione di metà periodo.

6 È doveroso, comunque, sottolineare il fatto che per tale indice i valori della popo-

lazione di riferimento per gli anni 2001, 2002 e 2003 sono quelli al 1° ottobre

2001. Un aggiornamento sarebbe opportuno in quanto, negli ultimi anni, un flus-

so notevole di persone s’è spostato dal Mezzogiorno verso le aree più sviluppate

del paese, determinando variazioni nel denominatore del rapporto e, in definitiva,

nel significato dei valori dell’indice.

[ Argomenti ] 8

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PREMESSA

Il settore ferroviario in Europa sta attraversando un periodo digrande trasformazione dovuto al cambiamento repentino degliscenari regolatori e di mercato e alla sempre maggiore comples-sità del sistema sociale in cui le aziende devono operare.Le imprese ferroviarie hanno reagito alla nuova situazione ade-guando strategie, modelli di business e assetti organizzativi, masoprattutto dotandosi di strumenti efficaci di supporto alle deci-sioni aziendali.Per citare solo due esempi, basti ricordare che sono ormai prassicomune in ambito ferroviario le tecniche più avanzate di misura-zione del valore per l’azionista (Unlevered DCF, EVA, APV,Opzioni reali ecc.) e le metodologie più sofisticate di Risk Mana-gement a integrazione dei tradizionali strumenti di ProjectManagement.L’aumento della pressione competitiva nel settore ferroviario stafacendo crescere sempre più la domanda di sistemi di supportoalle decisioni per analizzare le situazioni di conflitto sul mercato;a questa esigenza una risposta può venire dalle applicazioni dellaTeoria dei giochi.

LA TEORIA DEI GIOCHI

La Teoria dei giochi è la scienza matematica che analizza situa-zioni di conflitto tra individui od organizzazioni e ne ricerca solu-zioni competitive e/o cooperative. Nata ufficialmente con il libro

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Alcune applicazioni di Teoria deigiochi in ambito aziendale: il casodel trasporto merci e quello di unajoint venture tra impianti industriali

VINCENZO SOPRANO

direttore Strategie esviluppo delleFerrovie dello StatoSpA

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tivo (in cui non vengono presi in considerazione accordi vinco-lanti tra le parti) e a informazione perfetta (tutti i giocatori hannole stesse informazioni).Queste assunzioni sono ragionevoli in quanto la stima del posi-zionamento di costo dei competitors è sufficientemente affidabile,mentre le informazioni su prezzi medi e volumi sono desuntedirettamente dal mercato.La determinazione dei valori dei pay-off per i diversi players, ovve-ro delle conseguenze economiche delle diverse strategie disponi-bili, è fatta valutando l’impatto sul valore per l’azionista per idiversi giocatori attualizzando i flussi di cassa unlevered; in casod’acquisizione d’una consociata all’estero si dovrà tenere contoanche dell’esborso iniziale.Per semplicità verranno esaminate le possibili mosse di due soligiocatori, in quanto le possibili reazioni del terzo player (sostan-zialmente di pricing) non alterano la graduatoria delle scelte di-sponibili.Anche l’albero delle decisioni verrà semplificato per ragioni espo-sitive senza alterare il contenuto strategico del gioco.Il gioco si svolge in sole tre fasi, e ogni giocatore muove a turnoscegliendo tra le opzioni disponibili.Viene considerata un’elasti-cità non nulla il prezzo, per cui le quantità totali sul corridoiosono influenzate dal prezzo medio di tratta, mentre le quote dimercato per tratta si modificano a loro volta in funzione del pri-cing dei diversi operatori.I costi degli incumbent oscillano tra 16 e 20 F/treno/km; la diffe-renza è in parte motivata, più che da efficienza produttiva, da vin-coli normativi diversi nei vari paesi e dal pedaggio, di conseguen-za non esiste un differenziale di costo sostanziale fra i tre playersprincipali.Si suppone invece che le controllate operanti all’estero abbianoun vantaggio competitivo in termini di costo del 10% circarispetto all’incumbent, operando come player di nicchia. Il giocopuò essere rappresentato con un albero delle decisioni (Gioco informa estesa) che evidenzia le possibili mosse dei due competitors

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Alcune applicazioni di Teoria dei giochi in ambito aziendale...

Theory of Games and Economic Behavior di von Neumann eMorgenstern del 1944, la Teoria dei giochi ha avuto importantiapplicazioni in economia, finanza, politica, sociologia e biologia,oltre naturalmente agli utilizzi in campo strategico e militare, inparticolare nel periodo della guerra fredda. La Teoria dei giochiha avuto recentemente un notevole aumento di notorietà anchein conseguenza dell’attribuzione del premio Nobel 2005 perl’Economia a due studiosi di questo settore (Schelling e Aumann),ma anche per il bellissimo film A Beautiful Mind, che narra la sto-ria di John Nash, uno dei protagonisti di questa scienza (premioNobel nel 1998).Nel business, e in particolare nel settore del trasporto, gli strumen-ti della Teoria dei giochi sono utilizzati per identificare i possibilipunti d’equilibrio negli scenari competitivi; molte applicazionisono state sviluppate nell’industria del trasporto ed esistono alcu-ni lavori molto interessanti che riguardano il settore ferroviarioche analizzano la competizione intramodale e intermodale su par-ticolari tratte.

PRIMO CASOIl primo caso analizza una situazione reale relativa alla decisioned’acquisizione d’una piccola società nel settore del trasportomerci su un corridoio europeo su cui transitano circa 30 milionidi tonnellate/anno.Su questo corridoio operano tre incumbent che gestiscono diretta-mente il traffico sul proprio territorio e operano in cooperazioneoppure mediante piccole società ferroviarie controllate nelle trat-te estere.Due operatori dispongono già di consociate estere o filiali opera-tive attive negli altri paesi, mentre un terzo opera solo in coope-razione e deve pertanto valutare se acquisire un target individuatoo mantenere lo status quo.All’inizio del gioco le quote di mercato delle controllate esteresono relativamente modeste rispetto agli incumbent.La situazione può essere analizzata come un gioco non coopera-

[ Argomenti ] 8

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comunque invadendo in modo massiccio il territorio di A, ovve-ro mantenere uno stato di guerra fredda con un livello d’ostilitàcontenuto. La situazione competitiva appena rappresentata costi-tuisce un gioco in forma estesa a informazione perfetta e com-pleta che può essere risolto con il metodo dell’induzione a ritro-so (backyard induction). Questo algoritmo, che consiste nel risalirel’albero delle decisioni a partire dai nodi terminali scartando perogni decisore la scelta peggiore, individua nella guerra fredda lasoluzione ottimale; quindi la scelta più ragionevole per A è quel-la d’effettuare l’acquisizione in parola, anche perché la minacciad’invasione di B è concreta, avendo quest’ultimo comunque inquesto caso un vantaggio rispetto allo status quo.Nella figura 2 è riportato il percorso a ritroso che individua lasoluzione del gioco.

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considerati (figura 1); in ogni nodo terminale dell’albero sonorappresentati i pay-off in milioni di euro, rispettivamente per A eper B, calcolati come il Valore attuale netto dei flussi di cassa ope-rativi scontati al costo opportunità del capitale (WACC) assuntopari all’ 8%.

Esaminando l’albero partendo dall’alto, la prima mossa spetta algiocatore (A), che deve scegliere se mantenere lo status quo oeffettuare un’acquisizione potenzialmente ostile. Proseguendo suquesto, B, che dispone d’una controllata con limitato volume d’af-fari sul territorio di A, può invadere in modo massiccio il territo-rio di A o mantenere lo status quo.A sua volta A può scatenare una guerra dei prezzi con una ridu-zione dei prezzi stimabile nel 10%, ovvero limitare la reazionesui prezzi perdendo però consistenti quote di mercato sul pro-prio territorio.Se invece A sceglie d’effettuare l’acquisizione, B può a sua voltareagire scatenando una guerra di prezzi sul proprio territorio e

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fig. 1 - Le possibilimosse dei due giocatori

fig. 2 - Il percorso cheindividua la soluzionedel gioco

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SECONDO CASOIl secondo caso esaminato fa r iferimento a un accordo traoperatori per una joint venture finalizzata a razionalizzaredue impianti industriali vicini ma caratterizzati da un bassofattore di carico.Da un punto di vista economico, esiste una forte conve-nienza per entrambi gli operatori a chiudere uno dei dueimpianti concentrando l’attività su quello restante, che for-nirebbe servizi r ichiesti a costi complessivamente più bassi;i due players entrerebbero pertanto in partecipazione al50% in una newco, cui verrebbero conferiti gli assets pro-duttivi.Il problema quindi è quello di negoziare al meglio l’even-tuale compensazione di cassa tra i due operatori.Si tratta quindi d’un gioco cooperativo risolvibile cercan-do la soluzione di Nash che corrisponde al minimo dellaseguente funzione:

Min = (VJVA - VstA) * (VJVB - VstB)

Dove:

VJVA = valore della joint venture per AVstA = Valore stand alone dell’impianto di A, ovvero senza jointventureVJVB = Valore della joint venture per B VstB = Valore stand alone dell’impianto di B, ovvero senza joint ven-ture

Anche in questo caso il calcolo dei rispettivi vantaggi viene sti-mato pari al Valore attuale netto (VAN) dei flussi di cassa operati-vi scontati al costo medio del capitale (WACC) al netto dellacompensazione K tra A e B.

I valori ottenuti sono riportati nella tabella seguente:

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56

[ Argomenti ] 8

L’utilizzo della rappresentazione in forma estesa s’è presentatoparticolarmente efficace nel caso di specie per attivare con ilmanagement il processo d’analisi della situazione competitiva, eanche l’utilizzo d’una tecnica intuitiva come l’induzione aritroso non ha presentato problemi.In genere per questa tipologia di situazioni si sconsiglia la rap-presentazione in forma normale o strategica, che risulta menoimmediata e da un punto di vista tecnico può richiedere lanecessità d’utilizzare tecniche non facilmente comprensibili ainon esperti1.Naturalmente l’analisi del caso è stata completata con opportu-ne sensitivities sull’elasticità del traffico al prezzo e sui possibilivantaggi di costo delle controllate estere, senza alterare però lagraduatoria delle strategie.Questo risultato è riscontrato nella pratica di mercato, in quan-to i principali operatori cargo operanti sui corridoi europei sisono dotati negli ultimi anni di strutture all’estero con acquisi-zioni (TX-Logistik per FS), con la creazione di filiali (SBBItalia, SNCF Fret Italia) o con entrambe le tipologie (RailionItalia, Railtraction Company).

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to a quella linea di “pensiero strategico debole”che tanti danni ha arre-cato a importanti imprese anche in Italia. Il nostro auspicio è chequesti primi esempi d’utilizzo della Teoria dei giochi in campo fer-roviario possano essere di stimolo per ulteriori applicazioni ecostituire un’ulteriore preziosa arma di conoscenza per rafforzarela capacità di competere delle nostre aziende.

NOTE[1] Nel caso di specie la forma normale del gioco è rappresentata nella tabella seguente:

Ne emergono due possibili punti d’equilibrio, detti equilibri di Nash (due caselle da cuiA non ha interesse a scegliere una riga diversa, una volta fissata la colonna, e vice-versa); applicando un criterio di raffinamento (perfezione nei sottogiochi) che eliminagli equilibri non credibili, si trova che solo le strategie 2-3,6 sono razionalmente cor-rette, come indicato dal metodo per induzione a ritroso.

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Nel caso della joint venture il valore della newco viene attribuitoal 50% a ogni operatore.La formula si trasforma nel modo seguente:

Min = (VANJVA - VANstA - K) * (VANJVB - VANstB + K)Derivando questa funzione rispetto a K e eguagliando a zero siottieneK = ((VANJVA - VANstA) - (VANJVB- VANstB))/2

In base ai valori riportati in tabella si ottiene K= 10,5 M

CONCLUSIONI

Queste due semplici applicazioni, basate su esperienze concrete,mettono in luce le potenzialità d’alcune tecniche di Teoria dei gio-chi come supporto per le decisioni aziendali in contesti competi-tivi. Le difficoltà principali nell’introduzione di nuovi strumenti disupporto alle decisioni come quelli presentati sono nella ricercad’un equilibrio che consenta da un lato di superare la diffidenzaverso metodologie non intuitive, che rischiano di non essere fatteproprie dal management, dall’altro d’evitare che questi strumentisiano trasformati in un “oracolo” che surroga le responsabilità stes-se del management. Spesso in passato s’è assistito a un impiego mas-siccio di strumenti innovativi cui ha fatto seguito, anche per man-canza di consapevolezza dei limiti reali delle nuove metodologie,l’emergere di disillusione e un repentino abbandono, dando credi-

[ Argomenti ] 8

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VAN M A B

Stand Alone -63,5 -8,8

JV 27,4 61,0

Newco 22,7 22,7

Totale JV 50,1 83,7

Vantaggio 113,6 92,5

Tabella 1 – Calcolo dei vantaggi di A e B

A/B 3,5 3,6 4,5 4,6

1,7 -49, 334 -49, 334 57, 112 57, 112

1,8 -136, 271 -136, 271 57, 112 57, 112

2 -669, -337 51, 259 -669, -337 51, 259

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Introduzione

Il trasporto pubblico ha come principale

scopo il garantire, in qualunque situazio-

ne di funzionamento, la sicurezza e la

regolarità di circolazione dei rotabili; a tal

fine è necessario che i disturbi armonici

generati dalle unità di trazione rispettino i

limiti di compatibilità con il sistema di

segnalamento preposto al controllo del

traffico.

Per questo motivo è necessaria una previ-

sione dei disturbi armonici presenti nel

sistema d’alimentazione.

Il presente articolo propone un lavoro che

s’inserisce nell’area di ricerca dei sistemi

elettrici denominata “Power Quality”, la

quale ha lo scopo di studiare il sistema

elettrico, in questo caso dei trasporti, per

definire indici rappresentativi della qualità

del servizio elettrico e/o strumenti per

influenzare la tradizionale progettazione

elettrica a questa finalità.

In particolare, viene presentata una valuta-

zione in termini stocastici delle armoniche

di tensione e corrente presenti sulla linea

di contatto d’una generica tratta ferrovia-

ria, attraverso un’elaborazione analitica

mediante un modello statistico apposita-

mente costruito e una successiva verifica

con dati sperimentali.

Descrizione del sistemadi riferimento

È necessario far notare che durante l’evo-

luzione dei sistemi di trazione elettrica le

aziende ferroviarie hanno seguito criteri di

scelta differenti, per cui esiste oggi una

notevole varietà di sistemi d’alimentazione

e segnalamento, non soltanto nei diversi

paesi, ma addirittura nell’ambito d’una

stessa rete nazionale.

Senza far perdere di generalità al presen-

te lavoro, s’è fatto riferimento al sistema

ferroviario presente in Italia sulle linee sto-

riche: sistema d’alimentazione in corrente

continua tramite linea aerea e ritorno

attraverso rotaia (figura 1).

61

Analisi probabilistica della propagazione armonicanei sistemi d’alimentazione ferroviaria

GIULIO BURCHI – presidente di Italferr SpA e docente in progettazione ferroviaria dell’Università di ParmaFEDERICA FOIADELLI – dottoranda di ricerca in ingegneria elettrica del Politecnico di MilanoDARIO ZANINELLI – ordinario di sistemi elettrici per i trasporti nel Politecnico di Milano

RubricaAMBIENTE | DIRITTO | ECONOMIA | INGEGNERIA

B1 12-07-06 26-07-2006 12:52 Pagina 60

elettromagnetico e sono dovuti all’ondula-

zione della tensione raddrizzata, alle

armoniche prodotte dai mezzi di trazione

equipaggiati con convertitori elettronici di

potenza o ausiliari e da variazioni brusche

delle correnti di trazione.

Tale inquinamento elettromagnetico può

essere molto dannoso sia per le persone

sia per gli impianti.

Il progetto di ricerca

Il presente lavoro definisce un modello

analitico-sperimentale, elaborato su base

statistica, della rete italiana, in corrente

continua, per i trasporti ferroviari. La ricer-

ca s’inserisce all’interno d’un più ampio

studio affrontato dal Dipartimento d’elet-

trotecnica del Politecnico di Milano nel-

l’ambito dell’analisi probabilistica dei di-

sturbi associati ai sistemi elettrici per i tra-

sporti, che ha come scopo la modellizza-

zione dell’intero sistema di trazione, par-

tendo dall’interfaccia con il sistema indu-

striale d’alimentazione, la modellizzazione

del rotabile e la richiusura del circuito

attraverso la rotaia (figura 2). Per quanto

riguarda il rotabile, con cui il sistema degli

impianti fissi interagisce, si ha lo schema

a blocchi di figura 3.

RUBRICA Analisi probabilistica della propagazione armonica nei sistemi d’alimentazione ferroviaria

63

L’energia per l’alimentazione delle linee

elettrificate viene normalmente prelevata

dalla rete industriale trifase a media o alta

tensione e convertita in corrente continua

nelle sottostazioni di conversione elettri-

ca, sistemate lungo le linee, oppure in

corrispondenza d’opportuni nodi.

La presenza dei sistemi di conversione,

sia nelle sottostazioni elettriche (SSE) sia

a bordo dei rotabili, pone la necessità

d’affrontare il grosso problema delle

armoniche. Problema di fondamentale

importanza in quanto il sistema elettrico

per i trasporti può indurre disturbi in altri

impianti che sono a esso connessi o che

si trovano nelle sue immediate vicinanze.

Le linee a trazione elettrica interferiscono

con i circuiti elettrici circostanti per indu-

zione elettrostatica, in cui si ha una dipen-

denza dal valore della tensione di linea e

non dalla frequenza. Sarà quindi presente

sia in cc sia in ca. L’induzione elettroma-

gnetica, invece, viene generata dalle cor-

renti alternate che percorrono il circuito di

trazione. In cc i fenomeni d’induzione elet-

tromagnetica vengono detti inquinamento

[ Argomenti ] 8

62

fig. 1 - Schema d’alimentazione di linee ferroviarie a corrente continua: 1) linee trifasi ad alta tensione (AT) dellarete industriale; 2) stazioni della rete trifase industriale AT; 3) linee primarie di trazione ad alta tensione; 4) lineaaerea di contatto; 5) binario; 6-7-8-9) sottostazioni di conversione (SSE); L) distanza fra SSE successive

fig. 2 - Schema a blocchi del progetto di ricerca, in cui s’evidenziano gli elementi oggetto di modellizzazione

1 1

12

3 3 3

76 SSE SSE SSE SSE

+

-

8

4

5 CB

L

A D

9

3

21

CATENARIA

BINARIO

ROTABILESOTTOSTAZIONE

SSERETE

B1 12-07-06 26-07-2006 12:52 Pagina 62

si presenta un ripple di tensione in uscita

dai raddrizzatori ridotto utilizzando oppor-

tuni sistemi di filtraggio di tipo passivo LC.

L’insieme di questi disturbi unitamente a

quelli generati da eventuali rotabili pre-

senti in linea, coniugati con i parametri

elettrici della linea stessa, costituisce

l’oggetto dell’analisi probabilistica di

seguito sviluppata.

Definizione del modellostatistico

Il lavoro di ricerca vuole caratterizzare il

comportamento ai disturbi armonici del

sistema d’alimentazione d’un rotabile

ferroviario in una linea cc tramite un

modello statistico, considerando rilievi

sperimentali noti. Per meglio descrivere il

generico comportamento del sistema d’a-

limentazione si sono considerate due con-

dizioni di funzionamento: la prima con

assorbimento di corrente a valori di regi-

me (passaggio di materiale rotabile), la

seconda con assorbimento di corrente

prossimo allo zero (condizione “a vuoto”,

dove la piccola corrente circolante è

dovuta solo all’alimentazione delle scaldi-

glie degli scambi ma non vi sono treni in

linea). L’ipotesi fondamentale su cui si

basa il presente studio è che la funzione

di densità di probabilità che rappresenta

lo spettro d’emissione, armonica per

armonica, si sviluppi secondo una distri-

buzione normale.


65

In questa sede si concentrerà l’attenzione,

in particolare, su una parte del sistema

complessivo, quella degli impianti fissi,

che può essere rappresentata come in

figura 4.

I disturbi presenti nella rete industriale

vengono determinati tramite rilievi spe-

rimentali.

Lo spettro della rete d’alimentazione deri-

va dall’interazione d’entrambe le densità di

probabilità d’eventi, valutando nel tempo

armonica per armonica.

Lo spettro d’emissione della rete d’alimen-

tazione del sistema di trazione è inoltre

influenzato dai parametri passivi R,L del

binario e della catenaria, dalla presenza di

uno o più rotabili in tratta e dall’azione dei

filtri di SSE se questi non fossero così effi-

caci da contenere il disturbo armonico lato

rete industriale (50 Hz).

Per quanto riguarda l’impiantistica della

SSE considerata, si precisa che l’alimen-

tazione avviene mediante linea aerea trifa-

se ad alta tensione a servizio della sotto-

stazione di conversione. Nella parte dedi-

cata alla conversione ca/cc si ha la pre-

senza di due gruppi statici di conversione,

ciascuno costituito da due trasformatori

abbassatori e da convertitori di potenza

nominale di 5,4 MW, collegati in modo da

realizzare una reazione dodecafase.

L’abbassamento dei livelli di tensione e la

conversione dal sistema in corrente alter-

nata a quello in corrente continua non sono

sufficienti per imprimere alla linea di con-

tatto una tensione perfettamente continua:

[ Argomenti ] 8

64

fig. 3 - Schema a blocchi del rotabile fig. 4 - Schema a blocchi degli impianti fissi

SLITTAMENTI PATTINAMENTI

SPETTRO D’EMISSIONE DEL ROTABILE

SERVIZIAUSILIARI

DISTURBI NELLARETE

INDUSTRIALE

SPETTRO RETED’ALIMENTAZIONE

DEI ROTABILIPRESENTI IN TRATTA

INTRINSECOFUNZIONAMENTO

DELLA SSE(ponti raddrizzatori)

B1 12-07-06 26-07-2006 12:52 Pagina 64

modello interpretativo, della variabile

casuale con comportamento “normale”

sono dati dall’invarianza della distribuzio-

ne di probabilità associata rispetto a tra-

sformazioni lineari della variabile casuale

stessa, e dall’ottimalità della stima dei

parametri di modelli.

Si riporta un esempio della verifica grafi-

ca della distribuzione normale dei dati

sperimentali della ricerca facendo riferi-

mento alla tensione lato corrente continua

alla frequenza di 0 Hz nel caso d’assorbi-

mento di corrente (passaggio treni).

Un metodo molto usato per dare una

descrizione visiva di come si sono ripor-

tati i valori d’una successione è ovvia-

mente l’istogramma, che viene riportato

in figura 5 per il caso sopra citato.

Per testare graficamente la normalità

della distribuzione, valutando la lineari-

tà dei dati, si riporta in figura 6 il grafi-

co dei quantili che dimostra come i dati

misurati (rappresentati con una crocet-

ta) s’allineano secondo una retta (trat-

teggiata in figura) tranne che per le

code d’estremità.


67

Tale ipotesi risulta confermata, come si

vedrà nel seguito, dai rilievi sperimentali,

con un ottimo livello d’approssimazione.

In altre parole la curva gaussiana asso-

ciata abbia il massimo in prossimità del

valore indicato per ciascun’armonica a

seguito dell’indagine sperimentale con-

dotta.

Per le variabili a una dimensione, le prin-

cipali statistiche risultano essere la quan-

tizzazione di: centro, dispersione e forma.

La determinazione del centro può avveni-

re tramite il calcolo della moda, della

mediana e delle medie; quella della di-

spersione tramite lo scarto quadratico

medio, la varianza e il range.

La forma di una curva a campana, oltre

che dalla simmetria, è caratterizzata

anche da un maggiore o minore “appiatti-

mento” nel senso delle ordinate la cui

entità è stabilita dall’indice di Curtosi.

Per le variabili a due dimensioni, le prin-

cipali statistiche, oltre a quelle monodi-

mensionali marginali o condizionate,

rispondono alla quantizzazione dell’idea

di dipendenza, che s’articola in connes-

sione, regressione e correlazione.

Come misura dell’indipendenza delle

variabili aleatorie viene spesso usata la

covarianza, ma ancora meglio risulta

essere il coefficiente di correlazione.

Per le variabili a più dimensioni, nel caso

frequente in cui il modello interpretativo

sia fornito dalla variabile casuale normale,

si ha una notevole semplificazione in

quanto detta variabile è completamente

caratterizzata dal vettore delle medie e

dalla matrice di varianza-covarianza, al

più da quella dei coefficienti di correlazio-

ne. Quindi lo studio del raggrupparsi

delle variabili diventa superfluo.

Ulteriori vantaggi dell’adozione, quale

[ Argomenti ] 8

66

fig. 5 - Istogramma rappresentante la tensione lato corrente continua alla frequenza di 0 Hz nel casod’assorbimento di corrente (passaggio treni)

B1 12-07-06 26-07-2006 12:52 Pagina 66


69

Verificata la distribuzione dei dati, il succes-

sivo passo del lavoro consiste nella rappre-

sentazione di tali dati attraverso un modello

matematico di seguito realizzato tramite la

teoria della regressione lineare multipla, la

quale ipotizza che le osservazioni sono lega-

te da una relazione del tipo

dove le ω sono variabili aleatorie indipendenti di

tipo normale rappresentanti le perturbazioni.

La variabile y si chiama variabile dipendente,

mentre le x sono i predittori. Questo modello è

funzione della varianza delle perturbazioni e dei

parametri incogniti‚ di cui bisogna determinare

uno stimatore, compito di questa analisi.

Nel presente progetto di ricerca s’è utilizzato

come variabile dipendente il valore della gran-

dezza monitorata alla frequenza fondamentale di

riferimento, mentre tutte le altre variabili sono le

stesse grandezze riferite alle frequenze indaga-

te. Si può in tal modo effettuare previsioni sulla

variabile prescelta, facendo ricorso a più varia-

bili esplicative. Come supporto computazionale

e di programmazione del codice sviluppato nella

fig. 7 - Distribuzione normale della tensione lato corrente continua alla frequenza di 0 Hz nel caso d’assorbimen-to di corrente (passaggio treni)

yn = β0 + β1X1 +...+ βnXn + ωn

Sempre con il fine di verificare l’anda-

mento normale della funzione di distribu-

zione di probabilità s’è fatta una rappre-

sentazione della distribuzione normale

tenendo conto del livello di significatività

(figura 7).

[ Argomenti ] 8

68

fig. 6 - Grafico dei quantili rappresentante la tensione lato corrente continua alla frequenza di 0 Hz nel caso d’as-sorbimento di corrente (passaggio treni)

B1 12-07-06 26-07-2006 12:52 Pagina 68

[ Argomenti ] 8

70


71

nel caso d’assorbimento di corrente prossi-

mo allo zero (figura 8). Com’è noto, molte

sottostazioni elettriche di conversione tra-

sformano la tensione alternata trifase a 50

Hz in una tensione continua a 3 kV mediante

un ponte raddrizzatore trifase, tensione che,

in condizioni d’equilibrio perfetto sulle tre

fasi e in assenza di filtro, contiene una fre-

quenza fondamentale dipendente dalla confi-

gurazione del sistema di conversione statica.

Nel caso trattato della sottostazione elettrica

campione si ha una reazione dodecafase,

quindi si dovrebbe incontrare la frequenza a

600 Hz e le armoniche superiori. Dall’esame

condotto s’è rilevato come in linea siano pre-

senti non solo le armoniche legate come

detto ai 600 Hz, come accadrebbe in condi-

zioni ideali di funzionamento, ma anche altre

armoniche multiple di 50 Hz. Si rileva un di-

sturbo, infatti, tra i 1.500 Hz e i 1.770 Hz e

una componente armonica alle frequenze di

130 Hz, 170 Hz, 470 Hz. Bisogna tener

conto, nella determinazione della distorsione

armonica, della presenza d’agenti disturban-

ti contemporaneamente sul sistema (treni in

assorbimento di potenza o in frenatura, cor-

renti di segnalamento), fatto che presenta il

problema delle modalità d’affronto della

sovrapposizione degli effetti distorcenti.

Tutto ciò dà luogo a battimenti di frequenza

tra i vari disturbi armonici in linea e a interfe-

renze di fase tra le diverse grandezze armo-

niche, quest’ultime in generale non determi-

nabili con certezza. Si considera ora il caso

della tensione quando vi è assorbimento di

corrente nominale associato alla presenza

d’almeno un rotabile sulla tratta oggetto di

misura. Il risultato dell’analisi statistica per le

ricerca è stato utilizzato Matlab, linguaggio

software che ha permesso di trattare i dati

a disposizione sia da un punto di vista

matematico sia da un punto di vista grafico.

Il programma di calcolo realizzato, denomi-

nato SSE, ha lo scopo di calcolare le armo-

niche di tensione e corrente presenti sulla

linea di contatto d’una generica tratta fer-

roviaria. Il programma, infatti, fornisce lo

spettro della tensione e corrente d’alimen-

tazione di linea. L’impostazione del pro-

gramma SSE prevede la massima flessibi-

lità ed è per questo che vengono poste più

scelte a risposta multipla. Così facendo, è

possibile arrivare in breve tempo alla solu-

zione finale oppure soffermarsi ad analizza-

re in profondità i parametri caratteristici

dell’indagine.

Risultati ottenuti

Per la realizzazione del modello statistico

sopra presentato sono state effettuate più di

2.000 simulazioni. Per evidenti problemi di

sintesi si riportano in questo articolo, in linea

molto generale e sintetica, i risultati sulla sola

tensione lato corrente continua, innanzitutto

fig. 8 - Visualizzazione grafica della distribuzione dei coefficienti di regressione alle diverse frequenze della tensio-ne lato cc nel caso d’assorbimento di corrente prossimo a zero

B1 12-07-06 26-07-2006 12:52 Pagina 70

[ Argomenti ] 8

72


73

sati per garantire la compatibilità del sistema

d’energia con quello di segnalamento e quin-

di rivestono un ruolo importante per la sicu-

rezza della circolazione.

I valori limite sono stati confrontati in tabella

1 con quelli ottenuti nell’indagine condotta

nel presente studio. Si può notare come i

valori della tensione media ottenuti, sia per il

funzionamento ad alto assorbimento di cor-

rente sia per quello a basso, rientrino perfet-

tamente entro i limiti imposti da tali specifiche.

Conclusioni

Nel presente articolo si è voluto illustrare

un possibile modello matematico-statistico

utile per calcolare le armoniche di tensio-

ne e corrente presenti sulla linea di con-

tatto d’una generica tratta ferroviaria.

In tal modo è possibile valutare il compor-

tamento d’una sottostazione elettrica di

conversione, analizzando il contributo

dovuto all’intrinseco funzionamento dei

convertitori statici presenti in sottostazio-

ne, considerando la parte dovuta ai distur-

bi armonici già presenti nella tensione

della rete d’alimentazione industriale

tenendo conto dei disturbi associati all’e-

ventuale presenza in linea d’altri treni con

i loro azionamenti per la trazione e per i

servizi ausiliari. Come evidenziato, l’aspet-

to è di notevole importanza, visto che

anche la normativa per il rispetto della

compatibilità fra il circuito di trazione e il

sistema di segnalamento s’è orientata

nella definizione di valori non più determi-

nistici, bensì stocastici.

Questo è un tema molto interessante e

d’attualità soprattutto per una futura esten-

sione della metodologia qui presentata

verso le nuove linee in corrente alternata,

modalità d’alimentazione utilizzata nella

rete ad alta velocità, in cui i fenomeni d’a-

nalisi dei disturbi rivestono un ruolo impor-

tante per la compatibilità con l’esistente

rete in corrente continua e con gli altri

sistemi tecnologici presenti in prossimità

dei tracciati ferroviari.

Frequenza [Hz] Limiti [V] Funzionamento Funzionamento a bassoad alto assorbimento assorbimento di corrente [V]

di corrente [V]

0 <4.000 3.546 3.884

50 1÷2 1.180 1.593

300 5÷20 9.212 9.723

600 2÷5 3.513 2.401

Tabella 1 – Valori limite dati dalle specifiche sull’emissione armonica di sottostazioniredatte da RFI SpA e valori medi ottenuti con il modello probabilistico proposto perentrambi i casi di funzionamento analizzati

diverse armoniche è riportato in figura 9.

Si può osservare come vi siano frequenze

diverse rispetto al caso precedente. Oltre

alle frequenze multiple di 50 Hz, infatti, com-

paiono tutte le frequenze multiple di 90 Hz,

che possono trovare la loro giustificazione

nel fatto che, allo scopo di ridurre a bordo

del treno le dimensioni del filtro del converti-

tore di trazione, esso viene in generale rea-

lizzato con più fasi interallacciate. A causa

degli inevitabili squilibri tra le varie fasi

nascono fastidiose subarmoniche coinciden-

ti con tutte le frequenze multiple della fre-

quenza di fase. Si noti, inoltre, la presenza

d’una componente armonica alla frequenza

di 130 Hz, legata agli azionamenti a chopper,

e d’altre frequenze come la 170 Hz, ricon-

ducibili al già discusso problema fisico dei

battimenti tra armoniche generate da diversi

convertitori. A validazione di studi di tipo pro-

babilistico nell’analisi armonica delle gran-

dezze elettriche di linea si riportano alcune

specifiche sull’emissione armonica delle sot-

tostazioni elettriche redatte da RFI SpA,

al fine di garantire il corretto funzionamento

del sistema elettrico per il trasporto con tutti

i sistemi e/o gli impianti presenti sulla linea di

contatto e sul binario. Questi limiti sono fis-

fig. 9 - Visualizzazione grafica della distribuzione dei coefficienti di regressione alle diverse frequenze della tensionenel caso d’assorbimento di corrente nominale associata alla presenza d’un treno in linea

B1 12-07-06 26-07-2006 12:52 Pagina 72

Introduzione

Il pietrisco ferroviario, particolarmente in

alcune linee, è, di recente, divenuto oggetto

d’un ulteriore incremento d’attenzione e sen-

sibilizzazione da parte degli enti gestori di

rete. Ciò per una serie di motivi tra i quali, in

generale e non ultimo, vi è anche la nuova

classificazione CER dei rifiuti dettata nella

decisione CE 532/2000 e successive modi-

ficazioni e integrazioni, in base alla quale il

materiale in questione, in precedenza

sostanzialmente sempre classificabile come

non pericoloso, può ora, nel caso esso

divenga un rifiuto, essere considerato non

pericoloso o pericoloso a seconda della pre-

senza o meno di sostanze contaminanti e in

funzione della quantità di esse. Peraltro

all’avvenuta assunzione da parte del pietri-

sco ferroviario della caratteristica di specula-

rità classificatoria con la doppia voce del

codice CER, quale fattore contribuente

all’attenzione e alla sensibilizzazione citate in

premessa, deve aggiungersi, essenzialmen-

te con riguardo agli ambiti regionali appena

di seguito menzionati, l’approfondimento

della problematica legata alla presenza,

peraltro sporadica, di clasti con componenti

naturali amiantati nelle massicciate ferrovia-

rie d’alcune zone geografiche del Nord-

Ovest, segnatamente ricadenti nella giuri-

sdizione territoriale del Compartimento di

Torino. Tale situazione è rapportabile alla

residuale permanenza di pietrisco provenien-

te da pietre verdi posto in opera in periodi

temporali notevolmente pregressi, quando

ancora non era sostanzialmente intervenuta

la normativa antiamianto.

La residuale presenza d’amianto (essenzial-

mente, come detto, circoscritta all’ambito

del Nord-Ovest, con particolare riguardo al

Piemonte) e/o d’altre tipologie d’inquinanti

sulle massicciate ferroviarie costituisce

anche un elemento di riflessione tecnico

/interpretativa, sia per le modalità con le

quali si deve procedere alle eventuali rimo-

zioni e/o bonifiche, sia per le criticità che tali

interventi potrebbero creare.

Il volume del pietrisco da massicciata fer-

roviaria è infatti cospicuo, e può variare da

75

Pietrischi ferroviari da rocce verdi: metodologiad’analisi del contenuto d’amianto e metallipesanti e suggerimenti per una corretta valutazione del potenziale inquinanteMAURO PUCCI, MASSIMO T. PETRI, CARLO GERRA – struttura operativa sicurezza del lavoro eambientale della Direzione personale e organizzazione di RFI SpAANNA M. MARABINI, PAOLO PLESCIA, MARIA A.TOCINO, GIUSEPPE PAOLONI – laboratorio UNI-LAB del CNR ISMN a Monterotondo

RubricaAMBIENTE | DIRITTO | ECONOMIA | INGEGNERIA

C1 12-07-06 26-07-2006 12:53 Pagina 74

spessore minimo da garantire sotto le tra-

verse, variabile con i carichi previsti (35 o

50 cm a seconda dell’importanza della

linea), alla sopraelevazione in curva e all’in-

terasse tra i binari nel caso di linee a dop-

pio binario (figura 1).

Il pietrisco contenuto nella massicciata

dev’essere formato da rocce dure, a spigoli

vivi, non gelive e non facilmente alterabili;

sono evitate a questo proposito le arenarie e

le rocce argillose, le filladi e i micascisti, per-

ché friabili e porose. Sono invece preferiti i

calcari duri, le dolomie, i graniti; ottimi i

basalti, le trachiti e i porfidi, le metamorfiti più

dure, gli gneiss e le serpentiniti.

La problematica legata alla caratterizzazione

del ballast, soprattutto per quanto attiene alla

determinazione dell’eventuale contenuto d’a-

mianto (nonché del valore dell’Indice di rilascio)

e metalli pesanti è un argomento fortemente

approfondito e dibattuto in questo periodo spe-

cialmente, con riguardo all’amianto, nel conte-

sto o con riferimento al contesto territoriale pie-

montese. In questo lavoro, essenzialmente tec-

nico, vengono riportati i dati di laboratorio e le

modalità operative adottate, lasciando la di-

scussione più squisitamente “politica” ad altre

sedi e rimandando il lettore a una lettura critica

dei numerosi documenti in materia, alcuni dei

quali riassunti e citati nella bibliografia.

Materiali e metodi

Il presente lavoro riporta le modalità con le

quali è stato redatto il protocollo analitico per

la determinazione degli inquinanti del ballast.

Tale protocollo d’analisi è l’unico esistente,

attualmente, per i materiali naturali prove-

nienti da rocce verdi e utilizzati in opera.

Metodologie di campionamento

La mappatura che è stata fatta delle

linee ferroviarie è stata elaborata con

dati analitici ricavati da una campionatu-

ra di dettaglio.

Grande influenza nei risultati d’una map-

patura di questo tipo deriva dal criterio

con il quale si campiona.

In particolare, nel caso del pietrisco si

deve considerare che una granulometria

così grossolana del materiale non permet-

te d’ottenere un campione veramente rap-

RUBRICA Pietrischi ferroviari da rocce verdi: metodologia d’analisi del contenuto d’amianto e metalli pesanti...

77

un minimo di 1,3 m3 di pietrisco per ogni

metro lineare di ferrovia a semplice binario,

per le linee meno importanti, a un massimo

di 3,8 m3 di pietrisco per ogni metro linea-

re di ferrovia a doppio binario, per le linee

più importanti.

Il pietrisco tolto d’opera, molto spesso,

quando dev’essere considerato rifiuto, è

invero ascrivibile alla categoria dei rifiuti

non pericolosi. Tuttavia in situazioni di criti-

cità, qualora presenti valori d’indice di rila-

scio superiori alla soglia limite e abbia con-

tenuti d’amianto e/o d’altre sostanze inqui-

nanti in concentrazione superiore a quanto

previsto dalla normativa in materia di clas-

sificazione, etichettatura e imballaggio

delle sostanze e dei preparati pericolosi, è

da considerare un rifiuto pericoloso e

come tale viene di norma smaltito in disca-

rica a costi non indifferenti, che potrebbe-

ro subire ulteriori aumenti alla luce dell’e-

voluzione del quadro normativo disciplinan-

te in senso maggiormente restrittivo (spe-

cie per l’amianto e i materiali contenenti

amianto – MCA), le nuove tipologie di di-

scariche e i criteri di conferimento in esse

dei rifiuti.

Ecco perché, nell’ambito delle attività di

manutenzione/rinnovo di massicciate ferro-

viarie comportanti una notevole asportazio-

ne di pietrisco proveniente da rocce verdi

e/o potenzialmente contaminato, è bene

utilizzare un protocollo d’analisi sicuro ed

evitare così non corrette interpretazioni e

decisioni sulla sorte dei materiali tolti d’o-

pera, specie quando debbano conside-

rarsi rifiuti. Il lavoro che viene qui pre-

sentato nasce da una prima1 attività di

monitoraggio che il CNR – Istituto per lo

studio dei materiali nanostrutturati

(ISMN) ha eseguito per conto della

Struttura operativa sicurezza del lavoro e

ambientale della Direzione personale e

organizzazione di RFI – Rete ferroviaria

italiana, andando a campionare oltre

2.500 km di linee ferroviarie ubicate nel

Compartimento di Torino.

Tale lavoro ha determinato la stesura d’una

mappa della presenza d’amianto, metalli

pesanti e idrocarburi in linee ferroviarie; e

si può in buona sostanza affermare che il

lavoro in questione per organicità, metodo-

logia e numero dei Km monitorati è il primo

esempio di questo genere per una regione

europea.

La problematica “ballast”

La massicciata (o ballast) è la struttura

interposta tra la piattaforma stradale e l’ar-

mamento, realizzata con lo scopo di distri-

buire sul corpo stradale i carichi trasmessi

dalle traverse, impedire lo scorrimento

delle traverse e garantire lo smaltimento

delle acque meteoriche.

Il ballast è costituito da pietrisco a spigoli

vivi e pezzatura compresa fra 30 e 60 mm.

La sua forma, che in profilo è quella d’un

trapezio isoscele con i lati inclinati di 3/4, e

le sue dimensioni variano in relazione allo

[ Argomenti ] 8

76

fig. 1 - Sezione tipo di linea sino a 200 km/h, a doppio binario

C1 12-07-06 26-07-2006 12:53 Pagina 76

presentativo della massicciata, a meno di

non fare una quartatura.

In questo senso, il percorso svolto dai

campionatori lungo la linea è stato esatta-

mente questo: un movimento destra-sini-

stra, centro e sinistra-destra in un area di

4÷5 m2 di massicciata per prelevare pietre

da quattro angoli della massicciata e dal

suo centro.

Circa le quantità di pietre da prelevare

dalla massicciata e la larghezza di maglia

del campionamento, il prelievo è stato

eseguito secondo il seguente criterio:

• linee:

- prelievo casuale, tassativamente

senza selezione, ogni 5 km di linea

(campione da ca. 15 kg);

• stazioni ferroviarie:

- prelievo casuale, tassativamente

senza selezione, ogni 500 m di linea

(campione da ca. 15 kg);

• gallerie:

- prelievo casuale, tassativamente senza

selezione, ogni 500 m di linea, e comun-

que sempre all’imbocco, allo sbocco e al

centro (campione da ca. 15 kg).

Le pietre sono state raccolte e messe in dop-

pie buste di polietilene, insieme al materiale

fine eventualmente adeso alle pietre stesse.

Su ciascuna busta sono stati posti il nome

della linea e la chilometrica progressiva dal-

l’inizio della linea stessa.

Le metodologie d’analisi che in questo lavoro

sono riportate sono tre:

• analisi dell’amianto di crisotilo e anfibolo;

• analisi dei metalli pesanti;

• analisi degli idrocarburi totali e IPA.

PREPARAZIONE DEI CAMPIONIINCOGNITIIl protocollo d’analisi messo a punto da

CNR e RFI prevede un solo campiona-

mento di clasti e una sola preparativa,

basata sull’attrizione superficiale dei

clasti.

Ciò affinché si prepari una quantità signi-

ficativa di polveri adatta alla determina-

zione dell’amianto, dei metalli pesanti e

degli idrocarburi, sia totali sia IPA.

I materiali da analizzare sono stati prepa-

rati utilizzando un attritore, realizzato

mediante un agitatore orbitale in modo

semplice: i campioni (del peso di circa

500 g) sono inseriti dentro una scatola

dotata d’una rete metallica; tale scatola è

a sua volta inserita in un doppio sacco in

polietilene, chiuso con strip autoadesiva

(figure 3a e 3b).

Il tutto è messo in un agitatore con una

velocità massima di 330 RPM per 10

minuti di tempo.

Il meccanismo di rilascio è il seguente: con il

movimento di nutazione, le pietre tendono a

ruotare sul loro asse d’allungamento

e lungo un percorso elicoidale all’interno

della rete metallica, con abrasione della loro

superficie; la polvere che ne deriva viene

raccolta al fondo della vaschetta e separata

dal resto del materiale.

I campioni vengono pesati prima e dopo il

trattamento.

Si è notato che in dieci minuti si riesce ad

asportare quasi completamente lo strato

superficiale di 1÷2 mm di spessore e che,


79

[ Argomenti ] 8

78

fig. 2 - Campionamento del pietrisco

fig. 3b - Agitatore utilizzato per le prove di rilascio

fig. 3a - Campioni, reticella d’abrasione e sacchetti di contenimento

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Analisi FTIRGli spettri del crisotilo e delle varie forme di

serpentino sono tra loro diversi, ma un anali-

sta che non abbia mai analizzato, in infraros-

so, l’antigorite potrebbe facilmente confon-

derne lo spettro con quello del crisotilo, attri-

buendo erroneamente le differenze spettrali

alla presenza d’impurezze. Nell’antigorite il

picco relativo alla vibrazione stretching

dell’OH è suddiviso in due bande, a 3.682

(fino a 3.697) e 3.640 cm-1, mentre le vibra-

zioni di stretching del legame Si-O-Si sono

due principali, poste a 1.080 e 945 cm-1, con

uno shoulder a 1.020 cm-1.

Nel crisotilo il picco OH è più intenso ed è

diviso in due picchi a 3.680 e 3.630 cm-1,

mentre nella zona di vibrazione del legame

Si-O-Si c’è un tripletto molto caratteristico a

1.075, 1.020 e 950 cm-1.

Le differenze di spettro tra crisotilo e anti-

gorite continuano sostanzialmente a fare

della tecnica IR ancora l’unica tecnica non

microscopica in grado di distinguere i mine-

rali non fibrosi del serpentino dal crisotilo


81

nel caso di campioni con amianto, si ha un’a-

sportazione praticamente completa delle

fibre superficiali.

I metalli lisciviabili sono ovviamente quelli

contenuti nello strato superficiale e quindi

l’asportazione di questo permette di verifi-

carne l’effettivo contenuto.

Analisi dell’amiantoData la particolare natura delle rocce verdi, e

i minerali in esse contenuti, l’analisi dell’a-

mianto su queste rocce risulta tutt’altro che

facile. Circa le metodologie analitiche, in

questo lavoro sono utilizzate le metodiche

indicate nel DM 6/9/1994, e in particolare

per le analisi qualitative la microscopia ottica

in contrasto di fase (MOCF) e la microsco-

pia elettronica a scansione (SEM), mentre

per le quantitative, nel caso d’una presenza

massiva d’amianto riconosciuto senza dub-

bio in MOCF o SEM, la spettrofotometria

FTIR.

Su questo argomento è opportuno fare qual-

che chiarimento, in particolare sulla possibi-

lità di distinguere le forme fibrose da quelle

non fibrose degli anfiboli e del crisotilo.

Analisi del crisotilo misto aserpentino, distinzione tra fasifibrose e non fibroseVa anzitutto evidenziato che le rocce che

costituiscono il pietrisco oggetto del presen-

te studio, e cioè quelle potenzialmente inte-

ressate dalla presenza d’amianto, apparten-

gono alla famiglia delle “pietre verdi”; tra

queste, nel contesto piemontese, rivestono

particolare rilevanza le “serpentiniti”.

Le serpentiniti sono rocce composte princi-

palmente da minerali del gruppo del serpen-

tino (che raggruppa venti diverse specie

minerali), e cioè fillosilicati idrati di ferro e

magnesio, spesso ricchi d’altri elementi

metallici, quali cromo, manganese, cobalto e

nichel. A causa della loro compresenza, que-

sti minerali non sono sempre facilmente indi-

viduabili e, di norma, non vengono fatte par-

ticolari distinzioni.

Vi sono comunque tre importanti strutture

aggregate di serpentino: antigorite, lizardite

e crisotilo: antigorite [(Mg, Fe)3Si2O5(OH)4]

e lizardite [Mg3Si2O5(OH)4] sono minerali

lamellari di colore verde chiaro, mentre il cri-

sotilo [Mg3Si2O5(OH)4] è l’“amianto bian-

co”, fibroso.

L’amianto di crisotilo si rinviene nel pietrisco

associato con le altre forme di serpentino, in

forme fascicolate e in strutture “cellulari”,

cioè al margine di strutture lenticoidali di ser-

pentino.

Spesso la distinzione ottica o in microscopia

elettronica a scansione tra le forme fibrose e

non fibrose non è facile, dato che si nota un

passaggio quasi continuo fra la struttura

colonnare o tabulare dell’antigorite e la strut-

tura fibrosa del crisotilo.

L’analisi quantitativa è quindi svolta con la

spettrofotometria FTIR, che riesce a distin-

guere in modo sufficientemente preciso la

forma colonnare dalla forma tubolare fibrosa

del serpentino.

[ Argomenti ] 8

80

fig. 4 - Clasto, proveniente dall’ex giacimento di Balangero: si osservino le fibre a vista di crisotilo

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cava di Caprie. La nuova metodologia, messa

a punto dopo numerose prove di laboratorio,

risulta essere estremamente più precisa della

valutazione semiquantitativa che si può realiz-

zare mediante microscopia al SEM o in

MOCF, pure indicata come ammissibile dal

D.M. 6/9/1994.

Dato che la microscopia è un metodo essen-

zialmente bidimensionale, non permette di

valutare con sufficiente accuratezza il volume

degli oggetti osservati e, pertanto, il loro peso.

In questo senso risulta attendibile solo come

metodo di valutazione qualitativa, o al massimo

semiquantitativa. I risultati ottenuti in FTIR

mostrano invece un elevato grado d’affidabili-

tà, come viene mostrato nei confronti quantita-

tivi riportati negli esempi applicativi.

Protocollo d’analisi quantitativadi crisotilo in miscela con fasidel serpentino non fibroseQuesta procedura è stata elaborata per ese-

guire analisi quantitative di crisotilo (amianto

di serpentino) in matrici naturali a base di ser-

pentino non fibroso, in rocce di serpentino,

prasinite, metagabbri e metabasiti in generale.


83

(figure 5-6). L’analisi quantitativa del crisotilo

in miscela con serpentino sfrutta quindi queste

peculiarità, e in particolare può essere utiliz-

zata la ban-da compresa tra 3.651 e 3.623

cm-1 che risulta peculiare, facilmente indivi-

duabile e ben misurabile in termini d’area in un

range di concentrazioni che vanno da qualche

punto percentuale fino al 100%.

Poiché lo scopo di tale analisi è quello di deter-

minare la quantità d’amianto e l’indice di rila-

scio delle rocce, e in particolare di verificare se

quest’ultimo supera il valore di soglia di 0,1,

tale limite di rilevabilità risulta più che accetta-

bile (si rammenti che, per la determinazione

dell’indice di rilascio, si verifica la concentra-

zione d’amianto nelle polveri d’automacinazio-

ne, non nel campione tal quale, e che a un indi-

ce di rilascio di 0,1 corrisponde, indicativa-

mente, una percentuale d’amianto nelle polve-

ri del 9%2). L’analisi quantitativa, in FTIR, del

crisotilo in presenza d’antigorite è stata realiz-

zata utilizzando uno standard di crisotilo puro

proveniente da Balangero e un campione

d’antigorite “senso scritto” proveniente dalla

[ Argomenti ] 8

82

figg. 5-6- Analisi FTIR di crisotilo e antigorite. Si notino le differenze delle bande relative agli stretchingOH nella zona compresa fra 3.800 e 3.600 cm-1

Tabella 1 – Materiali utilizzati nell’analisi del crisotilo su rocce verdi in FTIR

Materiali

Crisotilo di Balangero o, in alternativa, crisotilo NIOSH macinato

Serpentino antigorite, cristalli selezionati al microscopio binoculare esenti da qualsiasi fibra e analizzati in MOCF, provenienti dai giacimenti di Balangero, Caprie, Trana e altri del Piemonte

KBr, grado analitico, polvere preventivamente essiccata in stufa a 150°C per almeno 48 ore

Acetone, grado analitico

Mulino a coltelli per la riduzione granulometrica del crisotilo o, in alternativa, mulino a scuotimento a sfere o, in alternativa, mortaio d’agata

Bilancia analitica a quattro cifre, adatta alla pesata minima di 0,01 mg

Mortaio d’agata da due pollici o più di diametro

Spatola in acciaio

Pasticcatrice per pasticche da 10 a 30 mm di diametro

Pressa da 10 tonnellate per pasticcatrice

Cappa a flusso laminare o, in alternativa, cappa chimica

Spettrofotometro FTIR, con beam splitter in DTGS o similare, adatto alla rivelazione del range tra4.000 e 400 cm-1 e portacampioni per pasticche solide da 10 mm

Mezzi di protezione individuale (DPI)

Data la pericolosità d’alcuni reagenti (amianto) si prescrive l’uso d’idonei DPI durante la preparazione dei reagenti e dei campioni, in particolare:

Mascherina P3

Guanti in lattice

Cappa a flusso laminare

1

2

3

4

5

6

7

8

910

11

12

1

2

3

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85

vata una quantità pari a 300 mg per essere

poi compressa in una pasticcatrice da 10

mm di diametro, a una pressione di 8 tonnel-

late per almeno 2 minuti. Le pasticche così

ottenute dovranno essere conservate in

appositi contenitori numerati.

TaraturaLa misura quantitativa del crisotilo nel serpentino

può essere eseguita utilizzando due bande anali-

tiche ben distinte:

• la banda a 3.642 cm-1 (figura 7);

• la banda a 1.054 cm-1 (figura 8).

La prima banda è sufficientemente ben distinta

da poter essere utilizzata in quantificazioni com-

prese tra il 5 e il 100% di crisotilo in miscela; la

seconda banda risulta spesso coperta da altre

vibrazioni di silicati e, pertanto, solo quando libe-

ra può essere utilizzata nella quantificazione tra il

20 e il 100%. Il serpentino presenta una banda

analitica a 570 cm-1 non presente nel crisotilo, ma

raramente potrà essere utilizzata, visto che nella

stessa zona spettrale si trovano numerosissime

vibrazioni catione-ossigeno d’altri silicati.

Lo spettrofotometro FTIR sarà così preparato:

• range analitico: 4.000 ÷ 400 cm-1

• apodizzazione: strong

• risoluzione: 1 cm-1

• numero di scansioni del fondo: 32

• numero di scansioni del campione: 32

fig. 7 - Banda stretching OH per contenuti di crisotilo (in rosso) compresi tra 10 e 70% in peso sullamiscela con antigorite

Preparazione dei reagenti• 1 grammo di crisotilo3 dev’essere macina-

to in mulino a coltelli o in mulino a scuoti-

mento (shaker) o, in estrema alternativa,

con mortaio d’agata.

La macinazione va effettuata in presenza

d’acetone, fino a ottenere una sospensio-

ne densa che al microscopio binoculare

risulti avere una granulometria media infe-

riore ai 100 µm.

La polvere così ottenuta dovrà essere

lasciata asciugare in aria, sotto cappa a

flusso laminare, fino a ottenere l’essicca-

zione totale.

La polvere così asciugata sarà trasferita

poi in un contenitore in vetro chiuso erme-

ticamente.

• 1 grammo di serpentino4 (antigorite o lizar-

dite) verrà invece macinato in micromor-

taio o in mulino a scuotimento o, in estre-

ma alternativa, in mortaio d’agata, sempre

in presenza d’acetone.

La polvere ottenuta, di dimensioni paragona-

bili a quelle della polvere di crisotilo, sarà

lasciata asciugare in aria fino a essiccazione

totale.

Preparazione degli standardGli standard saranno preparati secondo

quanto indicato in tabella 2.

Tale tabella è indicativa; l’importante è che la

copertura della calibrazione comprenda valo-

ri nel range 5 ÷ 80% di crisotilo. Le pesate

saranno eseguite con bilancia analitica,

secondo i pesi indicati in tabella 2. Le polve-

ri così pesate saranno mescolate insieme in

un mortaio d’agata di capacità adeguata, a

mano, con aggiunta di qualche goccia d’a-

cetone, fino a ottenere un colore omogeneo.

Le miscele saranno quindi mescolate con

KBr, preventivamente essiccato in stufa a

150°C, in rapporto di 3.000:30 mg (3 g di

KBr su 30 mg di polvere totale). Le miscele

saranno di nuovo pestate e miscelate in mor-

taio d’agata fino a ottenere una polvere

estremamente fine e impalpabile. Ciascuna

miscela verrà conservata in contenitori in

vetro che indicheranno il numero dello stan-

dard e le percentuali dei singoli componenti.

Di ciascuna miscela polvere-KBr sarà prele-

[ Argomenti ] 8

84

Tabella 2 – Standard preparati per la curva di taratura

Serpentino Crisotilo

% quantità (mg) % quantità (mg)

1 95 28.5 5 1.5

2 90 27.0 10 3.0

3 80 24.0 20 6.0

4 60 18.0 40 12.0

5 20 6.0 80 24.0

Standard

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86


87

L’area del picco a 3.642 cm-1 verrà attri-

buita alla percentuale di crisotilo presente

nel campione e dovrà quindi essere effet-

tuata una regressione lineare sui risultati

relativi ai vari standard. Con ogni probabi-

lità la retta di calibrazione non passerà per

lo “0”, a causa di problemi d’interferenze

non facilmente eliminabili. La taratura for-

nirà una misura quantitativa che, ragione-

volmente, possiede un errore compreso

tra il 5 e il 25% sul valore misurato.

Analisi d’incogniti

La procedura da adottare risulta la

seguente:

1) preparazione del campione per auto-

macinazione (4 ore);

2) prelievo e pesatura della polvere rila-

sciata e omogeneizzazione della polvere

in mortaio d’agata;

3) campionamento di un’aliquota di 3 mg

di polvere e mescolamento di questo con

300 mg di KBr secco; macinazione e

miscelazione della miscela KBr e polvere

in mortaio capiente;

4) preparazione della pasticca a 8 tonnel-

late di pressione, con pasticcatrice da 10

a 30 mm di diametro;

5) analisi della pasticca nelle stesse condi-

zioni strumentali dell’analisi degli standard;

fig. 9 - Banda selezionata e misura dell’area del piccoAll’analisi FTIR le bande OH dei reattivi

devono essere ben nitide e distinte, non

devono esserci fenomeni di sovrapposizione

con altre bande (acqua). Saranno quindi col-

lezionati tutti gli spettri relativi agli standard

preparati, tutti nella stessa giornata di lavoro.

Sul picco sarà selezionata la banda compre-

sa fra 3.651 e 3.620 cm-1, e ne sarà calcola-

ta l’area racchiusa tra i due estremi di banda

(figura 9).

fig. 8 - Bande di vibrazione Si-O-Si e Mg-O (il crisotilo è in rosso, il serpentino in blu)

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6) verifica quantitativa del crisotilo.

Determinazione dell’indice di rilascio

L’indice di rilascio (I.R.), metodo di valuta-

zione della pericolosità della roccia secon-

do il decreto del ministero della Sanità di

concerto con il ministero dell’Industria e

commercio del 14 maggio 1996, dovrà

essere calcolato come segue:

La densità relativa (DR) per una serpenti-

nite, prasinite o altra roccia verde risulta

essere compresa tra l’85 e il 100%.

La sua determinazione verrà effettuata

mediante volumenometro o analogo

mezzo di determinazione di laboratorio. In

mancanza d’un dato analitico s’assuma la

DR al 90%.

Analisi d’amianto d’anfibolo e distinzione

tra anfibolo fibroso e non fibroso

L’analisi degli amianti d’anfibolo viene

svolta in questo lavoro attraverso le meto-

diche indicate nel DM 6/9/1994, in parti-

colare la microscopia elettronica a scan-

sione (SEM) e la diffrazione X di polveri

(XRD).

Mentre la SEM permette una valutazione

morfologica, ma non analisi quantitative in

massa, la metodica XRD permette un’a-

nalisi quantitativa, ma è impossibile

distinguere tra la forma fibrosa e non

fibrosa. Per questo motivo si consiglia

d’utilizzare la microscopia per una defini-

zione semiquantitativa delle fibre, attri-

buendo volume e relativi pesi secondo le

indicazioni già fornite dal DM 6/9/1994,

in attesa che venga pubblicato un metodo

d’analisi quantitativa che riesca a discri-

minare le due morfologie dello stesso

minerale.

Analisi dei metalli pesantiL’analisi dei metalli pesanti su queste

rocce costituisce un problema analitico

non indifferente, dato che le serpentiniti

(così come anche le altre litologie utilizza-

te per produrre pietrischi) sono general-

mente tra i minerali più ricchi in metalli

pesanti naturali.

In regioni italiane particolarmente sensibi-

li ai problemi legati alle rocce verdi, quali

soprattutto il Piemonte, ad esempio, si

conosce già molto bene quali siano le

aree che presentano inquinamenti da

metalli provocati dalla presenza di filoni

metalliferi e di metalli dispersi nella roc-

cia, o escavazioni abbandonate su giaci-

menti filoniani o massivi d’ossidi e solfuri

metallici.

Secondo i rilievi dell’ARPA Piemonte, alti

tenori in Cr e Ni nei suoli sono legati alla

presenza di questi elementi nelle rocce,

che tendono a migrare verso il suolo

secondo schemi ben noti, quali una prima

ossidazione a solfati e una lisciviazione di

questi come specie ioniche solubilizzate

[ Argomenti ] 8

88

e fissate poi nei suoli. Elevati tenori di Zn,

Pb e Cd sono invece ascrivibili a origini

antropiche.

Se d’altra parte s’osserva la tabella 3 si

può notare come il tenore in alcuni metal-

li risulta mediamente elevato, in particola-

re Cr, Co e Ni, mentre altri elementi, quali

l’arsenico e il mercurio, presentano valori

decisamente più bassi della media terre-

stre e del calcare, mentre il rame, il cad-

mio, lo zinco e il piombo presentano valo-

ri da 10 a 125 volte inferiori alla media

terrestre.

Ciò, in buona sostanza, significa che le

rocce verdi, sebbene siano spesso sede

di mineralizzazioni importanti, sono

mediamente meno ricche in alcune tipolo-

gie di metalli pesanti rispetto a molte

delle altre tipologie di rocce utilizzabili

per produrre pietrisco.

Metalli quali Pb, Cr, Ni, Cu, Zn, Cd ecc.

sono contenuti in diverse forme minerali

(tabella 4), che vale la pena di tenere ben

presente al fine di non incorrere in errori di

valutazione in seguito all’esecuzione di prove

di lisciviazione condotte su tali minerali.

Tabella 3 – Metalli ed elementi in traccia riscontrati in ofioliti (media), rispetto a un calcare e alla media della crosta terrestre (da Levinson, 1974)

Elemento Ultramafite Calcare Crosta terrestre(mg/kg) (mg/kg) (mg/kg)

Ag 0,06 1 0,07

As 1 2,5 1,8

Cr 2.000 10 100

Cd < l.l.d. 0,1 0,2

Co 150 4 25

Cu 10 15 55

Hg < l.l.d. 0,03 0,08

Zn 50 20 165

Pb 0,1 8 12,5

Ni 2.000 12 75

V 50 15 135

Mn 1.300 1.100 950

Ba 2 100 425

Be < l.l.d. < l.l.d. 2,8

I.R. = % amianto nelle polveri (da analisi FTIR)

% densità relativa

C1 12-07-06 26-07-2006 12:54 Pagina 88

[ Argomenti ] 8

90

manganocromite MnCr2O4, la nicromite

(Ni, Co, Fe)(Cr, Fe, Al)2O4.

L’alterazione acida non modifica sostan-

zialmente la cromite, che rimane inaltera-

ta. Anche l’alterazione da agenti atmo-

sferici non influisce grandemente sulla

cromite, che si trova infatti come granuli

residuali nelle sabbie di fiume e marine

(placers).

Una condizione d’ossidazione spinta può

determinare il formarsi di cromite ferrica

Fe(Cr, Fe)2O4.

Non si ritiene possibile che si formi diret-

tamente cromo esavalente dalla ferrocro-

mite, in quanto l’energia necessaria a

tale ossidazione risulterebbe troppo ele-

vata.

I suoli sono poi generalmente riducenti,

favorendo l’eventuale riduzione del

cromo esavalente a trivalente.

Ferro

Il ferro deriva principalmente dagli ossidi

magnetite e cromite, oltre che da maghe-

mite (-Fe2O3), ilmenite FeTiO3 e ossidi

complessi.

Il ferro è presente anche come solfuri

(pirite e marcasite, FeS2).

Sia gli ossidi sia i solfuri sono instabili in

condizioni subaeree: entrambi tendono a

ossidarsi formando idrossidi e strutture

limonitiche, con formazione di strati di

materiali amorfi composti da ferroidrite e

goethite. In questo meccanismo vengono

liberati anche i metalli contenuti in trac-

cia, quali Mn e Cr. Tali metalli vengono

quindi a essere facilmente lisciviati.

Zinco e piombo

Lo zinco e il piombo si trovano raramen-

te in minerali primari nelle serpentiniti e

solo come solfuri ZnS e PbS.

Tali forme vengono rapidamente alterate

in ambiente subaereo in solfati ZnSO4 e

PbSO4 idrati. I solfati sono estremamen-

te solubili e possono essere facilmente

lisciviati.

Rame

Il rame è contenuto in maniera modesta

all’interno delle serpentiniti e deriva da

vicarianza nei solfuri primari di zinco.

Il rame lisciviato viene facilmente fissato

dalle argille, dal materiale organico e

dagli idrossidi di manganese e ferro nei

suoli.

Considerazioni sulle modali-tà analitiche per i metallinelle polveri da rocce verdiLe analisi dei metalli sono state effettua-

te allo scopo di capirne l’origine e di

definirne il potenziale pericolo per l’am-

biente.

A questo scopo le polveri di diverse tipo-

logie di pietrischi sono state trattate

mediante separazione magnetica e suc-

cessivamente le porzioni maggiormente

magnetiche sono state analizzate preven-

tivamente con diffrazione a raggi X (figu-


91

Cromo

Il cromo è contenuto come ossido terna-

rio (spinello) nelle forma cromite

FeCr2O4, o come elemento vicariante

nella magnetite Fe(II)Fe(III)2O4. Nella cro-

mite, il cromo elementare è contenuto

per il 46,5%, il ferro per il 24,5% e l’os-

sigeno per il 28,6%.

Il cromo si trova qui nella forma trivalen-

te. Altre fasi di cromo presenti nelle ser-

pentiniti, ma molto più rare, possono

essere la magnesiocromite, MgCr2O4, la

Tabella 4 – Minerali opachi apportatori di metalli, presenti nelle “rocce verdi” – “Spinelli” sl

* le cifre in rosso rappresentano mg/kg

Mg Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Sn Pb As Hg

Magnetite Fe2+Fe3+2O4 150 1.500 2.000 98,0 100 1.000 20 20 5 5 1 1

Maghemite γ-Fe2O3 - 5.600 - 97,0 - - - - - - - -

Gahnite ZnAl2O4 1,0 1.000 1.000 8,0 100 1.000 20 35,7 2 2 1 1

Galaxite MnAl2O4 1,4 3.000 28,6 3,3 100 1.000 10 200 - - - -

Ulvospinello Fe2TiO4 1,0 3.000 1.000 49,9 100 1.000 20 200 - - - -

Franklinite ZnFe2O4 18,5 1.000 1.000 37,8 100 1.000 20 16,6 - - - -

Jacobsite MnFe2O4 1,1 1.000 26,6 44,2 100 1.000 20 100 - - - -

Trevorite NiFe2O4 1,1 1.000 1.000 47,6 100 25,1 20 100 - - - -

Magnesio-

cromite

Cromite FeCr2O4 2,0 46,6 100 24,9 100 1.000 20 100 100 - - -

Composizione chimica (metalli e tracce) % *Minerale Formula

Tabella 4b – Minerali opachi apportatori di metalli, presenti nelle “rocce verdi” – “Solfuri” sl

* le cifre in rosso rappresentano mg/kg

Mg Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Sn Pb As Hg

Pirite FeS2 - - 1.000 46,6 1.000 100 100 1 1.000 1.000 1.000 5.000

Marcasite FeS2 - - 100 46,6 100 10 10 - - - 1.000 5.000

Blenda (Zn, Fe)S - - 1.000 3,0 10 10 10 64,1 2,0 1,0 2,0 1,0

Galena PbS - - 100 1.000 10 1 1 1,0 2,0 86,6 2,0 2,0

Skutterudite (Ni, Co)As3 - - 100 1.000 5,5 16,4 10 100 100 100 78.2 5.000

Arsenopirite FeAsS - - 10 34,3 1.000 100 100 10 10 10 46.1 500

Calcopirite CuFeS2 - - 100 30,4 1.000 10 34,6 10 10 10 1.000 500

Cobaltite CoAsS - - 10 1,0 35,5 10 10,0 10 10 10 45.2 500

Composizione chimica (metalli e tracce) % *Minerale Formula

MgCr2O4 12,6 52,1 1.000 2,0 100 1.000 20 100 - - - -

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93

I minerali apportatori di metalli potenzial-

mente pericolosi sono quindi essenzial-

mente due:

• i silicati di magnesio contenenti ele-

menti vicarianti (Ni, Cr);

• gli ossidi metallici, contenenti Fe,

Mn, Co.

La successiva misura del contenuto in metal-

li pesanti è stata realizzata mediante fluo-

rescenza X portatile, invece del consueto

assorbimento atomico o ICP, per due ragioni:

• necessità d’avere molte analisi in poco

tempo;

• facilità d’utilizzo in situ.

Lo strumento utilizzato per l’analisi in

fluorescenza X è stato il sistema por-

tatile LITHOS 3000, dotato d’un tubo

RX con anodo in molibdeno, potenza

di 15 W RMS e un detector a disper-

sione d’energia da 149 eV di risolu-

zione.

Utilizzando 24 kV di tensione al tubo e

una corrente di 0,3 mA con tempi d’ac-

quisizione di 100 secondi, il limite di

rivelabilità sul cromo risulta essere del-

l’ordine della ppm.

fig. 10 - Spettri XRD riferiti ai campioni di polveri nere

re 9-10). I campioni di polveri analizzati

in XRD possono essere grossolanamente

selezionabili in due categorie:

• polveri rosse;

• polveri nere o grigie.

Le polveri rosse contengono una frazio-

ne consistente della matrice (antigorite

nel caso di serpentiniti), una frazione

importante di quarzo e carbonato di cal-

cio (calcite) oltre a ossidi di ferro

(maghemite) e carbonati di ferro (ankeri-

te). In alcuni campioni la frazione super-

ficiale presenta una componente assimi-

labile all’idrossido di ferro lepidocrocite

(FeO (OH)).

La polvere risulta discretamente magne-

tizzabile, segno della presenza di fasi

magnetiche quali la maghemite.

Le polveri nere sono costituite da una

frazione molto ridotta della matrice, una

quantità considerevole di quarzo e calci-

te e ossidi di ferro. In alcuni campioni si

nota anche la presenza di ferro metallico

e d’una lega Fe-Ni.

Le polveri nere sono fortemente magne-

tizzabili, molto più delle polveri rosse.

fig. 9 - Spettri XRD riferiti ai campioni di polveri rosse

Cl=clorite (matrice);A=antigorite (matrice);Q=quarzo;C=carbonato di calcio;M=maghemite

Legenda:

Cl=clorite (matrice); A=antigorite (matrice);Q=quarzo; C=carbonato di calcio; M=maghemite

Legenda:

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94

a vista l’amianto è presente secondo due tipi

di giaciture:

1. amianto disposto in spalmature superfi-

ciali e in fratture all’interno del clasto,

2. amianto disperso in minutissime plaghe

all’interno d’una massa compatta.

La figura 12 mostra un clasto, tagliato per-

pendicolarmente al suo allungamento, rico-

perto parzialmente da uno strato sottile d’a-

mianto e antigorite e dotato di fratture inter-

ne permeate di carbonati, amianto di crisoti-

lo e antigorite. Questo è il tipico caso di cla-

sto ricco in amianto. L’esame dell’amianto

sul volume totale è stato fatto su un congruo

numero di campioni sezionati; su di essi si

può osservare che una frammentazione ulte-

riore porterebbe facilmente l’amianto e l’anti-

gorite pseudo-fibrosa al grado di liberazione.

In clasti di questo tipo, il 33% del volume è

poroso e ricco d’amianto, mentre il restante

67% è compatto ed esente da amianto, ma

costituito da serpentino antigoritico non

fibroso.

Nella figura 13 s’osserva una sezione d’un

clasto molto allungato (50 mm di lunghezza

per 15 d’altezza) interessato dalla presenza

di spalmature d’amianto di crisotilo, tipologia

presente nell’8% dei casi analizzati; tale cla-

sto è interessato dalla presenza di spalmatu-

re d’amianto di crisotilo sulla superficie.

Si noti che la porzione interessata dalla pre-

senza d’amianto è meno dell’1% in volume

ed è presente solo sulla parte esterna, come

indicato nella figura.


95

fig. 13 - Sezione longitudinale d’un clasto da pietrisco,interessato dalla presenza d’amianto sulla superficie

fig. 12 - Sezione di clasto (lunghezza 65 mm) con presenzad’antigorite fibrosa e crisotilo; tipica giacitura a “crosta”

Risultati analitici

L’amiantoL’amianto è stato rilevato sulla superficie

d’alcuni clasti, in modo sporadico; una

blanda concentrazione si nota in alcune sta-

zioni e linee del Compartimento di Torino, in

zone dove non sono stati effettuati risana-

menti recenti. Dall’analisi dei dati ottenuti si

rileva che:

• la copertura delle linee piemontesi risulta

quanto mai a “macchia di leopardo”: in

gran parte delle linee il vecchio pietrisco,

generato anche da cave che fornivano

pietrischi contaminati da amianto, è stato

sostituito da pietrischi provenienti da cave

“sicure”, controllate da almeno quindici

anni d’analisi; il pietrisco vecchio con

amianto si rileva soltanto in alcune linee,

dove però rappresenta una frazione

importante;

• i clasti contaminati da amianto sono circa

il 29% dell’intera campionatura e solo

l’8,5% dei campioni supera la soglia del

valore di IR di 0,1, con un valore medio di

0,25 e un valore massimo di 0,43;

• i clasti con amianto a vista sono una fra-

zione molto limitata, complessivamente lo

0,4% della campionatura e rilevabili in

una sola area;

• non è stato trovato alcun clasto di solo

amianto.

Sulle linee analizzate, il pietrisco con amian-

to proviene certamente dalla ex miniera d’a-

mianto di Balangero (TO), mentre non s’è

mai riscontrata la presenza di tremolite o

altre forme d’anfiboli. Nei clasti con amianto

fig. 11 - Spettrometro in analisi su un campione di pietrisco e spettro in dispersione d’energia degli elemen-ti metallici rilevati

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97

La percentuale media delle polveri d’auto-

macinazione è stata, nei campioni esaminati,

pari al 2,4%, con un valore minimo di 0,5%

e un valore massimo di 4,1%. Il contenuto di

metalli pesanti di probabile origine antropica

nel pietrisco sarà, pertanto, d’oltre un ordine

di grandezza inferiore ai valori riportati in

tabella 5. Nelle figure 14 e 14b sono riporta-

te le correlazioni tra alcuni dei metalli rilevati

nelle polveri d’automacinazione.

fig. 14 - Relazione Fe/Mn

fig. 14b - Relazione tra alte concentrazioni di Mn e di Cr

I metalli pesanti

L’analisi in fluorescenza X è stata eseguita su un

numero di campioni imponente: sono stati analizzati

oltre 600 clasti, una parte dei quali è stata analizzata

sia all’interno sia all’esterno. Le analisi in fluorescenza

sono state eseguite con un analizzatore LITHOS

3000, usando standard di calibrazione multielemento

e, come standard interno, polveri caratterizzate con

altre due tecniche (ICP e AA). Le analisi chimiche

visibili in tabella 5, realizzata mediando i dati di fluore-

scenza ottenuti sulle polveri d’abrasione d’oltre 500

campioni di ballast, prevalentemente di serpentino,

mostrano un quadro complessivamente molto inte-

ressante: alcuni metalli provengono certamente dal

ballast stesso, quali il Cr, il Ni, parte del Fe e del Mn,

il Ti, il Ca e il Co. Altri elementi sono invece derivanti

da apporti esterni, quali in particolare il Cu e lo Zn, il

V e ancora parte del Fe e del Mn. Per il Cu e lo Zn si

può supporre che le polveri abbiano origine dalle fre-

nate dei ferodi dei treni e in minima parte dall’usura

dei pattini sulle linee elettriche. La presenza di vana-

dio potrebbe derivare da oli, bitumi e catrami di vario

tipo sversatisi sulla massicciata (questo elemento è

infatti rilevabile anche nelle vecchie traverse in legno

impregnate con olio di creosoto). Un elemento impor-

tante e interessante è la presenza di tracce visibili

d’arsenico e piombo. L’arsenico potrebbe derivare

da erbicidi o sostanze usate come preservanti, anche

se è ben noto che in alcuni solfuri, presenti in discre-

ta quantità in alcune serpentiniti, possono essere pre-

senti tracce d’arsenico (tabella 4b), mentre il piombo

potrebbe derivare dai prodotti antiruggine e dai pig-

menti industriali un tempo ampiamente utilizzati o

essere una conseguenza dell’inquinamento ricondu-

cibile all’impiego della benzina super.

Tabella 5 – Contenuto in metalli pesanti e altri elementi nelle polveri d’automacinazione (media 500 campioni)

Elemento mg/Kg Origine Minerale/Composto

Ca 37.540 naturale carbonati Ca, Mg

Ti 3.844 naturale ossidi Fe-Ti

Cr 1.747 naturale ossidi Fe-Cr

Mn 1.442 naturale ossidi Fe-Mn

Fe 102.373 naturale + antropica ossidi Fe, polveri ossidate d’acciaio

Co 106 naturale solfuri Co, ossidi Fe

V 39 antropica da sversamenti di oli e gasolio

Ni 1.267 naturale ossidi Fe-Ni-Cr, silicati Ni

Cu 453 antropica sferule di fusione freni/ferodi, linee elettriche

Zn 179 antropica sferule di fusione freni/ferodi, linee elettriche

As 29 antropica erbicidi? polveri d’acciaio?

Pb 86 antropica pitture al minio, antiruggine, vernici? traffico veicolare?

Rb 28 naturale carbonati Ca, Mg

Sr 53 naturale carbonati Ca, Mg

Fe %

Min

%

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99

Nella figura 16 s’osserva la correlazione Cu/Zn.

Si può anche in questo caso parlare d’una forte

interdipendenza tra i due elementi, che quindi

appartengono alla stessa matrice. Come si può

osservare nelle prove d’attrizione, tale matrice è

costituita da polveri sottili, verosimilmente depo-

sitate durante le frenate delle carrozze. I valori

più elevati di rame e zinco appartengono ai

campioni di galleria, dove evidentemente,

anche a causa del ridotto effetto di dilavamento

meteorico, si ha una concentrazione delle pol-

veri contenenti tali elementi.

fig. 16 - Relazione Cu/Zn

fig. 17 - Relazione Sr/Ca

Il diagramma di figura 14 si riferisce

alla relazione che intercorre tra ferro e

manganese.

I due elementi sono correlati in modo

significativo (trend positivo) e fanno

riferimento ai materiali a base di ser-

pentinite.

Alcune serie di campioni sono invece

fuori correlazione e sono arricchiti forte-

mente in manganese, come nel caso

d’un campione proveniente dai piazzali

di varie stazioni.

Tali campioni fuori correlazione mostra-

no un contenuto di manganese eccessi-

vo rispetto al tenore in ferro e spesso

contengono anche quantitativi anomali

di cromo, con il quale sembra esserci

una correlazione inversa (figura 14b).

Ciò si spiega con la presenza d’una fase

minerale, propria della roccia e ricca in

manganese.

Tale fase compete con l’ulvospinello di

cromo e nichel e da questo deriva la

correlazione inversa.

Il ferro, in taluni casi, raggiunge valori

molto elevati: evidentemente all’interno

dei campioni sono contenuti clasti con-

tenenti fortissime quantità di magnetite.

D’altra parte, quasi tutti i clasti analizza-

ti sono fortemente magnetici.

Nella figura 15 s’osserva il diagramma di

correlazione tra Cr e Ni. La correlazione è

molto stretta e si può facilmente prevede-

re che tale relazione derivi dall’apparte-

nenza dei due elementi alla stessa matrice

mineralogica, in particolare gli spinelli di

Cr e Ni, che spesso in queste rocce sosti-

tuiscono lo spinello magnetite.

fig. 15 - Relazione Cr/Ni

Ni %

Zn

%Sr

%

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101

[ Argomenti ] 8

100

in particolare del Compar-timento di Torino), di pie-

trisco con componenti naturali amiantate, a più cor-

rettamente inquadrare i contesti e le reali dimen-

sioni d’un problema che certamente, sia pure

ancora parzialmente e residualmente, sussiste.

Tuttavia, come dettagliatamente emerso dalle

risultanze dei monitoraggi di cui s’è trattato, le gri-

glie e i dati in termini quantitativi e percentuali del

fenomeno, sicuramente più che confortanti,

dovrebbero indurre, senza nulla togliere alle pri-

marie esigenze di tutela dei lavoratori e dell’am-

biente, a un approccio più selettivo, sereno e pon-

derato al riguardo;

• partendo dall’esperienza effettuata sul campo,

contribuire a definire la metodologia di lavoro per

identificare in modo rapido gli inquinanti inorganici

che potrebbero essere presenti (ovvero ancora

presenti) sul pietrisco ferroviario in opera e stabi-

lirne l’origine.

In questo modo è possibile, tra l’altro, sempre

meglio rispondere alle esigenze della manutenzio-

ne della rete ferroviaria, soprattutto nelle aree ter-

ritoriali di cui s’è parlato, disponendo d’un quadro

maggiormente dettagliato della situazione in cui

può trovarsi il pietrisco, specialmente se posto in

opera da vecchia data. Ciò in primo luogo al fine

di rendere più efficiente la programmazione delle

azioni e la graduazione delle cautele da adottarsi

in occasione delle lavorazioni alla massicciata,

segnatamente se comportanti rimozione di vec-

chio pietrisco, modulandole in funzione delle risul-

tanze cognitive acquisite sul campo e sulle carat-

teristiche del materiale che sarà interessato dai

lavori. In secondo luogo, peraltro, essendo stata

effettuata una completa caratterizzazione del pie-

trisco è anche possibile meglio pianificare la sua

destinazione una volta tolto d’opera, allorché sia

da considerare come rifiuto, e in tale contesto

valutare anche l’eventualità d’approfondimenti

circa la fattibilità d’un possibile iter di recupero,

anche contestuale alla tolta d’opera, del pietrisco

stesso o d’una sua parte.

BIBLIOGRAFIA

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cura di GUIDA P. L. e MILIZIA E.

[2] AAVV, Il progetto regionale pietre verdi , Regione

Emilia-Romagna, 2004.

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tenenti amianto, relazione progetto CNR-ministero

Sanità, CNR ITM 1994.

[4] CLERICI C., LAURIA E., WOJTOWICZ M. (2002),

Problemi legati alla caratterizzazione e classificazione

dei materiali fibrosi presenti in natura, convegno CNR

“L’Industria e l’amianto”, Roma, 26-28 novembre 2002.

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Chrysotile Asbestos by the RIR Method”, Powder

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zione quantitativa di fibre di tremolite nei talchi per

uso industriale e cosmetico mediante spettrofoto-

metria FTIR, “L’industria mineraria” n. 4, pp. 17-20,

1990.

[7] MARABINI A., PLESCIA P., PERNA P., Il controllo

dell’inquinamento da amianto nei siti minerari e nei

prodotti dell’industria dei materiali lapidei. Atti della

Il diagramma di figura 17 è relativo al rapporto che

intercorre tra Sr e Ca. Lo Sr è un noto vicariante del

calcio nei carbonati e, come si può notare, la correla-

zione è stretta. È anche interessante notare che tale

elemento, presente in tracce nel carbonato “vergine”,

si concentra nei sali di neoformazione sulle pietre.

Anche la relazione fra Ti e Ca di figura 18 indica una

certa interdipendenza tra i due elementi. Ora, essen-

do il calcio proveniente da fonti certamente interne

(principalmente dolomite e calcite in vene nelle ser-

pentiniti, ma anche pirosseni, plagioclasi e anfiboli cal-

cici), anche il titanio deriva da queste fonti, probabil-

mente in minuti granuli di rutilo (TiO2) e come vica-

riante dell’Al nelle miche e negli anfiboli. Le analisi dei

metalli presenti nelle polveri ottenute dall’automacina-

zione dei campioni di pietrisco ci possono fornire

molte utili indicazioni. Anzitutto si deve considerare

che le serpentiniti sono naturalmente apportatrici di

metalli pesanti, tanto da modificare profondamente

anche la flora che su di esse insiste. I metalli che pos-

sono quindi essere degni di nota sono quelli che deri-

vano dalle attività antropiche, cioè il vanadio, il rame e

lo zinco e anche elementi come il piombo e l’arseni-

co. La lisciviabilità di questi elementi è legata al tipo

di sostanze che li contengono e su questo argomen-

to sono in corso ulteriori e più approfondite indagini.

Conclusioni

Il lavoro presentato, sia pure nella sinteticità della trat-

tazione, vuol essere innanzitutto un momento d’ap-

profondimento tecnico, normativo e scientifico finaliz-

zato, tra l’altro e in modo specifico, anche a meglio

supportare il conseguimento d’alcune esigenze d’affi-

namento conoscitivo e gestionale. Tra esse, in parti-

colare, si ritiene opportuno in questa sede accennare

alle seguenti:

• contribuire, per quanto concerne la presenza,

essenzialmente su alcune linee del Nord-Ovest (e

fig. 18 - Relazione Ti/Ca

Ti %

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[ Argomenti ] 8

102

NOTE1 È infatti in fase d’avanzata valutazione l’estensione dei monitoraggi anche ai due compartimenti ferroviari viciniori di

Genova e di Milano, che includono nella loro giurisdizione territoriale alcuni lembi territoriali ubicati in Piemonte.2 La formula prevista dalla normativa vigente (DM 14.05.96 e DM 29.07.04, n. 248) per la determinazione dell’Indice di

rilascio (IR) è:

Poiché la densità assoluta corrisponde alla massa volumica (impropriamente parlando il peso specifico) d’un materiale,spazi vuoti esclusi, mentre la densità apparente è costituita dal peso dell’unità di volume del materiale, spazi vuoti inclu-si, appare evidente che il valore da assegnare alla densità relativa percentuale, nella formula per il calcolo dell’IR, saràsempre inferiore al 100% (come anche meglio riportato nel seguito, la densità relativa percentuale delle serpentiniti puòconsiderarsi con buona approssimazione pari al 90%). Pertanto, per un IR pari a 0,1 si avrà:

3 Crisotilo NIST, SRM1868.4 Serpentino antigorite o lizardite, acquistato presso www.wardsci.com

Giornata di studio sul rischio amianto legato

alle attività estrattive e alla bonifica dei siti

industriali dimessi, Torino, 20 maggio 1997.

[8] MARABINI A., PAGLIETTI F., PLESCIA P., Le

“pietre verdi’: metodologie per il controllo del

loro contenuto in amianto, atti Congresso

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[9] MARABINI A., PAGLIETTI F., PLESCIA P.,

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una procedura d’indagine e controllo”, GEAM,

Anno XXXIV, n. 1-2, marzo-giugno 1997.

[10] MELLINI M. (1986), “Chrysotile and Polygonal

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Mineralogical Magazine, Vol. 50, pp. 301-306.

[11] PLESCIA P., PIGA L., “Miscele talco, clorite, carbo-

nati: analisi quantitativa mediante spettrofotometria

IR”, L’industria mineraria, n.2, pp. 23-26, 1992.

[12] PLESCIA P., DE SILVA R,. “Il recupero meccanico-chi-

mico per il recupero degli sterili minerari contenenti

amianto”, Recycling, gennaio 2006, pp. 16-22.

[13] SALA O. et al., Valutazione del rischio ambien-

tale da fibre d’amianto in siti dell’Appennino

emiliano con affioramenti naturali di “pietre

verdi”’: primi risultati e considerazioni, conve-

gno CNR L’Industria e l’amianto, Roma 26-28

novembre 2002, e Atti del 9° convegno AIDII

Le giornate di Corvara, Corvara (BZ), marzo

2003.

[14] WICKS F.J., WITTAKER E. J. M. (1988),

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Canadian Mineralogist, Vol. 15, pp. 459-488.

[15] WITTAKER E. J. M., ZUSSMAN J. (1956), “The

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X-Ray Dif fraction”, Mineralogical Magazine,

Vol. 31, pp. 107-126.

[16] WOJTOWICZ M., CAZZOLA C., CLERICI C.,

ZANETTI G. (2004), L’analisi del contenuto

d’amianto nelle rocce con metodi basati sulla

microscopia ottica, 9° convegno AIDII Le gior-

nate di Corvara, Corvara (BZ), marzo 2004.

I.R. = % amianto nelle polveri

% densità relativa

% amianto nelle polveri densità assoluta

densità apparente 100=

% amianto nelle polveri = I.R. x % densità relativa ≈ 0,1 x 90% = 9%

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Uno dei problemi più rilevanti dei cantieri

per la realizzazione di nuove linee ferro-

viarie, dal punto di vista ambientale, è

certamente quello della gestione dei materiali

soprattutto laddove, come nel caso della nuova

linea ad alta velocità/alta capacità Torino-Lione,

è prevista la realizzazione di imponenti lavori di

scavo di gallerie. Il tratto comune italo-francese

della costruenda linea AV/AC Torino-Lione, di

cui è promotrice la società LTF (Lyon-Turin

Ferroviaire), società per azioni posseduta in

parti uguali da RFI e dalla francese RFF

(Réseau Ferré de France), comporta la realiz-

zazione di due gallerie: il tunnel di base di Ambin,

lungo 53 chilometri, e quello di Bussoleno, di 12

chilometri di lunghezza. Lo scavo di queste due

gallerie, nonché delle discenderie già realizzate

e dei cunicoli esplorativi, comporterà (tabella 1)

una produzione complessiva di 18,8 milioni di

metri cubi di materiali inerti, la cui gestione

potrebbe evidentemente porre problemi di

carattere sia ambientale sia economico.

103

Gestione e recupero dei materiali di scavodei cantieri sulla tratta comune italo-franceseSt-Jean-de-Maurienne-Bruzolo dell’Altavelocità Torino-Lione

PAOLO COMASTRI – direttore generale di LTF Sas

In linea con le più recenti esperienze

italiane e di altri paesi in questo campo,

LTF ha studiato un processo di gestio-

ne dei materiali di scavo rispettoso del-

l’ambiente.

È previsto infatti che circa il 40 per cento

del materiale di scavo verrà riciclato:

poco meno di un quarto sarà riutilizzato,

dopo essere stato opportunamente tratta-

to, nella produzione del calcestruzzo

destinato al rivestimento dei due tunnel e

circa il 15 per cento sarà impiegato per la

realizzazione di opere di sede, ripristini e

barriere di protezione. Il restante 60 per

Scavo Milioni di m3

Tunnel di base di Ambin 14,7

Tunnel di Bussoleno 2,7

Cunicoli e discenderie 1,4

Totale 18,8

Tabella 1 – I volumi dei materiali di scavo

C1a 12-07-06 26-07-2006 12:54 Pagina 103

paesaggistico. Sul versante italiano, è

analogamente previsto che i materiali pro-

dotti dallo scavo del tunnel di Bussoleno,

pari a circa 600.000 m3 (anche qui poco

meno di un quarto del totale), che saran-

no estratti dall’imbocco Est del traforo,

saranno utilizzati per i movimenti di terra

nella piana di Bruzolo. Il resto del mate-

riale che non potrà essere trasformato in

inerti per calcestruzzo sarà depositato in

parte nel sito italiano di Cantalupo (in

corso di definizione) e in parte in quello

francese della cava del Paradis, al Passo

del Moncenisio.

RUBRICA Gestione e recupero dei materiali di scavo dei cantieri sulla tratta comune italo-francese...

105

cento sarà depositato in diversi siti, sia in

Italia sia in Francia, soprattutto cave di-

smesse in via di riqualificazione. In que-

sto modo si potrà limitare l’acquisizione

di materiali da altre cave e il relativo tra-

sporto su strada, con un evidente rispar-

mio di denaro e d’energia e minore inqui-

namento.

Il trattamento dei materiali da recuperare

sarà assicurato da appositi impianti, stu-

diati e realizzati in base alle caratteristi-

che specifiche dei materiali stessi.

Un primo impianto pilota, attivato nell’am-

bito del cantiere ricognitivo di Modane/

Villarodin-Bourget, permette di sperimen-

tare e d’adattare i metodi di frantumazio-

ne a seconda delle diverse caratteristiche

geomeccaniche delle rocce incontrate

durante lo scavo delle discenderie, di for-

nire gli inerti per la fabbricazione del cal-

cestruzzo secondo opportune granulome-

trie a uso dei cantieri di ricognizione

francesi.

I materiali provenienti dai cantieri delle

discenderie di Saint-Martin-la-Porte, La

Praz e Modane/Villarodin-Bourget, così

come quelli dei cunicoli esplorativi che

verranno realizzati al piede delle sopra

citate discenderie, vengono collocati in

quattro siti, tutti sul versante francese.

Le discenderie, i cui scavi sono stati avviati

a partire dalla primavera 2002, sono tunnel

scavati nella montagna con lo scopo di rag-

giungere il livello del futuro tunnel di base in

modo di poter effettuare, in una prima fase,

l’indagine geognostica dei terreni. In una

seconda fase sarà possibile avviare su più

fronti d’attacco, a partire da queste discen-

derie, gli scavi per il tunnel vero e proprio.

In seguito, dopo l’attivazione del tunnel, le

discenderie ne permetteranno la ventilazio-

ne consentendo inoltre l’accesso alle squa-

dre di manutenzione e, se necessario, di

soccorso.

Per la realizzazione del tunnel di base e

delle opere accessorie (stazione sotterra-

nea di sicurezza di Modane e aree d’inter-

vento situate in fondo alle discenderie) sarà

necessario estrarre circa 14,7 milioni di m3

di materiali.

Poco meno di un quarto di questi materiali

potrà essere trasformato in inerti per il cal-

cestruzzo che verrà utilizzato per il rivesti-

mento del tunnel.

Un’altra quota significativa (pari a circa 1,9

milioni di m3) sarà invece recuperata per la

realizzazione di rinterri e di ripristini pae-

saggistici, soprattutto per l’attraversamento

di Saint-Jean-de-Maurienne.

La parte restante di materiali non recupera-

bili sarà utilizzata per il ripristino e la riquali-

ficazione di cave in disuso: grazie alla con-

certazione con le autorità e gli enti locali

sono stati concordemente individuati in ter-

ritorio francese sei siti principali di deposito

in val Maurienne: la Combe des Moulins, le

Resses, Plan d'Arc, la Porte, le Tierces e la

vecchia cava del Paradis.

Una volta concluso il deposito dei materiali,

questi siti saranno poi oggetto di recupero

[ Argomenti ] 8

104

Dopo essere stati frantumati dalle cariche di esplosivo, i materiali accumulati in fondo alla discenderia sono recuperati da una pala meccanica edepositati in un frantoio primario posto nelle vicinanze. La dimensione dei blocchi frantumati non supera i 250 mm.All’uscita dal frantoio, i materiali sono convogliati fuori del tunnel su nastri trasportatori o via camion fino ad una zona di smistamento dalla qualesaranno diretti, secondo le loro caratteristiche, o verso l’impianto di trattamento per essere riutilizzati, o verso una zona definitiva di deposito.I materiali in arrivo nell’impianto possiedono una granulometria compresa fra 0 e 250 mm. Passeranno alternativamente in frantoi che li sminuz-zeranno e che ne ridurranno le dimensioni,poi in vagli (specie di setacci) che effettueranno una cernita degli elementi con una granulometria com-presa fra i 4 ed i 25 mm, per poterli utilizzare come ghiaia da calcestruzzo.I materiali di dimensioni inferiori ai 4 mm saranno trasformati in sabbia da calcestruzzo dopo aver subito le fasi di frantumazione, vaglio e asciu-gatura, effettuata mediante centrifugazione.L’acqua all’interno dell’impianto di trattamento è utilizzata in circuito chiuso.Non sono quindi praticamente necessari né apporti esterni,né smal-timenti d’acqua.La sabbia che risulta troppo sottile per essere utilizzata nella produzione del calcestruzzo, è fatta passare in un silo per fango quindi in un filtro-pressa per essere trasformata in dischetti di fango secchi. Questi dischetti sono poi trasportati in appositi siti di deposito

fig. 1 - Schema del ciclo di scavo, riciclaggio e smaltimento dei materiali provenienti da tunnel, discen-derie e cunicoli

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maturata in Svizzera durante gli scavi del tun-

nel del Lötschberg su una tratta di 3,5 km

complessivi è emerso che l’applicazione

d’appositi protocolli e procedure di protezio-

ne delle persone e dell’ambiente, commisu-

rati a diversi livelli di rischio, si è rivelata

estremamente efficace. Protocolli e proce-

dure implicano un monitoraggio geologico

continuo, la realizzazione di ricognizioni pro-

gressive durante l’avanzamento e la misura

della concentrazione delle fibre amiantifere.

Tali protocolli prevedono fra l’altro l’attuazio-

ne di procedure di protezione individuale per

gli operai, oltre all’installazione, ad esempio,

di cortine d’acqua e di filtri a umido posti sul

sistema d’aerazione allo scopo di trattenere

anche le più minuscole eventuali particelle

d’amianto. Per evitare di sottoporre al seppur

minimo rischio il personale impiegato nei

cantieri e le popolazioni locali sono poi state

previste diverse soluzioni per il trasporto e il

deposito in discarica di materiali contenenti

rocce amiantifere. In Svizzera il materiale di

scavo preventivamente bagnato è stato tra-

sferito alle discariche con camion coperti e,

giunto sui luoghi di deposito, confinato sotto

uno strato di rocce non amiantifere. In Italia,

secondo la legge in vigore, gli eventuali

materiali di scavo amiantiferi devono essere

trasportati via container dopo essere stati

resi inerti, quindi essere depositati in un’ap-

posita discarica autorizzata. Per quanto

riguarda il rischio di presenza di sostanze

radioattive, siano esse minerali come l’uranio

o gas come il radon, le zone geologiche inte-

ressate sono principalmente gli gneiss e i

micascisti, in particolar modo quelli del mas-

siccio d’Ambin. Sulla base di quanto oggi

noto, questo rischio è ritenuto marginale: né

durante le numerose analisi effettuate sulle

carote di rocce provenienti dai sondaggi né

nello studio dei livelli di radioattività gamma

naturale misurati nei terreni (50 km di linea-

re) né nello scavo dei tunnel idroelettrici e

stradali nelle vicinanze sono stati rivelati

valori di radioattività superiori ai valori medi.

A scopo precauzionale è stato tuttavia deci-

so d’instaurare una procedura di protezione

e un sistema di monitoraggio continuo:

misurazioni periodiche dei livelli di radioatti-

vità saranno effettuate in diversi punti sia per

quanto riguarda l’uranio (al fronte d’avanza-

mento e nella parte retrostante, agli imboc-

chi delle discenderie o dei cunicoli, ai nastri

trasportatori) sia per il radon (al fronte d’a-

vanzamento e alle bocche d’aerazione aspi-

ranti). Per quanto riguarda il radon, in parti-

colare, questo gas potrebbe trovarsi, duran-

te lo scavo, in soluzione nell’acqua o nell’a-

ria. A oggi, le misure rilevate su campioni di

rocce e d’acqua mostrano livelli estrema-

mente deboli. Va peraltro precisato che l’at-

tività radioattiva di questo gas s’annulla

quasi completamente entro 30 giorni.

Sono comunque previsti, oltre ad appositi

sistemi di ventilazione per diluire il gas,

anche impianti di trattamento delle acque

estratte in corso di scavo che vengono

fatte confluire in bacini di decantazione

all’imbocco dei tunnel.

RUBRICA Gestione e recupero dei materiali di scavo dei cantieri sulla tratta comune italo-francese...

107

Di particolare interesse è il recupero del sito

del Paradis, uno dei più significativi esempi di

recupero ambientale e di collaborazione fra

Italia e Francia: ubicato nel comune di

Lanslebourg, a Sud-Est della diga del

Moncenisio, è stato identificato come luogo

ove ubicare i materiali di scavo provenienti

dai fronti d’attacco italiani. Mediante un siste-

ma di nastri trasportatori e teleferica i mate-

riali raggiungeranno l’area oggetto del ripri-

stino che si configura oggi come un grande

cratere, in quanto utilizzata all’inizio degli anni

60 del XX secolo come cava dei materiali uti-

lizzati per la costruzione della diga del

Moncenisio. Lo schema di trasporto adotta-

to per il materiale di scavo minimizza l'uso dei

camion a favore dei nastri trasportatori

coperti e delle teleferiche, seguendo traccia-

ti che permettono d’evitare i siti urbani e la

viabilità ordinaria, con effetti positivi sulla di-

spersione delle polveri, sul rumore, sul traffi-

co stradale locale e sull’emissione di gas di

scarico. Una gestione ambientalmente cor-

retta dei cantieri di scavo non può ovviamen-

te prescindere da valutazioni e cautele circa

la possibile presenza di sostanze nocive,

come l’amianto, o la presenza di radioattività

nelle rocce oggetto di scavo. Secondo gli

studi e le misure realizzati da esperti indipen-

denti e recentemente resi noti, la probabilità

d’incontrare rocce amiantifere durante lo

scavo del tunnel di base e di quello di

Bussoleno è estremamente bassa e limitata,

al massimo, a un tratto di circa 1,2 km del

tunnel di Bussoleno. Le rocce che potrebbe-

ro potenzialmente risultare amiantifere su

questo tratto rappresenterebbero una lun-

ghezza totale cumulata di 150 m circa.

Inoltre, occorre sottolineare che lo scavo di

tunnel idroelettrici e autostradali nelle vici-

nanze non ha mai rivelato alcuna traccia d'a-

mianto. Sia nel caso d’esecuzione di scavo

tradizionale con l’esplosivo sia in quello di

scavo meccanizzato è stata prevista l’ado-

zione di misure specifiche in presenza di

rocce amiantifere. Dalla recente esperienza

[ Argomenti ] 8

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fig. 2 - Il sito del Paradis com’è ora e come sarà dopo l’intervento di rinaturazione

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Classificata un tempo dalle FS tra

quelle complementari, questa linea

per l’importanza delle località servite

è da annoverarsi tra quelle principali della

Sicilia. Dal tratto iniziale al servizio di diverse

esigenze di trasporto, dalla metropolitana di

superficie per Palermo, al servizio passeggeri

a media e lunga percorrenza e merci, al colle-

gamento aeroportuale, alle industrie vinicole

del Partinicese, alle località turistiche di

Terrasini e Balestrate, alle riserve naturali

come quella dello Zingaro, ai siti archeologici

di Segesta, Selinunte e di Mozia sono nume-

rose le realtà economico-sociali che merite-

rebbero una maggiore attenzione al fine di

rendere più competitiva l’intera linea.

La costruzione risale alla fine dell’800: il 19

dicembre 1870 fu deliberata la costituzione

d’un consorzio tra le Province di Palermo e

Trapani per assumere la concessione della

costruzione della ferrovia tra le due città, che

doveva toccare Castellammare, Castelve-

trano, Mazara e Marsala. La concessione, sti-

pulata il 25 agosto 1874, conobbe un primo

tentativo con un impresario londinese fallito

nel 1875; il 12 luglio 1876 si concluse la sub-

concessione al signor Nicola Lescanne

Perdoux di Parigi. Il 3 settembre 1878 viene

costituita dallo stesso Lescanne Perdoux la

“Società anonima per la Ferrovia sicula occi-

dentale”, che iniziò finalmente i lavori nell’an-

no successivo. L’apertura al traffico del primo

tronco fra Palermo e Partinico avvenne il

1° giugno 1880, mentre il 5 giugno dell’anno

successivo si completò il tratto fra Castel-

vetrano e Castellammare del Golfo.

L’esercizio dal 1° agosto 1907 passò dalla

FSO alle Ferrovie dello Stato, continuando,

senza avvenimenti di rilievo, fino ai giorni

nostri. Il percorso che da Trapani, città domi-

nata dal monte Erice, porta a Mazara percor-

re una piatta campagna per arrivare in breve

alla stazione di Paceco. Poco dopo si profila

a destra l’aeroporto civile e militare di Birgi, e

proseguendo ci si avvicina alla costa, dove si

trovano le famose saline e i mulini a vento per

la lavorazione del sale, che rendono questa

zona particolarmente caratteristica e attraen-

te; inoltre da qui ci si può imbarcare per l’iso-

la di Mozia, meta di turismo internazionale per

109

La linea Palermo-Trapani:la nuova stazione di Mazara del Vallo

FILIPPO PALAZZO – responsabile della Business Unit Pegasus di RFI SpAFERDINANDO VERACE – project engineer della Business Unit Pegasus di RFI SpA

MezzogiornoRUBRICA

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RUBRICA La linea Palermo-Trapani: la nuova stazione di Mazara del Vallo

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anni Ottanta dello scorso secolo. Il vec-

chio magazzino merci, “splendido” esem-

pio d’architettura industriale di fine

Ottocento, versa in condizioni di grave

dissesto statico sia per la natura dei mate-

riali che ne costituiscono la struttura por-

tante sia per il lungo periodo d’abbandono

in cui è stato lasciato.

Il magazzino merci prima e dopo l’intervento di restauro

gli importanti resti della città punica. Il tra-

sporto su ferro, in questo tratto di linea, assu-

me valenza metropolitana per i volumi di traffi-

co che l’area di bacino provinciale riesce a

produrre.

La stazione di Mazara del Vallo

La stazione di Mazara del Vallo risale ai

primi anni del ’900 ed è situata in prossi-

mità del centro storico della cittadina.

La tipologia della stazione, da punta

scambi a punta scambi, rispetta i canoni

dei piccoli impianti costruiti su linee a

semplice binario, ovvero un binario di

corretto tracciato, due per incroci e pre-

cedenze, un binario tronco che s’attesta

sul primo marciapiede in corrispondenza

del piano di carico al quale afferiva il

fascio merci, non più in esercizio, nonché

un raccordo, da tempo dismesso, con

l’area portuale.

A Est del fabbricato viaggiatori, con inne-

sto lato Palermo, si trova l’ex scalo merci,

che occupa una superficie di circa 4.000

mq su cui attualmente sorgono due edifici:

l’ex magazzino merci, coevo alla stazione,

e un fabbricato servizi risalente ai primi

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La stazione di Mazara del Vallo agli inizi del ’900

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una partitura simmetrica dei prospetti, nel

quale sono inserite finestre rettangolari,

rimarcate da cornici modanate che si con-

cludono con elementi geometrici. La partitu-

ra verticale viene scandita da un marcapiano

orizzontale che s’estende per tutta la lun-

ghezza della fabbrica, divenendo cornice

d’attico per le due terrazze laterali.

Il piano degli alloggi, sul quale insiste una

copertura a timpano originariamente rivestita

da tegole marsigliesi, viene definito orizzontal-

mente da una cornice modanata che nella

parte centrale è sormontata da un muretto

d’attico, decorato con motivi di gusto “liberty”,

sul quale è inciso il nome della stazione.

Archeologia industrialee progetto di riusoL’uomo, l’ambiente e la funzione sono le

componenti fondamentali per comprendere

la tematica dell’architettura industriale.

Questa particolare tipologia edilizia e archi-

tettonica caratterizza in modo determinante

l’epoca moderna: gli edifici industriali sono

le testimonianze vistose d’una recente e

radicale trasformazione delle attività

umane.

Occorre pertanto approfondire storica-

mente le origini, le cause e gli effetti della

trasformazione, per acquisire tutti gli ele-

menti e le indicazioni necessarie alla cono-

scenza di questo profondo mutamento.

Per archeologia industriale s’intende,

correntemente, quel campo d’indagini al

centro del quale stanno i resti fisici del

modo di produzione industriale e su cui

convergono interessi disciplinari diversi

(dello storico dell’arte e dell’architettura

come dell’urbanista o dello storico del-

l’industria).

[ Argomenti ] 8

112


113

L’impianto planimetrico del fabbricato viag-

giatori è di forma trapezoidale con il “corpo”

centrale aggettante rispetto alle ali.

L’intero edificio appare come una rivisitazio-

ne critica di quell’abaco di forme, vincolate

alla destinazione, che costituisce una delle

memorie ottocentesche dello “stile moderno”

italiano. La composizione spaziale si risolve

in una chiara denuncia delle diverse funzioni,

scandite, al piano abitato (ex alloggi del capo

stazione al piano primo) dell’edificio centrale,

da un ordine di paraste che incorniciano le

aperture sormontate da cornici modanate.

Il piano ferro si presenta esternamente con

L’edificio sorge su un basamento, alto circa

ottanta centimetri, utilizzato come piano di

carico per la movimentazione delle merci.

Il linguaggio utilizzato per le facciate è quello

modernista facente capo al vernacolo “art

noveau”, anche se sono limitate le aggettiva-

zioni floreali e storicistiche.

Le strutture verticali, scandite sui lati lunghi

da aperture ad arco, sono in muratura por-

tante, mentre la copertura a tetto, del tipo a

doppia falda, con manto di tegole marsiglie-

si e orditura lignea, è sorretta da capriate

metalliche di tipo “belga”. Il rapporto tra

forma e funzione dell’edificio si denuncia

all’esterno con i grandi aggetti delle falde di

copertura posti a protezione del personale

che operava sul piano di carico. Dal punto di

vista urbano, la stazione ha una posizione

centrale rispetto all’abitato: la linea che origi-

nariamente venne costruita a margine del

centro cittadino oggi attraversa le aree d’e-

spansione della città novecentesca. La sta-

zione, cerniera e terminale del sistema di

trasporto, fa da fondale “scenico” all’asse

Nord-Sud di via Francesco Crispi che costi-

tuisce il nuovo centro commerciale della città.

La stazione di Mazara del Vallo com’è oggi

La stazione dal lato binari com’è oggi

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dell’ex area scalo merci. Lo studio proget-

tuale prevede di ricucire il tessuto urbano

attraverso un sistema di percorsi pedonali

che si snodano tra spazi destinati a verde

attrezzato e manufatti ferroviari riconvertiti ad

attività di servizio. Il vecchio piano caricatore

sarà demolito per lasciare spazio alla nuova

area di parcheggio e alla viabilità pedonale

d’accesso agli edifici di servizio. L’intervento

sull’ex magazzino merci prevede la realizza-

zione d’una struttura portante antisismica

inglobata nel vecchio involucro edilizio, l’ab-

bassamento della quota del solaio al piano

terra al livello stradale e la realizzazione d’un

solaio al piano primo. Le strutture di coper-

tura saranno in gran parte recuperate, con

particolare cura per le capriate miste legno-

ghisa: l’orditura principale lignea verrà rein-

tegrata nelle parti eccessivamente ammalo-

rate, mentre l’orditura secondaria, il tavolato

e il manto di tegole alla marsigliese saranno

interamente sostituiti.

Le mensole in ghisa che caratterizzano il magazzino merci

Per sorreggere i “grandi” aggetti delle

falde di copertura saranno recuperate le

originarie mensole in ghisa che riecheggia-

no, nel disegno fitomorfico delle decorazio-

ni, il modernismo della migliore scuola iso-

lana. L’ex magazzino sarà collegato tramite

una passerella aerea con un nuovo edificio,

che sorgerà sull’area di sedime del vecchio

spogliatoio, per il quale volutamente è stato

utilizzato un linguaggio architettonico forte-

mente contemporaneo. Il nuovo volume a

pianta rettangolare si sviluppa su due livelli

ed è sormontato da una struttura metalli-

ca che funge da abri soleil sia per la ter-

razza sia per l’area pedonale antistante al

fabbricato.

D’archeologia industriale si cominciò a

parlare alla metà degli anni Cinquanta in

Inghilterra, dove le stratificazioni dell’indu-

stria, a partire dalla metà del Settecento,

avevano segnato pressoché tutto il territo-

rio nazionale. Inizialmente si configuraro-

no come movimento culturale impegnato

nella riscoperta d’un sistema di manufatti

– le fabbriche con tutte le infrastrutture a

esse legate: strade ferrate, quartieri, vil-

laggi operai ecc. – che non soltanto aveva

radicalmente modificato il territorio, ma

aveva condizionato anche sempre più pro-

fondamente la vita della collettività, produ-

cendo una nuova cultura. Il progetto di

recupero della stazione di Mazara tiene

conto sia della forma e della memoria dei

manufatti sia delle mutate esigenze legate

all’esercizio ferroviario. Il riassetto organizza-

tivo punta sia ad ampliare, rimodellare e

ricollocare gli spazi destinati ai servizi prima-

ri e secondari per i passeggeri modificando

l’attuale situazione, funzionale e d’immagine,

sia a razionalizzare il sistema dei percorsi.

Sostanzialmente il progetto si compone di

due interventi: il primo, di restauro conserva-

tivo, rivolto al fabbricato storico risalente ai

primi del ‘900, prevede il recupero filologico

dell’originaria partitura dei prospetti e l’elimi-

nazione delle superfetazioni realizzate in

epoca recente. Il secondo è un intervento

d’“archeologia” volto al recupero urbanistico

L’intervento sulla stazione visto dal lato binari

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Rendering dell’aspetto della stazione al termine dell’intervento

Il corpo tecnico scale-ascensore, aggettante

rispetto al volume principale, si trova al di

sotto della “grande” copertura che diventa

elemento unificante della composizione.

I prospetti, sui quali s’apprezzerà la patina del

tempo, sono stati rivestiti con pannelli in rame

a eccezione del prospetto Nord, dove lo spa-

zio interno si compenetra con la “nuova piaz-

za” grazie a una vetrata continua posta sul filo

esterno dell’edificio. Il restyling della stazione

e delle aree pertinenziali assume importanza

strategica non solo per il recupero d’aree non

più utilizzate a fini industriali e destinate a

diventare sacche di degrado urbano, ma

anche nell’ottica di rilancio del trasporto fer-

roviario nell’area di bacino metropolitano pro-

vinciale di cui fanno parte anche le stazioni di

Alcamo-Castellammare, Marsala, Castelve-

trano e Trapani. I lavori per la riqualificazione

della stazione sono già stati appaltati; il can-

tiere dovrebbe chiudersi entro il mese di

luglio del 2007.

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2006 economia ingegneria|ambiente mezzogiorno · dell’università “la sapienza” di roma prof....

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