La linea, lunga 206 km e completata nel 1882 dalla Compagnia Ferroviaria del Gottardo, dal 1909 è gestita dalle Ferrovie federali svizzere (FFS) e fa parte dei collegamenti nord-sud Basilea - Lucerna - Milano e Zurigo - Milano. Il fulcro del percorso originale è la ferrovia di montagna Erstfeld– Biasca, che attraversa le valli alpine. La linea attraversa il massiccio del Gottardo con un tunnel lungo 15 chilometri, il tunnel del San Gottardo. Il traffico nord-sud utilizza una linea pianeggiante con pendenze inferiori al 7‰, che attraversa la Galleria di base del San Gottardo, inaugurata nel 2016, e la galleria di base del Monte Ceneri, inaugurata nel 2020. Le ferrovie di montagna del San Gottardo e del Ceneri saranno salvaguardate e utilizzate come percorsi alternativi, ma anche per lo sviluppo regionale e per scopi turistici, come percorso panoramico del San Gottardo. Sulla vecchia tratta le FFS offrono il pacchetto Gotthard Panorama Express, che integra il viaggio in treno con una gita in battello sul Lago dei Quattro Cantoni.
Decenni di discussioni sul percorso e sul finanziamento di un tale progetto hanno preceduto la costruzione di una ferrovia alpina in Svizzera, con progetti anche attraverso il Lucomagno, il San Bernardino, lo Spluga e il Grimsel. Il Gottardo riuscì infine ad affermarsi grazie al «re delle ferrovie» Alfred Escher. L'appalto per la realizzazione dell'opera fu aggiudicato a Louis Favre, ingegnere e impresario costruttore ginevrino. Il 29 febbraio 1880 cadde l'ultimo diaframma. Il politico e imprenditore zurighese Alfred Escher svolse un ruolo chiave nella determinazione della linea del Gottardo. A favore della variante attraverso il Gottardo c'era la possibilità di costruire lunghe rampe di salita nella Reusstal e nella Leventina, che al centro della dorsale alpina con un passaggio relativamente breve a 1151 m s.l.m. poteva essere collegata dal massiccio del San Gottardo. La galleria stessa si trova sotto il Pizzo Centrale (2999 metri). Quando fu inaugurato nel 1882, il tunnel del San Gottardo era il tunnel più lungo del mondo con i suoi 15 chilometri. Nel 1906 il tunnel del Sempione, lungo quasi 20 km, tolse al Gottardo tale primato.
Treno panoramico su un viadotto del Gottardo
I costi di costruzione della rete di linee della futura Gotthardbahn furono stimati nel 1869 in 187 milioni di franchi svizzeri. La maggior parte dei fondi (54,55%) doveva provenire dal mercato internazionale dei capitali: l'Italia sovvenzionò il 24,05%, la Germania e la Svizzera il 10,7% ciascuna. Venne istituito un consorzio finanziario guidato da banche tedesche per raccogliere i 102 milioni di franchi sul mercato dei capitali, composto da un gruppo tedesco, italiano e svizzero, ciascuno dei quali doveva raccogliere 34 milioni di franchi. Sulla base del trattato internazionale del 15 ottobre 1869, il contributo italiano fu pari a 45 milioni di franchi, quello svizzero e quello tedesco a 20 milioni ciascuno. Escher si procurò altri 102 milioni presso un gruppo finanziario tedesco.
La Gotthardbahn fu fondata nel 1871 per la costruzione e la gestione della ferrovia. Il presidente della società era lo svizzero Alfred Escher e Joseph Zingg era vicepresidente.
Dopo gli sforamenti dei costi verificatisi nella costruzione delle linee di accesso al Ticino, la Gotthardbahn è scivolata in una crisi finanziaria, tanto che si è reso necessario un finanziamento aggiuntivo di 40 milioni di franchi svizzeri. La costruzione dell’opera presentò numerose difficoltà, poiché vi furono problemi tecnici e geologici da risolvere. L’ingegnere e imprenditore edile Louis Favre ebbe diversi dissidi con la banca finanziatrice e la direzione del cantiere: in base al contratto, se non avesse completato la galleria entro otto anni avrebbe dovuto sostenere tutti i costi insorti dopo tale termine e al verificarsi di tale situazione l’ingegnere finì in miseria con tutta la famiglia, morendo di infarto alcuni mesi prima del termine del traforo durante un giro di ispezione nella galleria. Per la realizzazione del traforo si fece ricorso alle tecniche più recenti con l'impiego di dinamite. Le condizioni di lavoro però furono talmente pericolose che durante la sola costruzione della galleria di valico persero la vita 177 operai.
Con il Trattato di Stato del 1878, Italia e Germania decisero di pagare 10 milioni di franchi ciascuna e la Svizzera 8 milioni di franchi. Il restante importo doveva essere pagato da privati. Il 29 febbraio 1880 cadde l'ultimo diaframma, completando il traforo dopo quasi nove anni.
L'intera linea fu inaugurata in coincidenza con le festività di Lucerna e di Chiasso tra il 21 e il 25 maggio 1882. Il servizio completo iniziò il 1º giugno 1882. All'epoca il tunnel ferroviario del San Gottardo era il traforo ferroviario più lungo al mondo, primato che rimase fino al 1906 quando venne aperta la galleria del Sempione. All'epoca dell'apertura la linea era ancora a binario unico. Il secondo binario fu aggiunto a partire dal 1888. La realizzazione del doppio binario su tutta la linea terminò solo nel 1965. Subito dopo l'apertura, la linea fu messa in sicurezza dagli attacchi armati con la costruzione di fortezze (ad esempio tra Airolo e Biasca) e vie alternative per bloccare il tunnel in caso di invasione; tra gli altri metodi architettati vi era quello di una frana artificiale per impedire l'accesso all'entrata sud della galleria.
Nel 2014 per la linea del Gottardo era stata proposta la candidatura per l'inclusione nella lista del Patrimonio Mondiale dell'UNESCO. Il Consiglio federale si oppose, perché all'epoca non voleva impegnarsi a garantire l'esistenza e l'esercizio a lungo termine della linea. Anche nel 2016 la candidatura è stata accantonata a favore del Ponte Salginatobel, progettato da Robert Maillart, e delle faggete in Ticino e Soletta. Poiché l'elenco indicativo delle candidature al Patrimonio mondiale dell'UNESCO viene rinnovato dal Consiglio federale solo ogni dieci anni, è improbabile che una candidatura venga riconsiderata prima del 2026.[3]
Dal cambio di orario nel 2020, la Schweizerische Südostbahn (SOB) opera sulla linea del San Gottardo in co-branding con le FFS nel traffico a lunga percorrenza. Vengono utilizzati i treni Flirt-3, ordinati nel 2016 per il Voralpen-Express,[4] più adatti al traffico turistico rispetto al materiale rotabile delle FFS.[5]
La linea ferroviaria del San Gottardo originariamente progettata per il funzionamento a vapore fu interamente elettrificata nel 1922 in corrente alternata a 15 kV a 16⅔ Hz. La linea è stata elettrificata a partire dal 1916 e per l'alimentazione elettrica della linea sono state costruite le centrali idroelettriche di Ritom nel 1920 e di Amsteg nel 1922 e successivamente le Ferrovie Federali Svizzere acquisirono una partecipazione del 40% nella centrale di Göschenen. Oltre ad operare indipendentemente dalle consegne di carbone dall'estero, ciò ha consentito un potenziamento della linea perché ora sulla linea potevano circolare treni più pesanti e veloci. Il volume di traffico sempre crescente sia del traffico merci sia del traffico passeggeri, richiedeva l'utilizzo della più moderna tecnologia ferroviaria disponibile. In particolare, ciò ha comportato la riduzione del numero di treni e il trasporto di treni più lunghi con carichi per asse più elevati.
Per coprire l'aumento del fabbisogno di energia, nel 1964 le FFS hanno messo in funzione a Giubiasco un convertitore rotativo che genera corrente di trazione dalla rete nazionale a 50 Hertz e ha una potenza di 25 megawatt. L'edificio è stato costruito per due convertitori, ma il secondo impianto non è mai stato installato. Invece, nel 1994 sono stati installati due convertitori di frequenzastatici, ciascuno con una potenza di 20 megawatt, che all'epoca erano i più grandi sistemi di questo tipo al mondo.[7]
Dagli anni settanta, la tensione nella linea di trasmissione dell'energia di trazione, che collega le sottostazioni, è stata aumentata in sezioni da 60 kilovolt a 132 kilovolt e integrata da una seconda linea parallela; per supportare la tensione della catenaria sono state installate sottostazioni mobili a Flüelen, Lavorgo, Rivera e Balerna.[8]
Nel 1990 è stata messa in funzione la sottostazione di Wassen. Nello stesso anno, durante la ristrutturazione della centrale di Wassen, uno dei due gruppi di macchine da 50 Hertz è stato sostituito da un gruppo di corrente di trazione da 16⅔ Hertz. La centrale, sin dal suo inizio, era stata affittata alla Centralschweizerische Kraftwerke (CKW), ma il 1º gennaio 2015 le FFS ne hanno rilevato il 90% della proprietà.[9]
Per l'inizio dell'esercizio programmato della Galleria di base del San Gottardo è stato necessario potenziare ulteriormente l'alimentazione elettrica delle ferrovie. Sono state realizzate le due nuove cabine di Faido e Pollegio ed è stata ampliata la stazione di Giubiasco.[10]
Nella notte del 16 agosto 2015 è stato messo in funzione sulla tratta di 19 chilometri tra Brunnen ed Erstfeld il sistema di controllo dei treni ETCS – Livello 2.[12] La tratta Castione–Arbedo–Bodio è seguita il 6 dicembre 2015, con un mese di ritardo.
Ancor prima dell'apertura ufficiale della Galleria di base del San Gottardo, il 1º giugno 2016, sono stati fatti i preparativi per la messa in servizio della nuova struttura, che ha avuto un impatto anche sui sistemi esistenti della ferrovia del San Gottardo. Il controllo e il monitoraggio di tutte le operazioni ferroviarie nel Canton Ticino, e da e per Arth-Goldau, sono stati concentrati nell'aprile 2014 presso il Centro Operativo Sud (in tedesco: Betriebszentrale Süd; BZ Süd) a Pollegio. I circa 160 dipendenti controllano e monitorano il funzionamento del traffico passeggeri e merci, oltre ai sistemi di sicurezza e l'alimentazione di corrente di trazione del tunnel di base. Le informazioni ai passeggeri in caso di disservizi vengono fornite anche tramite la Centrale Operativa Sud.[13]
Orario della Gotthardbahn nel 1899; ogni punto nella quarta colonna mostra un telegrafo
L'orario grafico della ferrovia del Gottardo mostrava una grande varietà di informazioni sugli aspetti materiali e, soprattutto, operativi della ferrovia del Gottardo. Nel 1899, ovvero 17 anni dopo l'apertura del tunnel del San Gottardo e dopo il completamento della ferrovia del Gottardo l'orario forniva informazioni sull'altezza delle stazioni sul livello del mare, i sistemi di segnaletica, le gallerie e la loro lunghezza, la massima pendenza e la massima pendenza viaggiando verso sud sui singoli tratti di percorso, il chilometraggio della ferrovia, i telegrafi utilizzati, i campanelli, la linea telefonica, le stazioni di blocco, la rete dei tracciati di stazione, l'equipaggiamento di stazione, la lunghezza "utile" totale dei rimanenti binari, il binario di raccordo più lungo, i nomi delle stazioni, la distanza da stazione a stazione, la distanza dal punto di partenza, il distanza tra le principali stazioni e gli orari di arrivo e partenza dei treni, questi ultimi presentati sotto forma di orario grafico.
Telegrafo della Ferrovia del Gottardo
La Ferrovia del Gottardo era dotata di una rete telegrafica per il coordinamento della circolazione dei treni, che collegava tutte le stazioni lungo l'intero percorso da Lucerna a Chiasso, Locarno e Luino. La rete dei telegrafi di scrittura è mostrata sul lato sinistro dell'orario grafico del 1899. I singoli telegrafi sono contrassegnati da un puntino nero per ogni stazione.
Come mostra lo stralcio dell'orario , la stazione di Biasca aveva in quel momento quattro telegrafi in funzione. Uno di questi telegrafi era collegato a tutte le stazioni da Biasca a Bellinzona. Ciò che veniva digitato in codice Morse su questo telegrafo poteva quindi essere letto in tutte le stazioni fino a Bellinzona. Un secondo telegrafo era collegato a tutte le stazioni da Biasca a Göschenen. Ciò che veniva scansionato sul terzo telegrafo poteva essere letto solo alle stazioni di Bellinzona, Faido, Airolo, Göschenen, Wassen ed Erstfeld. Il quarto telegrafo era l'apparato a lunga distanza. Ciò che riceveva poteva essere letto a Bellinzona, Airolo, Erstfeld, Goldau e Lucerna.
L'avvicinarsi di un treno alle stazioni e sulla linea veniva annunciato dal suono di una campanella. Il segnale veniva attivato quando un treno lasciava la stazione o il blocco vicino. Alcune delle campanelle venivano installate lungo la linea avvertendo i ferrovieri dell'avvicinarsi di un treno. Inoltre ogni casello aveva un campanello; un treno diretto a sud venivano annunciato con tre battute, un treno diretto a nord con due battute. Il segnale elettrico che attivava il segnale azionava un relè, che innescava un processo meccanico che azionava il batocchio della campanella. Ogni singola campanella della Ferrovia del Gottardo era contrassegnata sull'orario grafico. Le campanelle della ferrovia del San Gottardo furono messe fuori servizio intorno al 1980.
Campanello della Gotthardbahn al Casello di S. Antonio.Lampada a petrolio della Ferrovia del Gottardo con l'insegna della Gotthardbahn (GB) nel 1896
Il funzionamento della ferrovia del Gottardo era garantito dalle ispezioni dagli assistenti di linea che controllavano giornalmente il tratto di percorso loro assegnato. Il compito dell'addetto ai binari era rilevare rotture o deformazioni dei binari e informare l'ispettore ferroviario sulle condizioni della sezione del binario. Oltre a questo gli addetti ai controlli dovevano anche stringere bulloni allentati, tagliare cespugli o spegnere piccoli incendi, poiché quando i pesanti treni merci scendevano a valle, le pastiglie dei freni emettevano scintille e molto spesso incendiavano l'erba secca ai lati dei binari. Il segnalatore era dotato di bandiera rossa e lampada per fermare i treni in caso di emergenza.
Gli assistenti di linea abitavano lungo la ferrovia del Gottardo nei caselli e avevano il compito di controllare quotidianamente il tratto di binario fino al casello del vicino assistente di linea. I caselli degli addetti ai controlli sulla linea del San Gottardo distavano da due a quattro chilometri l'uno dall'altro ed erano numerati lungo tutto il percorso. Negli anni successivi, intorno al 1950, i binari poterono essere monitorati meno intensamente. Un percorso come Giubiasco-Rivera-Bironico era allora percorso solo da un addetto alla linea a giorni alterni. Da allora in poi, molti caselli dei segnalatori rimasero vuoti o furono utilizzati come case per le vacanze o abitazioni private. Dal 1995 le FFS hanno iniziato a vendere le abitazioni dei casellanti. Nel 2019 il dipartimento per la conservazione dei monumenti delle FFS ha preservato come monumento tra Wassen e Göschenen il casello di Eggwald.
Nel 1923 venne attivato mediante appositi treni-navetta, il trasporto automobili fra le stazioni di Göschenen e Airolo.
A causa delle nuove esigenze del traffico stradale e dell'aumento del numero e della lunghezza dei camion, il servizio trasporto-auto cominciò nel tempo a mostrare sempre più pesanti limiti. Con dei lavori iniziati nel 1957 e durati fino all'aprile 1960, venne ampliata la stazione di Göschenen, la zona carico auto ingrandita e allungata e fu perciò necessario realizzare un nuovo tunnel a doppio binario di accesso alla grande galleria. Questo tunnel è lungo 235 metri, a fondo cieco, con un interasse di 15,6 metri rispetto alla galleria principale; un breve tunnel a semplice binario collega obliquamente il nuovo tunnel a quello principale nel quale si immette attraverso un'apertura ad arco goticoribassato. Da allora il nuovo portale nord presenta una doppia entrata e il tunnel si è allungato dagli originali 14.982 metri agli attuali 15.003 metri.
L'entrata in servizio della galleria stradale del San Gottardo, nel settembre 1980, provocò l'abolizione del servizio porta-automobili. In totale, le FFS avevano trasportato 9.168.055 veicoli. Da allora questi nuovi impianti sono usati per esigenze di servizio nella normale circolazione dei treni.
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