Questa linea era anche conosciuta come “al trenèin dal còcc”: in dialetto modenese il “cuccio” era la spinta iniziale che veniva impressa ai treni in partenza da Sassuolo che, sfruttando la lieve e regolare pendenza fino a Modena, congiungevano i due centri senza altro tipo di propulsione, raggiungendo velocità comprese fra i 20 ed i 30 km/h. Erano anche detti “treni a gravità”, e permettevano un notevole risparmio energetico, in termini di carbone non consumato. Pare che in testa venisse sistemato un carico pesante, un vagone di sabbia o maiali, per aumentarne la trazione verso valle. Ne era previsto solo uno al giorno, senza (ovviamente) fermate intermedie, portati a due durante la prima guerra mondiale.
Nel 1917, l'esercizio passò alla SEFTA, nata dalla fusione della FSMMF con la FMV. La società procedette al passaggio dello scartamento a quello normale tra il 1929 e il 1932. Durante il periodo dei lavori i binari erano a doppio scartamento, in modo che il servizio non fosse interrotto. Nello stesso tempo, avvenne l'elettrificazione della linea.
Il treno che la percorre è soprannominato "Gigetto": tale nomignolo fu coniato a fine anni 1980 dall'allora sindaco di Modena Alfonsina Rinaldi in occasione della presentazione di un progetto di ristrutturazione della linea[2].
Nel maggio del 1998 venne chiuso al traffico il raccordo fra la stazione di Modena piazza Manzoni e la stazione FS, e iniziarono i lavori di interramento e ricostruzione[3]. L'inaugurazione della tratta ricostruita, che evita il regresso necessario in precedenza, si tenne il 14 dicembre 2003, mentre l'esercizio regolare iniziò il 26 gennaio dell'anno successivo[4].
In particolare, da piazza Manzoni la linea è stata interrata, sottopassando la via Vignolese e la via Emilia, quindi torna in superficie a circa un chilometro dalla Stazione Centrale, sovrappassa via Divisione Acqui e con una curva raggiunge la Stazione Centrale presso Piazza Dante.
Dal 13 giugno 2022 al 9 dicembre 2023 la tratta Formigine-Sassuolo è stata chiusa per via dei lavori di costruzione di un sovrappasso ferroviario che ha sostituito un passaggio a livello sull'ex strada statale 467 di Scandiano con la conseguente sostituzione con bus, mentre tra Modena e Formigine il servizio ferroviario era rimasto in funzione. Dal 10 dicembre 2023 è stata riaperta l'intera linea.[6]
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