| ETR.401 | |
|---|---|
| Elettrotreno | |
| Anni di progettazione | 1967-1973 |
| Anni di costruzione | 1974-1976 |
| Anni di esercizio | 1976-2008 |
| Quantità prodotta | 1 convoglio (ETR.401) |
| Costruttore | Fiat Ferroviaria Savigliano (cassa e carrelli), Ansaldo (circuito di trazione e frenatura elettrica), WABCO (impianto pneumatico e freni), Marelli (apparecchiature elettroniche e condizionamento) |
| ETR.401 (4 elementi BA + BB + BC + BA) | |
| Lunghezza | 105900 mm (totale) |
| Larghezza | 2750 mm |
| Altezza | 3297 mm |
| Capacità | 171 posti di prima classe |
| Massa in servizio | 173000 kg |
| Massa aderente | 80500 kg |
| Massa vuoto | 161000 kg |
| Tipo di trasmissione | ad albero cardanico e ponte con ingranaggi conici |
| Rapporto di trasmissione | 33/64 |
| Potenza oraria | 2200 kW |
| Potenza continuativa | 1800 kW |
| Sforzo trazione massimo | 250 kN |
| Velocità massima omologata | 250 km/h |
| Alimentazione | 3 kV = |
| Tipo di motore | 8 motori a corrente continua da 225 kW |
| Elementi di testa (BA) | |
| Lunghezza | cassa: 26900 mm |
| Capacità | 49 posti di prima classe |
| Interperno | 18900 mm |
| Passo dei carrelli | 2450 mm (telaio snodato) |
| Rodiggio | (1A)(A1) |
| Diametro ruote | 890 mm |
| Potenza oraria | 550 kW |
| Potenza continuativa | 450 kW |
| Alimentazione | 3 kV = |
| Tipo di motore | 2 motori a corrente continua da 225 kW |
| Elemento intermedio BB | |
| Lunghezza | cassa: 24700 mm |
| Capacità | 49 posti di prima classe |
| Interperno | 18900 mm |
| Passo dei carrelli | 2450 mm (telaio snodato) |
| Rodiggio | (1A)(A1) |
| Diametro ruote | 890 mm |
| Potenza oraria | 550 kW |
| Potenza continuativa | 450 kW |
| Alimentazione | 3 kV = da pantografo |
| Tipo di motore | 2 motori a corrente continua da 225 kW |
| Elemento intermedio BC | |
| Dimensioni | lungh. cassa: 24700 mm |
| Capacità | 49 posti di prima classe, con bar e cucina |
| Interperno | 18900 mm |
| Passo dei carrelli | 2450 mm (telaio snodato) |
| Rodiggio | (1A)(A1) |
| Diametro ruote | 890 mm |
| Potenza oraria | 550 kW |
| Potenza continuativa | 450 kW |
| Alimentazione | 3 kV = |
| Tipo di motore | 2 motori a corrente continua da 225 kW |
L'Elettrotreno FS ETR.401 è un elettrotreno ad assetto variabile delle Ferrovie dello Stato, nonché il primo treno italiano dotato di un sistema di pendolamento attivo. Rimasto un esemplare unico, è considerato il prototipo della famiglia dei Pendolino.
Il progetto ebbe il suo prologo nel 1967 con una relazione presentata a Genova a un convegno internazionale di tecnici dei trasporti, nella quale l'ingegner Paolino Camposano, vicedirettore del Servizio Materiale e Trazione delle Ferrovie dello Stato, proponeva la realizzazione di un treno ad assetto variabile. Stimolato dall'approvazione e dalla curiosità suscitata dalla proposta, Camposano convocò il direttore della FIAT Divisione Materiale Ferroviario, professor Franco Di Majo, che già alla fine dello stesso anno pubblicò un progetto di massima.
Valutata la piena fattibilità dell'idea di Di Majo e constatata la disponibilità della FIAT a sostenerne la realizzazione, nel maggio del 1970 le FS stanziarono i fondi per lo sviluppo e la costruzione dell'ETR.401, che sarebbe dovuto diventare il primo esemplare di un nuovo gruppo di elettrotreni ad assetto variabile.
La crisi economica dei primi anni settanta, unita alle incertezze a livello politico, causò un pesante ridimensionamento del programma, facendo sì che l'ETR.401, completato nel 1976, rimanesse un esemplare unico.
L'elettrotreno FS ETR.401 (ETR = ElettroTreno Rapido) è stato il primo treno rapido al mondo ad assetto variabile con cassa pendolante attiva ad entrare in servizio commerciale, nel 1976.
L'ETR.401, precursore della numerosa famiglia dei Pendolini, avrebbe dovuto essere il primo esemplare del gruppo di elettrotreni FS ETR.400, ma, nonostante le sue caratteristiche innovative e l'esito positivo della sperimentazione, non ebbe all'epoca il successo che ci si attendeva. Infatti, già all'inizio del 1976, durante le corse di messa a punto della prima unità di trazione, si diffusero voci di un ridimensionamento del progetto dell'assetto variabile a non più di due o tre elettrotreni e, con la consegna del treno completo, si seppe che non ci sarebbero state ulteriori ordinazioni e che l'ETR.401 sarebbe rimasto un esemplare unico.
Le Ferrovie dello Stato non procedettero ad alcun ordinativo per la costruzione di ulteriori unità, in seguito al mutato orientamento della politica dei trasporti in Italia che, contraria ai progetti per l'alta velocità, preferì destinare gli investimenti occorrenti ad altri settori. Non venne così colta pienamente la potenzialità del convoglio, concepito non tanto per raggiungere velocità elevate quanto per innalzare la velocità media sulle linee tortuose, evitando in molti casi i più onerosi interventi di rettifica e ammodernamento dell'infrastruttura.
Rimasto esemplare unico, l'ETR.401 venne sottoutilizzato e impiegato prevalentemente per servizi sperimentali, dimostrativi e successivamente charter, fino all'accantonamento. Una sorte analoga toccò al convoglio UT-443, realizzato per le ferrovie spagnole. Le successive evoluzioni del progetto, dopo la "rinascita" avvenuta a metà degli anni ottanta con la serie ETR.450, dimostrarono la validità della soluzione tecnica, portando i Pendolini a diffondersi in numerosi paesi del mondo, sia nelle versioni con velocità massime attorno ai 200 km/h, sia in quelle più prestazionali, come il successivo ETR.600.
L'ETR.401 non è più in servizio ed è oggi conservato come rotabile storico.

L'ETR.401 è il risultato di un avanzato progetto di ingegneria, condotto congiuntamente da FIAT Divisione Materiale Ferroviario ed FS, sviluppato per consentire l'innalzamento della velocità di esercizio su linee ferroviarie preesistenti ad andamento tortuoso senza richiedere ingenti investimenti per modificarne il tracciato. La soluzione della "cassa pendolante" era considerata particolarmente interessante perché permetteva di percorrere le tratte tortuose a velocità superiori rispetto a quelle consentite ai rotabili tradizionali, mantenendo adeguati livelli di comfort e sicurezza.
Tra gli anni cinquanta e sessanta diverse amministrazioni ferroviarie erano alla ricerca di soluzioni per migliorare le prestazioni dei propri veicoli. In Francia le sperimentazioni sull'alta velocità del progetto TGV si affiancavano a più avanzati progetti sui treni a turbina, mentre pochi anni dopo l'Inghilterra avrebbe dato il via al progetto Advanced Passenger Train.
In questo panorama di fermento tecnologico l'Italia poteva vantare studi avanzati sulla tecnologia del pendolamento, sperimentati su una automotrice ALn 668 dotata di un sistema per inclinare una poltrona in modo da compensare le forze centrifughe. Sulla base dei risultati ottenuti, l'elettrotreno ad assetto variabile fu ordinato dal Consiglio di Amministrazione FS con una delibera dell'11 maggio 1970, la stessa che comprendeva le carrozze TEE.
Come primo passo nello sviluppo del nuovo elettrotreno, i tecnici della FIAT Divisione Materiale Ferroviario progettarono e realizzarono in poco più di un anno l'automotrice sperimentale Y 0160, prototipo che concentrava in sé tutte le caratteristiche peculiari del futuro elettrotreno ad assetto variabile. La Y 0160 fu impiegata in un programma di messa a punto del sistema di pendolamento che proseguì fino al 1975, contemporaneamente alla costruzione dell'ETR.401.
La prima unità di trazione del nuovo elettrotreno, composta dalla vettura di testa e da una vettura intermedia dotata di pantografo, entrambe motorizzate, uscì per la prima corsa di prova dallo stabilimento di Savigliano, dove la FIAT Ferroviaria aveva trasferito la propria sede, il 26 giugno 1975.
Il semi-convoglio, denominato provvisoriamente ETR Y 0160-000, svolse durante l'estate un vasto programma di corse sperimentali e il 2 ottobre, tra Bologna e Chiusi, fu presentato ai tecnici di 24 paesi giunti in Italia per il 21º Congresso Internazionale delle Ferrovie.
Il 26 marzo 1976 uscì la seconda unità di trazione, simmetrica alla precedente, che svolse inizialmente un programma di corse per conto proprio con la denominazione ETR.401-B, mentre la precedente fu rinominata ETR.401-A.
L'8 aprile 1976 le due unità di trazione furono riunite per formare l'ETR.401. Il convoglio venne assegnato al deposito locomotive di Roma San Lorenzo il 10 maggio 1976.
Il treno prese servizio il 2 luglio 1976, destinato a collegare Roma con Ancona tre giorni alla settimana, permettendo di ridurre di circa mezz'ora la percorrenza rispetto ai treni rapidi di materiale ordinario. In seguito venne aggiunta una quarta corsa. Dal 1979 il servizio venne prolungato fino a Rimini.
Durante l'esercizio era sempre disponibile in deposito un veicolo sostitutivo, costituito da un ETR 220 Polifemo o da una ALe 601, pronto a subentrare in caso di avaria per mantenere, per quanto possibile, gli orari programmati. Il bilancio dei primi anni di servizio risultò positivo, con una notevole quantità di esperienze accumulate e inconvenienti tecnici di limitata importanza.
Il fatto di essere rimasto un esemplare unico ne limitò tuttavia l'impiego in servizio regolare, poiché doveva alternarsi ad altri rotabili durante gli intervalli necessari per la manutenzione. Anche a causa dei problemi di affidabilità che progressivamente emersero, le FS finirono per impiegarlo con tracce orarie più ampie, riducendo parte del vantaggio derivante dalla maggiore velocità.
L'ETR.401 continuò a svolgere servizi tra Roma e Rimini fino al 1983, quando, in occasione della seconda revisione ciclica, le FS decisero di ritirarlo dal servizio attivo, ritenendo economicamente poco sostenibile il mantenimento in esercizio di un treno così particolare, rimasto unico esemplare e caratterizzato da specifiche esigenze manutentive.
Già durante gli anni di esercizio, e con maggiore frequenza dopo il ritiro dal servizio commerciale, l'ETR.401 svolse numerosi viaggi all'estero per prove e dimostrazioni su richiesta di diverse amministrazioni ferroviarie europee.
Nei primi mesi del 1985 l'ETR.401 fu sottoposto a un intervento di rinnovamento della parte elettrica, riguardante in particolare i dispositivi elettronici di controllo automatico della velocità, dopodiché fu messo a disposizione del Servizio Materiale e Trazione FS in vista dello sviluppo del futuro elettrotreno ad alta velocità.
Il 23 maggio 1985, in occasione della presentazione del progetto degli elettrotreni a cassa oscillante ETR.450, l'ETR.401 fu utilizzato per una corsa dimostrativa tra Roma Termini e Chiusi, alla presenza del Direttore Generale delle FS e della stampa nazionale ed estera. All'andata percorse la "linea lenta" a una velocità superiore del 30% rispetto alla massima ammessa per i treni tradizionali, mentre al ritorno utilizzò la "direttissima", raggiungendo rapidamente i 250 km/h e toccando una punta di 255 km/h, per poi stabilizzarsi sui 230–240 km/h.
L'ETR.401 fu successivamente utilizzato come "convoglio laboratorio" nello sviluppo dell'ETR.450.
Durante questo periodo il convoglio fu impiegato anche per prove relative ai futuri sistemi di trazione e frenatura. In una delle sperimentazioni venne installata sul tetto una struttura provvisoria destinata al trasporto dei componenti necessari alle prove dei reostati di frenatura elettrica destinati agli ETR.450.
Concluse le prove propedeutiche alla realizzazione dell'ETR.450, l'ETR.401 assunse la funzione di treno laboratorio per lo sviluppo delle versioni destinate alle reti ferroviarie europee interessate alla tecnologia a cassa oscillante realizzata dalla FIAT Ferroviaria. A tale scopo effettuò missioni in Germania, Austria, Iugoslavia e Svizzera.
Nel maggio 1989 l'ETR.401 svolse una serie di corse di prova dimostrative sulla linea Lubiana-Maribor delle ferrovie iugoslave, elettrificata, come quella italiana, in corrente continua a 3 kV.
Il crescente interesse delle Ferrovie Federali Svizzere (FFS) e della Bern-Lötschberg-Simplon (BLS) portò l'ETR.401 in Svizzera per una serie di prove svolte tra il 2 e il 15 febbraio 1991.
Dopo una verifica dei dispositivi di pendolamento effettuata sulla Fortezza-San Candido, l'ETR.401 raggiunse Domodossola il 2 febbraio per iniziare le prove sulla rete ferroviaria elvetica, elettrificata in corrente alternata monofase a 15 kV e 16⅔ Hz. Per tale ragione fu necessario l'ausilio di un mezzo di trazione svizzero.
Fu approntato un convoglio trainato dalla locomotiva elettrica FFS Re 4/4 IV 10102 "Ostermundigen", composto tra questa e l'ETR.401 da un furgone motogeneratore FS destinato all'alimentazione dei servizi di bordo dell'elettrotreno e dalla carrozza per prove DB Messwagen.
Le prove si svolsero tra Berna e Lucerna e sulla tratta BLS Berna-Thun-Briga, con velocità superiori a quelle ammesse per i treni ordinari.
Il rinnovato interesse per la tecnologia dell'assetto variabile contribuì alla successiva diffusione dei Pendolini presso numerose amministrazioni ferroviarie, tra cui quelle della Slovenia, della Finlandia e del Regno Unito. La tecnologia dell'assetto variabile sviluppata dalla FIAT Ferroviaria fu inoltre adottata per la realizzazione delle automotrici doppie a trazione Diesel-elettrica del gruppo 610 delle Ferrovie Federali Tedesche (DB).
Concluse le missioni dimostrative all'estero, l'ETR.401 fu inviato in riparazione nello stabilimento Metalmeccanica Milanesio di Moretta, dal quale uscì il 7 luglio 1995 con lo schema di coloritura XMPR. Dopo una corsa di prova fino a Limone Piemonte, effettuata nella seconda metà di luglio, fu assegnato al deposito locomotive di Ancona e destinato alla "flotta charter FS" per l'effettuazione di treni speciali e a richiesta.
L'8 dicembre 1995 attraversò lo Stretto di Messina per raggiungere la Stazione di Villarosa in occasione dell'inaugurazione del Treno Museo. In quella giornata l'ETR.401 effettuò più volte la spola tra Enna e Villarosa per trasportare turisti e visitatori.
Nel 1997 fu impiegato come Treno del Sole, effettuando un collegamento giornaliero tra Milano e la Calabria nell'ambito di un servizio charter destinato ai turisti. Nel febbraio 2000 effettuò inoltre un servizio speciale in occasione del carnevale marchigiano.
Dopo gli ultimi servizi nella flotta "Charter", l'ETR.401 venne definitivamente accantonato presso la stazione di Ancona.
Il lungo periodo di accantonamento comportò il progressivo deterioramento del convoglio e la rimozione di alcune componenti, rendendo necessario un importante intervento di recupero per restituirgli la piena integrità.
In occasione dei 25 anni del progetto Pendolino, due casse dell'ETR.401 furono restaurate esternamente. Il recupero venne celebrato il 3 ottobre 2013 presso la stazione di Milano Centrale, alla presenza del presidente delle FS Mauro Moretti e dell'ingegner Luigi Cantamessa, direttore della Fondazione FS Italiane.
Le altre due casse rimasero invece accantonate ad Ancona e presentavano problemi legati alla cannibalizzazione di alcuni componenti durante il lungo periodo di fermo, oltre a un importante danno al frontale di una delle unità di testa.
A febbraio 2019 le due casse non restaurate risultavano ancora accantonate presso la stazione di Ancona.
Il 28 dicembre 2021 le ultime due casse del convoglio furono recuperate e trasferite nelle ex OGR di Bologna, dove vennero riunite con le altre due casse già restaurate. Il trasferimento aveva l'obiettivo di consentire il successivo recupero estetico e funzionale dell'intero convoglio e la sua futura valorizzazione come rotabile storico.
L'ETR.401 è oggi preservato come rotabile storico e non è impiegato in servizio commerciale.
Già nel 1975 la RENFE spagnola si era interessata alla tecnologia del pendolamento e aveva ordinato un esemplare a scartamento largo iberico.
Il prototipo, chiamato Pendular UT-443 e soprannominato Platanito ("banana") per la caratteristica livrea giallo-marrone, venne costruito nel 1976. Dotato di una potenza installata di 1.220 kW, era omologato per una velocità massima di 180 km/h, anche in relazione alle caratteristiche della rete ferroviaria spagnola dell'epoca.
L'UT-443 rimase un esemplare unico e venne ritirato dal servizio dopo un periodo relativamente breve di esercizio. A differenza dell'ETR.401, che fu impiegato anche per prove e servizi speciali per diversi decenni, il Platanito non venne demolito e fu successivamente preservato come rotabile storico.
L'ETR.401 fu un mezzo particolarmente innovativo per l'epoca, soprattutto per l'impiego del sistema di pendolamento attivo sviluppato dalla Fiat Ferroviaria, destinato a costituire la principale caratteristica tecnica della successiva famiglia dei Pendolini.
La caratteristica peculiare del treno è la possibilità di inclinare attivamente la cassa verso l'interno delle curve. Il sistema di pendolamento si basa su una coppia di giroscopi installati sui carrelli delle unità di testa, in grado di rilevare l'inizio della variazione di inclinazione determinata dal raccordo parabolico che precede la curva. Il sistema di controllo utilizza inoltre accelerometri per misurare l'accelerazione trasversale e determinare l'entità dell'inclinazione necessaria. In questo modo la cassa può iniziare a inclinarsi prima dell'ingresso nella curva vera e propria, consentendo una risposta più rapida alle sollecitazioni laterali e un maggiore comfort per i passeggeri.
Il pendolamento è ottenuto mediante quattro attuatori oleodinamici disposti verticalmente, collegati inferiormente al carrello e superiormente alla cassa, alimentati a una pressione di circa 150 bar e dotati di un sistema ausiliario ad azoto per il richiamo dell'inclinazione. L'ETR.401 poteva raggiungere un'inclinazione massima della cassa di 10°, valore successivamente ridotto a 8° nelle generazioni seguenti dei Pendolini. Il sistema consentiva di aumentare sensibilmente la velocità di percorrenza delle curve rispetto ai rotabili tradizionali, mantenendo entro limiti accettabili l'accelerazione trasversale non compensata.
Il pantografo è installato su una particolare incastellatura solidale con il relativo carrello e indipendente dai movimenti della cassa. In questo modo esso rimane sostanzialmente stabile rispetto al binario durante il pendolamento, garantendo la continuità della captazione e limitando le sollecitazioni sulla linea aerea di contatto.
L'ETR.401 fu inoltre uno dei primi treni italiani a utilizzare una struttura della cassa realizzata in lega di alluminio, soluzione che consentiva di contenere la massa del convoglio mantenendo un'elevata resistenza strutturale. La necessità di mantenere il veicolo entro la sagoma limite anche durante il pendolamento determinò la caratteristica forma rastremata della parte superiore delle casse, ripresa poi dall'ETR.450 e divenuta caratteristica dei primi Pendolini italiani.
Il sistema di sospensione comprendeva inoltre dispositivi destinati a ridurre le sollecitazioni laterali trasmesse dal carrello al binario. La sospensione primaria era realizzata mediante molle, mentre ulteriori elementi elastici e ammortizzatori contribuivano a ridurre le vibrazioni trasmesse alla cassa. L'adozione di un centro di gravità relativamente basso contribuiva ulteriormente al miglioramento del comfort di marcia.
Un'altra caratteristica progettuale fu lo spostamento dei motori di trazione dai carrelli al sottocassa, con conseguente riduzione delle masse non sospese. La trasmissione del moto alle sale avveniva mediante alberi e giunti cardanici. Ogni cassa motrice disponeva di due motori, permettendo una distribuzione uniforme della potenza lungo il convoglio.
I motori di trazione erano del tipo tradizionale a corrente continua e l'avviamento era reostatico, con combinazioni di marcia in serie e parallelo e indebolimento automatico del campo.
L'ETR.401 introdusse inoltre un sistema di frenatura elettropneumatica in grado di comandare contemporaneamente i cilindri frenanti dell'intero convoglio, allo scopo di ottenere una risposta più rapida e uniforme. Il sistema era affiancato da un impianto pneumatico tradizionale destinato alle frenature rapide e di emergenza.
Il convoglio era inoltre dotato di freni elettromagnetici a pattino, installati sui carrelli, destinati a ridurre lo spazio di frenatura nelle situazioni di emergenza. Tale soluzione non venne successivamente adottata sui Pendolini italiani di serie.
Le due casse di testa, dotate di cabina di guida, comprendevano anche una toilette e posti a sedere disposti secondo la configurazione della prima classe. Una delle due casse intermedie ospitava inoltre una zona bar e ristorante. Il convoglio disponeva complessivamente di 175 posti.
I sedili erano dotati di un meccanismo che consentiva di orientarli in funzione del senso di marcia del treno, soluzione pensata per aumentare il comfort dei passeggeri nei servizi a lunga percorrenza. Il dispositivo fu successivamente ripreso sull'ETR.450, ma venne in seguito abbandonato.
Il convoglio è costituito da due unità di trazione permanentemente connesse tra loro in composizione bloccata e operanti in comando multiplo. Ciascuna unità di trazione è composta da un elemento di testa (BA), dotato di cabina di guida, e da un elemento intermedio (BB o BC), dotato di pantografo. Le due unità di trazione potevano, all'occorrenza, essere movimentate separatamente.
Per la particolare configurazione aerodinamica delle testate, l'ETR.401 non dispone di respingenti. In caso di necessità, il traino può essere effettuato mediante una barra rigida collegabile dopo la rimozione dello sportello frontale dello spoiler.
Le casse di ciascuna unità di trazione, o semi-treno, sono collegate mediante un'asta rigida posta tra l'elemento di testa e quello intermedio; i due semi-treni sono invece collegati tra loro mediante un gancio semiautomatico.