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La stazione ferroviaria più alta d'Europa è a Jungfraujoch (anche conosciuto come il “Top of Europe”), situata a 3.454 metri di altitudine nell'Oberland Bernese, nel sud della Svizzera: si tratta di una delle opere di ingegneria più difficili da realizzare, nonostante la linea ferroviaria copra una distanza di soli 9,34 km. Il treno copre un dislivello verticale netto di quasi 1400 metri, partendo dalla stazione di Kleine Scheidegg (a 2061 metri di altitudine) e raggiungendo la sua destinazione finale a quasi 3500 metri sul livello del mare.
Tra le diverse sfide ingegneristiche di questo progetto, la pendenza massima del 25% del tracciato ha rappresentato uno degli ostacoli principali: vediamo più nel dettaglio questo interessante progetto.
Il progetto della ferrovia più alta d’Europa in Svizzera
La ferrovia dello Jungfraujoch (Jungfraubahn) rappresenta una delle massime espressioni dell'ingegneria ferroviaria a livello mondiale, concepita dall'imprenditore svizzero Adolf Guyer-Zeller e realizzata in un arco temporale di sedici anni, tra il 1896 e il 1912. Questa ferrovia è stata sviluppata su uno scartamento metrico (1.000 mm) per una lunghezza totale di 9,34 km, coprendo un dislivello verticale netto di 1.393 metri a partire dalla stazione di interscambio di Kleine Scheidegg (2.061 m s.l.m.) fino al culmine dello Jungfraujoch, situato a 3.454 metri sul livello del mare. Il tracciato presenta una pendenza massima del 25% per gran parte del suo sviluppo, un valore che ha reso impossibile l'affidamento alla sola e semplice aderenza ruota-rotaia, rendendo questo ostacolo una delle maggiori sfide.
Al fine di affrontare con successo questa sfida i progettisti adottarono il sistema a cremagliera Strub. Questo brevetto prevede l'installazione di una terza rotaia centrale profilata a caldo con dentatura a passo costante, su cui ingranano le ruote motrici dentate dei convogli. La scelta del sistema Strub si rivelò, fin da subito, vincente proprio grazie alla resistenza meccanica agli sforzi di taglio e per la facilità di giunzione dei moduli, elementi cruciali per resistere alle sollecitazioni dinamiche indotte dai carichi assiali in forte pendenza.
L'aspetto più straordinario dell'opera risiede nella sua configurazione plano-altimetrica: ben 7,6 km del tracciato si sviluppano sottoterra, all'interno di una galleria scavata nelle viscere rocciose dell'Eiger e del Mönch. Lo scavo dell'ammasso ha rappresentato un'altra importante e complessa sfida ingegneristica, in quanto è stato eseguito in un'epoca antecedente alla moderna meccanizzazione con TBM (Tunnel Boring Machine). Questa operazione venne infatti condotta interamente con l'impiego di tecniche di perforazione manuale o, al massimo, mediante l'impiego di perforatori pneumatici, e grazie ad un massiccio impiego di esplosivo da cava, primo tra tutti la dinamite.
Dal punto di vista geotecnico e geomeccanico, i progettisti e operai furono obbligati a scavare all'interno di formazioni di calcare compatto (calcare dell'Eiger) e zone di transizione verso lo gneiss e i micascisti della massa cristallina dell'Aar. Questa transizione geologica comportava variazioni repentine del modulo di elasticità della roccia e dello stato tensionale ammasso-rivestimento. L'acqua all'interno dell'ammasso roccioso, a causa delle temperature costantemente inferiori allo zero termico, provocava fenomeni di crioclastismo (ovvero quando si formano delle “spaccature” a causa dei cicli di gelo e disgelo dell'acqua) comportando quindi una costante destabilizzazione della volta del tunnel prima della posa del rivestimento definitivo.
Al fine di gestire e, soprattutto, di smaltire il materiale lapideo di risulta e garantire la ventilazione dei fronti di scavo, i progettisti dovettero realizzare una serie di gallerie trasversali di servizio che sfociavano direttamente sulle pareti verticali della montagna. Queste aperture, note come le stazioni di Eigerwand ed Eismeer, fungevano da finestre tecnologiche per l'evacuazione dei detriti per gravità e per l'approvvigionamento dei materiali cementizi, superando i limiti logistici strutturali della linea a binario unico.
L’impatto socio economico della Jungfraujoch
La realizzazione della ferrovia Jungfraujoch nel 1912 ha comportato una serie di profondi cambiamenti nel panorama socio-economico nell'Oberland Bernese, con una grossa trasformazione di quella che era, in sostanza, un'area rurale legata alla pastorizia di sussistenza, in un polo turistico e scientifico di importanza mondiale.
La transizione da un turismo d'élite a un flusso di massa – che oggi supera il milione di passeggeri annui – ha comportato un effetto che ha di fatto moltiplicato PIL regionale, comportando, inoltre, la nascita di complessi alberghieri, reti commerciali e impianti di risalita satellitari nei nodi logistici di Grindelwald e Wengen.
Questa espansione infrastrutturale ha portato con sé un grande vantaggio in termini di stabilità demografica alle valli alpine, grazie anche alla creazione di nuovi posti di lavoro qualificati e permanenti nella manutenzione meccanica, nell'automazione ferroviaria e nella gestione della sicurezza in contesti critici. Oltre all'impatto e vantaggio in termini prettamente commerciali, la linea ha assunto un ruolo sociale e scientifico fondamentale grazie alla costruzione, nel 1931, della Stazione di Ricerca Internazionale e del successivo Osservatorio Sphinx.
La ferrovia a cremagliera ha risolto il problema logistico del trasporto in quota di strumentazioni pesanti e sensibili (come spettrometri e laboratori chimici), consentendo a scienziati e premi Nobel di operare stabilmente a 3.450 metri. Oggi lo Jungfraujoch è un centro nevralgico mondiale per il monitoraggio atmosferico inserito nella rete Global Atmosphere Watch, un traguardo socioculturale e scientifico impossibile da raggiungere senza il supporto del vettore ferroviario.
L'impatto ambientale
Come ogni grande opera, appare di fondamentale importanza l'analisi dell'impatto ambientale che questa ha avuto. L'inserimento di un'opera di tale portata all'interno di un ecosistema fragile, inserito nel patrimonio mondiale UNESCO, ha imposto soluzioni avanguardistiche di ingegneria ambientale per mitigare l'impatto sul paesaggio e sui ghiacciai. La scelta progettuale di sviluppare quasi l'80% del tracciato in galleria ha evitato la necessità di intervenire con imponenti opere di sbancamento dei versanti dell'Eiger e del Mönch, azzerando l'impatto visivo e riducendo il rischio idrogeologico superficiale legato a frane o valanghe.
In fase operativa, la Jungfraubahn si distingue per l'efficienza termodinamica dovuta al sistema di frenatura rigenerativa: durante la discesa, i motori elettrici dei treni invertono la polarità fungendo da alternatori e trasformando l'energia cinetica in elettricità ad alta tensione. Questa energia, una volta prodotta, viene reimmessa nella linea aerea bifilare e consumata direttamente dai convogli in salita, con una drastica e vantaggiosa riduzione del prelievo energetico complessivo dalla rete svizzera secondo un modello di economia circolare.
Attualmente, la principale sfida ambientale è rappresentata dal riscaldamento globale, che causa il degrado termico del permafrost, ovvero il ghiaccio profondo che sigilla le fratture dell'ammasso roccioso garantendo la stabilità strutturale delle volte del tunnel. Al fine di preservare l'opera, gli ingegneri monitorano la roccia con sensori in fibra ottica e intervengono con tiranti d'acciaio precompressi ad alta resistenza, iniettati con miscele cementizie speciali a basso calore d'idratazione.
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