Approfondimenti

Blocco Elettrico Automatico

1 - Generalità e principio di funzionamento
2 - I segnali nel blocco automatico
3 - Blocco automatico a correnti codificate


Generalità e principio di funzionamento

Sulle linee ferroviarie italiane a circolazione più intensa sono attualmente installati impianti di blocco elettrico automatico (di seguito BA) che consentono una notevole riduzione delle distanze di blocco e conseguentemente un aumento considerevole della potenzialità nonchè del grado di sicurezza della linea stessa.
Mentre con il blocco elettrico manuale la marcia dei treni in linea è condizionata dalla successione delle operazioni espletate dal guardia blocco, con il BA tutte le operazioni necessarie alla circolazione dei convogli sono realizzate in automatico senza alcun intervento umano ivi compresa la verifica della completezza del treno e relativa liberazione della sezione di blocco.
I sistemi di BA adottati dalle ferrovie italiane sono di tre tipi:

Le prime due realizzazioni prevedono l'accertamento dello stato di libertà della sezione di blocco a mezzo dell'utilizzo di circuiti di binario (di seguito cdb) estesi all'intera sezione ed alimentati contro treno in corrente alternata. La differenza tra essi è che nel primo caso la corrente del cdb viene fatta circolare senza interruzione, mentre nel secondo caso essa viene interrotta più volte al minuto a seconda dello stato di occupazione e delle informazioni da trasmettere a circuito libero.
Nel BA conta assi, invece, l'accertamento dello stato di libertà della sezione di blocco viene effettuato confrontando la parità tra assi in ingresso ed uscita della sezione durante il transito del treno e ciò a mezzo di conteggio differenziale fatto avanzare da impulsi elettrici inviati da appositi pedali conta assi installati all'inizio ed alla fine della sezione da controllare. E' da notare, tuttavia, che il BA conta assi pur presentando, rispetto a quello a cdb, alcuni vantaggi di economicità e funzionamento in presenza di correnti di trazione deformate, non permette la realizzazione di un numero elevato di sezioni di blocco né la ripetizione dei segnali in macchina invece possibile con i sistemi di BA a correnti codificate.
Le linee attrezzate con BA risultano suddivise, come già accennato, in sezioni di blocco protette da appositi segnali di blocco intermedi manovrati da locali posti di blocco automatico (di seguito PBA) e normalmente disposti a via libera salvo quelli di protezione e partenza delle stazioni. Al passaggio del treno in una sezione, il relativo segnale di blocco si dispone automaticamente a via impedita a protezione del treno stesso, per ritornare a via libera solo quando il treno ha completamente abbandonato la sezione ed impegnato quella successiva occupando il relativo cdb.
Sotto l'aspetto operativo e di sicurezza l'esercizio con BA si traduce, quindi, in esercizio a linea normalmente sbloccata nella quale i segnali (normalmente a via libera) si dispongono a via impedita solo per il tempo in cui il treno occupa la sezione di blocco da essi protetta.
In merito alla lunghezza di ciascuna sezione di blocco è da precisare che in teoria, per un sistema siffatto, essa dovrebbe coincidere almeno con la distanza minima di frenatura ovvero:

Nella pratica, tuttavia, ciascuna sezione di blocco ha sempre estensione pari a 1350 metri anche su linee a velocità maggiore di 160 km/h. Ciò è possibile in quanto, come vedremo, con l'ausilio della ripetizione dei segnali e dell'utilizzo di 9 codici (anzicché 4) per le correnti dei cdb si riesce ad effettuare un esercizio sia con treni lenti sia con treni veloci senza alcuna perdita di potenzialità della linea.


I segnali nel blocco automatico

I segnali intermedi del BA hanno carattere di permissività nel senso che, se incontrati a via impedita, pur imponendo l'arresto del treno, possono essere superati dopo un certo tempo a condizione che il macchinista ottemperi a determinate norme. Tale carattere di permissività è individuato da una tabella bianca applicata allo stante del segnale e recante una lettera “P” nera con il numero del posto di blocco (di seguito PB) al quale si riferisce.


Segnale di blocco intermedio permissivo
disposto a via impedita al PB n.306

Nel caso in cui ai segnali di blocco, oltre alla protezione della sezione successiva, sia affidata anche la protezione di passaggi a livello, la tabella recante la lettera “P” riporta anche la sigla “PL” preceduta dal numero di passaggi a livello protetti. Tuttavia, se alcuni segnali di blocco sono destinati a proteggere punti particolari della linea, ad essi può essere associato carattere di permissività temporanea. Tale condizione è ottenuta mediante la realizzazione della lettera P a mezzo di lampadine poste su di uno schermo nero che, qualora accese a luce fissa o lampeggiante, conferiscono carattere di permessività al segnale stesso.


Segnale di blocco intermedio disposto a via impedita
a) non permissivo (luci spente)
b) permissivo (luci accese)

I segnali di partenza delle stazioni, invece, non essendo permissivi sono semplicemente contraddistinti da una tabella bianca riportante in nero il numero del PB a cui si riferiscono.


Segnale di partenza non permissivo
disposto a via libera al PB n.308

Relativamente ai segnali si distinguono due tipologie di BA:

Nel primo caso (BA a due aspetti) ogni segnale del BA è composto da un segnale di 1a categoria semplice che può assumere solo 2 aspetti (rosso e verde) e preceduto da un segnale di avviso isolato che, invece, può assumere solo aspetti giallo e verde.
Nel secondo caso (BA a tre aspetti) i segnali di avviso sono accoppiati a quelli di 1a categoria in un unico segnale, ivi compreso quello di protezione delle stazioni. Per tal motivo ogni segnale del BA può assumere 3 aspetti corrispondenti alle indicazioni di rosso, giallo e verde. In quest'ultimo caso si ha il vantaggio di poter aumentare il numero delle sezioni di blocco tra due stazioni limitrofe in quanto si riesce ad ottenere, con l'accoppiamento, una situazione limite nella quale ogni segnale di blocco si ritrova ad occupare la posizione che dovrebbe occupare il segnale di avviso del segnale di blocco successivo.


Esempio di funzionamento di un BA a 3 aspetti


Blocco automatico a correnti codificate

La codifica della corrente immessa nei cdb di un sistema di BA permette di:
Manovrare i segnali che proteggono le varie sezioni di blocco senza impiego di conduttori di linea tra i vari PBA. Ciò è infatti possibile grazie all'utilizzo delle fughe delle rotaie quali conduttori di linea per le correnti alternate.
Ottenere sui locomotori e vetture pilota la ricezione di tipo induttivo dei codici al fine di realizzare la ripetizione in macchina dell'aspetto dei segnali.
Nei sistemi di BA della rete ferroviaria italiana viene normalmente utilizzata una corrente a frequenza di 50 Hz e codificata con uno dei quattro codici seguenti: 75 - 120 - 180 - 270. Essi sono ottenuti interrompendo ciclicamente l'alimentazione del cdb rispettivamente 75, 120, 180 e 270 volte al minuto primo.


Codice 120 - La corrente viene interrotta 120 volte al minuto
ottenendo periodi ON-OFF della durata di 0.5 secondi

Con questa soluzione è possibile trasmettere, unitamente all'assenza di codice (AC), ben cinque informazioni che possono essere ricevute sia dai PBA sia dai captatori induttivi delle locomotive e vetture pilota. Tralasciando per il momento la ripetizione in macchina dei segnali, oggetto di un ulteriore articolo, soffermiamoci brevemente sull'utilizzo dei codici trasmessi nel cdb.
I PBA sono generalmente costituiti da circuiti trasmettitori (T) e ricevitori (R) inseriti all'interno di apposite garitte di cemento prefabbricato e collocate nelle immediate vicinanze del segnale di blocco intermedio. Quando all'estremità del cdb viene ricevuta un'informazione, il ricevitore R del PBA la decodifica, e se la riconosce manovra il corrispondente segnale di blocco intermedio passando poi le informazioni necessarie al trasmettitore T per l'invio del corretto codice sul cdb adiacente. Nella tabella seguente è illustrata la corrispondenza tra codice ricevuto dal PBA ed il relativo aspetto che assume il segnale che protegge la sezione di blocco interessata da tale codice.


Corrispondenza tra codice sul cdb ed aspetto
del segnale a monte del cdb interessato


Utilizzo dei codici e manovra dei segnali da parte dei PBA

Come già accennato il BA a 4 codici trova la sua limitazione sulle linee percorribili a velocità superiore ai 160 Km/h. Nel caso di velocità maggiori, infatti, lo spazio minimo di frenatura risulta essere maggiore di 1350 metri e pertanto, per assicurare un corretto esercizio con BA a 4 codici, sarebbe necessario aumentare la lunghezza delle sezioni di blocco fino a 2700 o 5400 metri. Un dimensionamento di questo tipo, tuttavia, costringerebbe, ad esempio, un treno che incontra il giallo a percorrere a velocità ridotta l'intera sezione di blocco (2700 o 5400 metri) con conseguente perdita di potenzialità della linea stessa.
Per garantire un esercizio sia con treni lenti sia con treni veloci sulla stessa linea attrezzata con BA, si è resa obbligatoria la ripetizione dei segnali in macchina lasciando invariata l'estensione a 1350 metri delle sezioni di blocco ed introducendo un sistema a 9 codici ottenuti con una nuova corrente a frequenza 178 HZ. Con questa soluzione un segnale di blocco disposto a via impedita è preceduto da un avviso alla distanza di 5400 metri (4 sezioni di blocco) ottenuto tramite la ripetizione in macchina al fine di garantire la distanza di frenatura minima necessaria anche per i treni a velocità maggiore di 200 Km/h.


Corrispondenza tra i 9 codici ricevuti sul cdb ed il
significato del segnale a valle del cdb stesso