STORIA DELLE LOCOMOTIVE E.428 PRIMA PARTE LA STORIA di Luigi TOTARO PREMESSA Il progetto della locomotiva elettrica E.428 nacque con i primi passi della corrente continua ad alta tensione verso la fine degli anni 20 del secolo scorso. Già dall inizio del 1900 si iniziava a parlare di elettrificazione ferroviaria e venivano fatti degli esperimenti e precisamente: elettrificazione della Milano-Varese, mediante terza rotaia, a 650 volt in corrente continua trazione con alimentazione ad accumulatori sulle linee Milano - Monza e Bologna - San Felice elettrificazione con alimentazione trifase ad alta tensione sulla linea della Valtellina. L esperimento del trifase ebbe successo e fu esteso fino alla metà degli anni 30 per quasi 2000 km. Gli interventi più massicci furono effettuati nelle regioni Piemonte, Liguria, Toscana ed in Alto Adige. Però il sistema trifase era posto in discussione anche dalle industrie private; gli impianti della linea aerea bifilare avevano dei costi notevoli, e così pure le linee primarie e le centrali di conversione della frequenza a 16,7 Hz. Inoltre non era possibile ottenere dalle locomotive trifasi una velocità superiore ai 100 km all ora. Nel 1921, oltre al potenziamento del sistema trifase nelle regioni suddette, venivano fatti altri due esperimenti: la trazione trifase a frequenza industriale di 50 Hz alla tensione di 10.000 Volt sulle linee Roma-Sulmona e Roma-Anzio la trazione a corrente continua a 3000 Volt sulla linea Benevento Foggia, quest ultima per merito anche degli esperimenti americani avvenuti prima degli anni 20. 1
LE ORIGINI Lo studio delle nuove locomotive a corrente continua a 3000 volt iniziò con l ingegner Bianchi ed il suo staff. L Ing. Bianchi progettò una prima locomotiva a sei assi motori con la possibilità di sviluppare elevati sforzi di trazione, con una buona inscrivibilità in curva, e con una massa assiale non superiore alle 15 tonnellate. In pratica il telaio della locomotiva comprendeva i due assi centrali con alle estremità due carrelli a due assi collegati mediante snodi. Alla progettazione della parte elettrica concorsero società estere con esperienza nel campo elettrico quali l americana General Electric, la svizzera Brown-Boveri e l inglese Westinghouse. Nel 1928 veniva inaugurata ufficialmente la linea a 3000 Volt corrente continua Benevento - Foggia dove, fino al 1930, furono condotte prove d esercizio con le nuove locomotive E.626. Successivamente venivano pure elettrificate, a 3000 volt in corrente continua, le linee Napoli - Benevento e Bologna - Prato - Firenze. I PROTOTIPI L ingegner Giuseppe Bianchi, del Servizio Materiale e Trazione di Firenze, aveva elaborato nel 1928 quattro progetti di massima di locomotive a corrente continua, praticamente la prima generazione di locomotive a corrente continua delle FS. L obiettivo era superare il limite dei 100 Km orari, limite del sistema trifase, per servizi viaggiatori veloci. Venivano elaborate due soluzioni: la prima era una locomotiva con tre assi motori e due carrelli a due assi, pensata per treni veloci ma non impegnativi, la E.326; la seconda locomotiva era concepita per treni molto pesanti e veloci ed aveva quattro assi motori e due carrelli: la E.428. Entrambe le locomotive montavano motori elettrici doppi su ogni asse motore. La trasmissione del movimento dai motori all asse avveniva tramite un albero cavo, coassiale all asse della ruota, dove appoggiava il motore. Con la sperimentazione delle prime due E.326 prototipo, la 001 e 002, costruite dalle Officine Breda ed entrate in servizio nel 1930, si notavano notevoli sollecitazioni al binario e agli assi motori nelle curve e sugli scambi nelle deviate, sollecitazioni dovute al passo rigido di ben cinque metri; inoltre le prestazioni erano notevolmente limitate dalla potenza installata di 2100 kw e da una scarsa massa aderente. IL PROGETTO FINALE Continuava quindi l elaborazione del progetto della locomotiva per treni pesanti e veloci dell ing. Bianchi, la E.428. La classificazione 4 2 8 seguiva il criterio già adottato per i precedenti gruppi di locomotive: la prima cifra indicava il numero degli assi motori la seconda cifra indicava il numero dei carrelli portanti la terza cifra indicava il numero dei motori elettrici di trazione installati. La locomotiva, con il rodiggio 2 Do 2, avrebbe avuto otto motori di trazione installati (quattro doppi), con una potenza di 2800 kw e una massa assiale contenuta entro le 19 tonnellate. Esisteva però il problema del passo rigido che, con un unico telaio, superava i sei metri. Nel 1932 lo staff dell ing. Bianchi rielaborava il progetto, sostituendo il telaio principale in un sol pezzo, con due semi-telai detti anche semi-carri, collegati tra loro da uno snodo sferico. Perciò ogni semi-telaio aveva due assi motori, con ruote di diametro pari a 1880 mm. Il rodiggio diventava così 2 Bo + Bo 2. Su ogni asse era posto un motore elettrico doppio, con carcasse fuse in un sol pezzo, avente potenza unioraria di 350 kw alla tensione di 1500 volt (motore 42-200 FS). Il motore era ancorato al telaio dei semi-carri e poteva essere smontato da sotto. Il movimento veniva trasmesso dal motore doppio all albero cavo, coassiale con l asse della ruota, tramite ingranaggi. A sua volta l albero cavo trasmetteva il movimento alla ruota mediante un sistema elastico. La velocità massima veniva fissata in 130 km/h. Nel 1934, in concomitanza con l inaugurazione della direttissima Bologna - Firenze elettrificata a 3000 Volt in corrente continua, entrarono in servizio le prime otto unità E.428 costruite dalle Officine Breda. Successivamente, negli anni 1935, 36, e 38, venivano costruite dalle Officine Ansaldo 39 unità. Ancora dalle Officine Breda, nel 1936-1937, furono costruite altre 49 unità. Fino al 1938, furono costruite in totale 122 locomotive della prima serie, con avancorpi; la locomotiva 428-090 veniva demolita nel 1944 in seguito a danneggiamento da eventi bellici. 2
L ingegner Bianchi aveva progettato le locomotive non solo sotto l aspetto dell efficienza, ma anche dell economicità d esercizio, utilizzando per gli equipaggiamenti elementi unificati ed intercambiabili su ogni tipo di locomotiva ( E.626, E.326, E.428 ). Infatti per le nuove E.326, il progetto prevedeva ruote motrici uguali a quelle previste per le locomotive E.428, del diametro di 1880 mm, e non più di 2050 mm come in origine. La parte elettrica era unificata e molti componenti erano intercambiabili tra le varie tipologie di locomotive, come i pantografi, gli interruttori elettropneumatici ad alta tensione, gli elementi in ghisa del reostato, i motori di trazione, i compressori dell aria e molte altre parti del circuito di comando e dei servizi ausiliari. LE VARIANTI Nel 1936 entrarono in servizio gli elettrotreni ETR 200, con profilo aerodinamico, che potevano raggiungere la velocità di 160 km/h. Questa prestazione era possibile grazie agli studi di aerodinamica condotti sia su modelli che sulle automotrici termiche prodotte dalla FIAT. Anche per le E.428 si iniziava a considerare l aspetto aerodinamico; la forma ad avancorpi non era adatta a locomotive veloci, e nel 1937 venivano ordinate all industria privata 81 locomotive senza avancorpi (dalla 123 alla 203) con cassa semi-aerodinamica, praticamente il gruppo di locomotive della seconda serie. Dopo ulteriori studi e prove veniva progettato un nuovo profilo per la cassa delle E.428 molto più arrotondato, con una riduzione della resistenza al moto del 15 % rispetto alle E.428 con avancorpi. Nascevano così le ultime 39 locomotive della terza serie con cassa aerodinamica, dalla 204 alla 242; alcune di queste erano equipaggiate con un rapporto di trasmissione che permetteva il raggiungimento della velocità di 150 km/h. Queste locomotive entrarono in servizio negli anni 1941, 42, 43. Nel 1946 entravano in servizio delle nuove carrozze passeggeri con carrelli tipo 27 e nel 1950 veniva costituito il Treno Azzurro, rapido Milano-Roma-Napoli e viceversa: i convogli del Treno Azzurro erano trainati da locomotive tipo E.428. Sempre negli anni 50 del secolo scorso veniva istituito il treno Freccia del Sud Milano- Siracusa; sembrava che le locomotive E.428 potessero finalmente raggiungere la loro velocità massima. 3
E.428 208 - Deposito Locomotive di Mestre, 1989 (foto: L. Totaro) 4
IL DECLINO Negli anni 30 del secolo scorso la velocità massima ammessa per treni a materiale ordinario era di 120 km/h, mentre verso la fine del 1937 alcune locomotive E.428 potevano raggiungere, con rapporto di trasmissione 34/98, la velocità di 150 km/h. Dopo gli anni 60, a seguito dell ammodernamento dell armamento con il metodo di saldatura continua delle rotaie, nella stagione estiva, con l aumento della temperatura e la conseguente dilatazione delle rotaie, aumentavano i carichi di compressione longitudinali delle rotaie, a cui potevano sommarsi le sollecitazioni trasversali che le E.428 determinavano durante la corsa a causa della loro struttura articolata. Per questo motivo la velocità massima ammessa veniva progressivamente ridotta e, negli anni 70 del secolo scorso, veniva limitata a 100 km/h per tutte le unità E.428. Inoltre nel 1977, in concomitanza con l inaugurazione del primo tratto della direttissima Firenze-Roma, su quella linea veniva vietata la circolazione alle locomotive E.428. Con il progetto delle locomotive E.645/E.646 e la loro successiva entrata in servizio nella seconda metà degli anni 60 con ben 210 unità, le E.428 iniziarono a perdere il loro ruolo e vennero declassate al servizio merci. La successiva immissione in servizio delle nuove locomotive dei tipi E.656, E.632/E.633, attuando un decisivo svecchiamento del parco locomotive elettriche, decretava la fine delle locomotive E.428. Infatti nel 1979 incominciava la radiazione delle locomotive E.428 danneggiate in incidenti o con gravi inconvenienti meccanici per cui le riparazioni erano troppo onerose, e quindi le locomotive venivano accantonate in attesa di demolizione oppure utilizzate come sorgenti di parti di ricambio. Con il trascorrere degli anni anche le locomotive E.428 che scadevano di riparazione per il numero di chilometri effettuati non venivano più riparate, ma venivano radiate e andavano a formare lunghe file nei depositi, in attesa di demolizione. Le locomotive E.428 chiudevano così in sordina la loro carriera di esercizio come del resto è accaduto anche per altri gruppi di locomotive; ma il contributo dato da queste locomotive allo sviluppo delle nostre ferrovie non verrà dimenticato, in quanto alcune E.428 sono ancora esistenti, mantenute in efficienza da varie associazioni amatoriali. 5
CARATTERISTICHE PRINCIPALI DELLE LOCOMOTIVE E.428 Anno di costruzione prima serie 1934 38 seconda serie 1938 40 terza serie 1940 43 Unità costruite prima serie 122 (001 122) Rodiggio Peso totale in servizio (unità da 001 a 096) Peso totale in servizio da 097 a 241) Peso per asse motore (unità da 001 a 096) Peso per asse motore (unità da 097 a 241) Peso carrello portante (unità seconda serie 81 (123 203) terza serie 39 (204 242) 2 Bo + 2 Bo 131 t 135 t 19,0 t 19,5 t 7,0 t Numero motori di trazione 8 (4 doppi ) Tipo dei motori di trazione 42-200 FS Rapporti di trasmissione 29/103, 31/101 Velocità massima Lunghezza totale Passo totale Passo rigido semi-telai Passo rigido carrello Diametro ruote motrici Diametro ruote portanti Raggio minimo d iscrizione in curva 130 Km/h 19.000 mm. 15.900 mm 2.350 mm 2.200 mm 1.880 mm 1.110 mm 100 m 6