Perché i semafori rossi ci fanno aspettare tanto?

Perché certe volte, quando becchiamo il semaforo rosso, ci sembra di aspettare una vita? Il primo impulso è pensare che siano stati progettati male. La verità, però, è che dietro ogni incrocio c’è uno schema preciso, con una sua “regola”. Non ci credete? Ve lo spieghiamo!

Come fa il semaforo a regolare un incrocio?

Partiamo da un classico incrocio a X, ovvero con una strada principale che incrocia una strada secondaria – tenete presente che anche due incroci all’apparenza simili, possono essere in realtà molto diversi. Ci sono in gioco tantissimi fattori: la quantità media di auto che passano ogni giorno per quell’incrocio, la quantità di pedoni, la presenza di mezzi pubblici a via preferenziale e altri fattori ancora.

Incrocio a X

Immaginiamo che, in questo caso, ogni giorno molte macchine nella strada principale svoltino a sinistra, mentre ne passino meno nelle altre direzioni e proprio poche nelle secondarie. In questo caso sarà utile impostare un primo verde di circa venti secondi per la svolta a sinistra dalla strada principale. Poi passiamo al verde per chi va dritto o a destra sempre dalla principale, sempre di venti secondi. E infine altri due verdi: partendo dalle strade secondarie, il primo verde è per chi va a sinistra e il secondo per chi va dritto o a destra. Visto che abbiamo detto che qui passano meno macchine, immaginiamo che il verde duri un po’ meno, quindici secondi.

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Tutta questa giostra, cioè il passaggio dei semafori da verde a rosso e giallo, gli ingegneri lo chiamano in gergo ciclo semaforico e in questo caso (facendo la somma) dura circa 70 secondi: poco più di un minuto, la durata media di un incrocio classico. Detta così sembra una roba banale e semplice, ma non dovete mai dimenticarvi che ogni semaforo è una storia a sé.

Incrocio sfalsato

Vediamo un esempio un po’ più complicato. Siamo su una strada principale a doppio senso, sulla quale si immettono due strade secondarie, però sfalsate. E queste secondarie vengono anche attraversate da dei pedoni. Abbiamo quindi dei semafori che regolano sia la principale che le secondarie e i pedoni.

Immaginiamo che la strada principale sia molto trafficata per chi va dritto o a sinistra e quindi il verde durerà di più, facciamo trenta secondi, per consentire a più macchine di passare. A destra invece passano meno macchine, quindi il verde dura venti secondi. Poi è il turno delle secondarie per chi svolta a destra o va dritto, cioè passa da una secondaria all’altra. Visto che le strade sono sfalsate e la manovra può risultare più complicata, anche qui conviene che il verde duri di più, trenta secondi come per la principale. Poi passa chi svolta a sinistra dalle secondarie, altri venti secondi. Per ultimi i pedoni, che hanno diciamo dieci secondi di tempo. Arriviamo così a 110 secondi, quasi due minuti.

Quindi se io sono sulla principale e devo andare dritto ma è appena scattato il rosso, prima che scatti il verde per me starò fermo due minuti circa – che dietro al volante sembreranno tre ore. Ma come vedete non è che gli ingegneri che programmano i semafori sono sadici, semplicemente più è complesso l’incrocio e più tempo serve per risolverlo. Potremmo fare altri esempi, ma penso il concetto sia chiaro: ovviamente si fa il possibile per ottimizzare i tempi, ma più l’incrocio è complesso, più tempo ci vorrà per completare il ciclo semaforico, cioè il lasso di tempo in cui scatta il verde per tutti quelli che devono passare.

Come funziona davvero un centro semaforico?

Detto questo, come vengono attivati i semafori? C’è un omino che li gestisce tutti, sono automatici, vivono di vita propria? I semafori come li conosciamo noi, quindi quelli elettrici, entrano in scena nel 1914, negli Stati Uniti e per molti anni si è dovuto davvero azionarli manualmente – il primo semaforo in assoluto, invece, era a gas e fu usato per poco tempo, tra il 1868 e il 1870 a Londra. Ormai invece vengono controllati digitalmente grazie a quelle cassette grige che vediamo vicino ai semafori – quelle che assomigliano un po’ alle centraline dei cavi telefonici o di internet.

Semaforo a ciclo fisso

Esistono sostanzialmente due modi per controllare i semafori. Uno è detto a “ciclo fisso” o a “tempi fissi”, cioè il semaforo segue degli intervalli sempre uguali, stabiliti in base alle caratteristiche dell’incrocio o della strada. Ovviamente, però, a seconda dei momenti della giornata, l’intensità del traffico cambia. Per fare un esempio, ci avrete fatto caso che di notte molti semafori lasciano solo la luce arancione lampeggiante, perché non c’è molto traffico. Mentre nelle ore di punta il verde per le automobili dura di più, per smaltire meglio il traffico. Insomma, uno schema fisso non è sempre la soluzione migliore. Proprio per questo i semafori sono generalmente collegati a un centro di comando, detto anche centro semaforico.

Semafori controllati da remoto

E arriviamo al secondo sistema, che sfrutta il controllo da remoto via cavo o con un sistema wireless. Da questo centro di comando, gli operatori possono decidere come far funzionare i semafori. Anche qui, nella maggior parte dei casi, gli operatori usano schemi predefiniti, facendoli però variare a seconda delle fasce orarie. Però, grazie alle telecamere messe sui semafori, possono anche valutare la situazione in tempo reale e decidere se è necessario usare degli intervalli diversi. Attenzione però, non sempre i semafori hanno le telecamere. Si stanno diffondendo sempre di più dei semafori automatici che proprio grazie a delle telecamere cambiano colore in base al traffico – e che beccano pure chi passa col rosso! Ma di solito di semafori con telecamere ne troviamo in snodi molto complessi, magari anche a rischio incidenti. Tra l’altro grazie a dei sensori che registrano quante macchine passano e che sono messi in genere nell’asfalto, il centro semaforico può raccogliere ed elaborare informazioni sul traffico anche senza telecamere.

Pulsanti per i pedoni

Come funzionano invece i pulsanti che i pedoni possono usare per far scattare il verde? Avrete notato che non è che io premo e subito diventa verde il semaforo, o almeno non sempre. Questo perché tra verde e rosso ci dev’essere sempre un intervallo fisso minimo, non è che può cambiare a caso. Quindi il pedone più che attivare un comando invia una richiesta, che il semaforo registra, per poi far scattare il verde solo dopo che l’intervallo fisso è passato.

Per capirci, diciamo che un verde per le macchine dura di base trenta secondi, ma che il suo intervallo minimo è venti secondi, cioè non può durare meno di così. Quando il pedone preme il pulsante accorcia i tempi del verde per le macchine, ma devono per forza passare questi venti secondi prima che scatti il verde per il pedone. A volte arriviamo al semaforo quando questo intervallo sta per finire, premiamo il pulsante e ci sembra di aver fatto scattare il verde. Altre, invece, magari è appena scattato il rosso e quindi dobbiamo aspettare dopo aver premuto il pulsante.

L'onda verde

Non possiamo chiudere un articolo sui semafori senza aver prima parlato della leggendaria onda verde! Quell’incredibile coincidenza di semafori verdi che ci evita di fermarci a ogni incrocio. Come funziona? Generalmente su dei lunghi viali con molti incroci e semafori si cerca di sincronizzare tutti i dispositivi dal centro semaforico. In questo modo, scattato il verde, possiamo attraversare tutto il viale senza fermarci. Il problema è che ogni incrocio è a sé e non sempre questa sincronizzazione è fattibile: magari in alcuni momenti della giornata sì, in altri no. E così, se vengono cambiate le impostazioni di un solo semaforo, l’onda verde sparisce.

Si ringraziano l’ingegnere Paolo Gandini del Laboratorio Mobilità e Trasporti del Politecnico di Milano e Enrico Tuzi, della Centrale della Mobilità di Roma, che ci hanno aiutato nella realizzazione di questo articolo.