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Il semaforo (dal greco antico: σήμα^?, sḗma, "segnale" e φέρω, férō, "porto"), detto anche lanterna semaforica, è un segnale luminoso utilizzato prevalentemente nella circolazione stradale presso incroci, attraversamenti pedonali e in altre situazioni in cui sia necessario regolare flussi di traffico potenzialmente in conflitto fra loro. I semafori sono stati storicamente fra i primi segnali luminosi e sono tuttora uno dei più diffusi.^[1]

In base ad una convenzione universalmente riconosciuta le luci del semaforo possono avere solamente tre colori: rosso per indicare l'arresto, verde per indicare il via libera e giallo-ambra per preavvertire dell'imminenza di un cambio di stato tra il verde e il rosso. Fatta questa premessa valida per tutti, non tutte le nazioni utilizzano le stesse convenzioni in merito alla sequenza di apparizione dei colori; in Italia il colore giallo viene usato solo per preannunciare l'imminente ordine di arresto, in altri Stati viene usato anche in combinazione con il rosso per indicare l'avvicinarsi del via libera.

Sembra che il primo esempio di segnaletica riconducibile al semaforo odierno risalga al 1868^[2], quando a Londra fu installato un segnale, derivato da quelli ferroviari del tempo, inventato a Nottingham da J.P. Knight costituito da una lanterna a gas rotativa che alternava una luce rossa ad una verde, con indicazioni tramite cartelli e illuminazione durante l'uso notturno. L'esperimento resse per tre settimane, finché il 2 gennaio 1869 la lanterna esplose ferendo agli occhi il poliziotto che la comandava. Questo semaforo, rimasto l'unico nella città di Londra, fu rimosso definitivamente nel 1872.^[3]

Il primo semaforo ad illuminazione elettrica venne installato a Cleveland, all'angolo fra la 105ª strada Est e la Euclid Avenue in Cleveland; messo in funzione il 5 agosto 1914, disponeva di due sole luci, rossa e verde^[4]. In ogni caso, questi primi esempi sono tutti relativi a semafori comandati manualmente, per avere i primi controlli automatici dovranno passare ulteriori due anni negli Stati Uniti, da cui verranno anche esportati in Europa.

Per avere i primi esempi di semaforo a tre luci bisognerà attenderne l'installazione sei anni più tardi, grazie ad una prima invenzione di William Potts, a ottobre 1920 a Detroit nell'intersezione tra Woodward e Michigan Avenues e successivamente nel 1923 Garret Morgan inventore nato a Paris nel Kentucky, brevettò il sistema a 3 tempi (luce gialla) i cui diritti vendette poi alla General Electric per 40000 $.

Nel 1922 si assiste alla prima installazione europea a Parigi,^[5] seguita dalle installazioni nelle più grandi città come Amburgo, Berlino, Milano (il primo semaforo italiano, installato all'incrocio tra Piazza Duomo, Via Orefici e Via Torino, nell'aprile 1925^[6]), Roma, Londra e Torino effettuate entro il 1926.

Un'altra tappa importante nella storia dei semafori è quella del 1961 quando, a Berlino Est, venne installato il primo semaforo specificamente disegnato per attraversamenti pedonali. Da questo primato il commercio berlinese ha cercato di ricavare il maggior ritorno di immagine possibile; è ancora oggi facile trovare nei negozi della città ogni sorta di articolo celebrativo dell'avvenimento.^[7]

Benché si sia deciso di adottare in tutto il mondo lo stesso significato dei colori delle lanterne semaforiche, non tutti i paesi hanno lo stesso ordine di apparizione dei colori; quindi si possono distinguere tre tipi di semafori: il semaforo a tre tempi, quello a quattro e quello a cinque.

Il semaforo a tre tempi è utilizzato dalla maggioranza dei paesi del mondo, tra cui anche l'Italia. L'ordine dei colori è: verde, giallo, rosso; in Italia, prima dell'entrata in vigore del nuovo Codice della Strada (D.Lgs. 30 aprile 1992, n.285), il verde restava acceso durante l'accensione del giallo.

Il semaforo a tre tempi è anche largamente utilizzato negli Stati Uniti, da tutto il sud America, dal nord Africa, dal Giappone, dalla Cina e da tutta l'Europa mediterranea escluse Croazia e Slovenia.

Questo tipo di lanterne è molto pratico perché riduce di parecchio il tempo di attesa ed è di più facile interpretazione, tantoché alcuni paesi (ne è un esempio il Bangladesh) hanno deciso di adottarlo al posto dei vecchi semafori di derivazione coloniale britannica.^{[senza fonte]}

Il semaforo a quattro tempi è il secondo più diffuso metodo di apparizione delle luci, L'ordine dei colori è: rosso, rosso con giallo, verde, giallo. Questo tipo di ordine delle lanterne semaforiche è stato adottato da Croazia, Svizzera, Germania, Slovenia, Turchia e Ungheria ma soprattutto dal Regno Unito e da quasi tutte le sue ex colonie (come India e Sudafrica). Il giallo si accende insieme al rosso poco prima che entrambi si spengano lasciando il posto al verde, per avvisare l'automobilista di prepararsi a partire.

Il tipo di semaforo che mostra i colori in cinque tempi è molto raro. Attualmente è utilizzato in Austria,^[8] in parte del Canada e in tutta l'ex Unione Sovietica. La sequenza dei colori è: verde, verde lampeggiante, giallo, rosso, rosso con giallo. Il verde lampeggia per avvisare l'automobilista dell'imminenza del giallo.

Lo stesso argomento in dettaglio: Segnaletica luminosa.

Il tipo più classico tra i semafori è quello con la lanterna contenente le tre luci circolari disposte in verticale montata su pali di metallo ai quattro angoli di un incrocio, ma a seconda delle necessità e in alcune circostanze specifiche sono possibili altre soluzioni. Quando è tecnicamente possibile e soprattutto in caso di intersezioni stradali particolarmente importanti e trafficate, è usuale l'installazione di un semaforo in posizione sopraelevata, per consentire una migliore visibilità da distanze elevate. Sempre con lo stesso scopo della visibilità si vedono spesso impianti semaforici in cui la luce di colore rosso è di dimensioni piuttosto maggiori rispetto alle altre due.

Altro caso assai frequente è quello di semafori affiancati tra di loro in cui le luci riportano l'indicazione di una specifica freccia di direzione e dove vi sono obblighi (o autorizzazioni) diverse in base alle specifiche direzioni di marcia.

Vecchio semaforo pedonale con le scritte "ALT" e "AVANTI"

Semaforo pedonale italiano animato

I semafori specifici per i pedoni si differenziano da quelli automobilistici per il fatto che possono essere anche di forma non rotonda; solitamente sono tondi a tre colori con all'interno alloggiate delle mascherine (colori rosso e giallo = omino fermo; colore verde = omino in movimento). Altre caratteristiche di questi semafori sono l'installazione ad una altezza più bassa rispetto a quelli per i veicoli e alla presenza di serigrafie sulle luci raffiguranti degli omini, che ne richiamano esplicitamente l'uso. Solo negli ultimi anni i semafori pedonali italiani sono stati dotati anche del colore giallo. Esistevano in Italia, previsti dal Codice della Strada del 1959, semafori pedonali con solo due luci (rossa e verde) con la serigrafia "ALT" (in rosso) e "AVANTI" (in verde), e il tempo dello sgombero corrispondente al giallo era indicato dal lampeggiare rapidamente della scritta AVANTI. Con l'approvazione del nuovo Codice (1992) e normative, questi semafori sono stati sostituiti dai semafori pedonali con le tre luci tonde identiche a quelle delle auto.

Diffusissimi nei paesi ad alta densità ciclabile, ma previsti e presenti anche in Italia, sono i semafori per biciclette, che riproducono esattamente i colori e le sequenze dei semafori per autoveicoli e di quelli pedonali ma sono dotati della caratteristica mascherina a forma di bicicletta.

Per maggiore sicurezza e per una particolare attenzione alle esigenze dei disabili, le indicazioni luminose dei semafori pedonali sono sempre più spesso integrate anche da segnalazioni sonore, come il segnalatore acustico per non vedenti, con segnali acustici a frequenza bassa per il verde, a frequenza maggiore per il giallo e silenzio per il rosso (vedi foto).

Le lampadine a incandescenza dei semafori vengono progressivamente sostituire con LED per garantire risparmio energetico e maggiore affidabilità delle indicazioni luminose per la loro vita molto maggiore.

Al giorno d'oggi, la gran parte dei semafori ha delle funzioni digitali per migliorare il flusso del traffico. Specialmente nei centri urbani, i semafori sono controllati da sistemi SCADA.^[9] Alcuni semafori, inoltre, fanno uso di un anello a induzione^[10] o di telecamere per rivelare la quantità di traffico e regolare le velocità di cambiamento a seconda dei dati raccolti^[11]. Nelle varie metropoli italiane, tra cui Milano e Roma, le compagnie che prevalgono nelle tecnologie semaforiche sono la SCAE e l'azienda padovana La Semaforica.

L'utilità dell'impianto semaforico ai fini della sicurezza stradale è evidente, ma per evitare l'insorgere di problemi collaterali è necessario un attento studio di vari particolari.

Tra questi c'è ad esempio la temporizzazione delle varie fasi di via libera e di stop per evitare il formarsi di code, controproducenti. In recenti studi si è accertato ad esempio che per taluni incroci stradali è preferibile la costruzione di una rotatoria (dove esiste spazio sufficiente) anziché l'installazione di un impianto semaforico, quindi moltissimi impianti semaforici vengono attualmente rimpiazzati da rotatorie.

Con l'avvento delle tecnologie più recenti e dell'informatica sono iniziati i controlli automatizzati dei semafori, messi anche a servizio del trasporto pubblico per agevolare il transito dei mezzi di superficie; l'autobus, il tram o l'eventuale mezzo di soccorso hanno a bordo un congegno, solitamente a onde radio, in grado di connettersi con l'impianto semaforico per richiedere la priorità al via libera (verde).

Nelle versioni più evolute, il funzionamento degli impianti semaforici moderni viene pilotato da sensori, spire magnetiche formate da cavi elettrici annegati nell'asfalto, in grado di gestire la temporizzazione del semaforo e i flussi di traffico presenti in tempo reale, grazie all'utilizzo di appositi software.

Sempre grazie alla tecnologia, sui semafori possono essere installate delle macchine fotografiche o delle videocamere che possono riprendere un'eventuale automobile che abbia attraversato l'incrocio mentre il semaforo era rosso e le ordinava di fermarsi, potendo così risalire al conducente attraverso la targa e fargli quindi recapitare la sanzione appropriata.

Metodi meno moderni ma pur sempre efficaci e utilizzati per migliorare la gestione del traffico sono quelli di installare un apposito pulsante in presenza degli attraversamenti pedonali per far sì che il flusso degli autoveicoli possa venire interrotto dai pedoni stessi su effettiva necessità.

È anche abitudine, soprattutto negli incroci minori, durante le ore notturne, di disattivare l'impianto semaforico facendogli mostrare, anziché la sequenza di colore normale (rosso, verde, giallo, rosso e così via), solo la luce gialla lampeggiante in maniera permanente; in questa situazione, secondo il Codice della Strada, vale la classica regola della precedenza a destra. In questa maniera si evitano inutili attese e si possono dirimere più facilmente eventuali controversie legate a sinistri stradali, in quanto nelle ore notturne è più difficile trovare testimoni per appurare quale dei due conducenti coinvolti sia effettivamente passato col rosso e quale col verde.

Benché la funzione principale dei semafori rimanga quella di gestire il traffico degli incroci, negli ultimi anni sta prendendo piede, come in Italia, l'uso dei semafori come regolatori di velocità, lungo strade non necessariamente presentanti un incrocio: tali semafori vengono detti semafori di velocità o semafori dissuasori. In questi casi la convenzione dei colori resta la medesima, mentre il funzionamento cambia criterio: se normalmente i colori ruotano in base al tempo, qui ruotano in base alla velocità dei mezzi in avvicinamento. Una telecamera rileva la velocità e il semaforo resta sempre verde, ma, se i veicoli che sopraggiungono superano il limite di velocità, il semaforo diventa velocemente prima giallo e poi rosso, per poi tornare verde dopo alcuni secondi.

In questo modo si ottengono diversi risultati:

• eventuali polizie stradali presenti possono accertare istantaneamente l'infrazione al codice della strada;
• incentivare il conducente reo ad aumentare l'attenzione e a ridurre la velocità;
• rilevare l'infrazione ed effettuarne una foto o un video per identificarne il conducente.

I semafori negli Stati Uniti seguono più o meno gli stessi standard europei, con però sostanziali differenze nell'architettura stessa del semaforo, la quale cambia anche di città in città. Per quanto riguarda il collocamento dei semafori, esistono cinque tipi principali:

• semafori sopraelevati posti di fronte al conducente (es. California, Florida ecc.);
• semafori sopraelevati posti al centro dell'incrocio (es. New York ecc.);
• semafori montati su pali di ferro e collocati principalmente ai quattro angoli dell'incrocio;
• semafori sopraelevati posti su cavi tesi sopra all'incrocio;
• semafori posti su un piedistallo e posti al centro dell'incrocio (ne sono rimasti pochissimi esemplari, alcuni dei quali a New York).

Per quanto riguarda i semafori pedonali ne esistono di due tipi:

• semafori con i due figure: una mano di colore arancione Portland che indica ai pedoni di fermarsi e un pedone che cammina (il cui colore è di solito il bianco, ma può essere anche di colore verde).
• semaforo con la scritta arancione "DON'T WALK" e bianca "WALK".

Non ci sono invece specifiche normative per i semafori per le piste ciclabili.

• 
  Semafori sopraelevati in California.
• 
  Semafori americani ad incandescenza posti ai lati di un incrocio in Maryland.
• 
  Un vecchio semaforo posto su un cavo al centro dell'incrocio a New York.

I semafori nel Regno Unito sono peculiari. Innanzitutto sono posti sul lato sinistro della strada, derivante dalla guida a sinistra. I semafori inglesi si dividono in due grosse categorie: i semafori di tipo Mellor (solo ed esclusivamente a incandescenza) e i semafori di tipo Optic (che possono essere anche a LED). I semafori di tipo Mellor furono disegnati nei primi anni '60 dal designer David Mellor, dal quale presero il nome, su commissione del dipartimento inglese delle infrastrutture stradali, che all'epoca voleva dotare la Gran Bretagna e tutti i suoi possedimenti di semafori uguali e uniformati. I semafori Mellor erano all'avanguardia per l'epoca: erano realizzati con materiali assai durevoli ed erano dotati di lampadine speciali che incrementavano la visibilità. Essi sono facilmente riconoscibili perché la maggior parte ha la luce verde di dimensioni maggiori rispetto alle altre due. Questo tipo di semafori ebbe un enorme successo e fu prodotto fino agli anni 2000, quando fu introdotto il semaforo Optic, che utilizzava la tecnologia a LED. Al giorno d'oggi la maggior parte dei semafori nelle città maggiori del Regno Unito è di tipo Optic, ma sopravvivono ancora numerosi semafori Mellor nelle città minori e nelle campagne.

I semafori per le auto, dunque, hanno più o meno la stessa forma di altri ad eccezione dei modelli Mellor che possono avere la luce verde molto più grande delle altre.

I semafori pedonali hanno solo due luci su cui sono disegnati due omini: uno rosso che sta fermo e uno verde che cammina.^[12] Si possono trovare anche alcuni modelli di semaforo pedonale più piccoli, montati accanto al pulsante di prenotazione dell'attraversamento pedonale per essere più visibili.

I semafori britannici di tipo Mellor sono stati esportati e installati anche a Cipro, alle Seychelles, in Irlanda, in Sri Lanka, in Guyana, a Malta, a Hong Kong, a Dubai e in molti altri paesi appartenuti all'Impero britannico. Ancora oggi in molti di questi paesi si possono trovare la maggior parte di questi vecchi semafori ancora in funzione.

Semaforo francese classico

Semaforo pedonale francese a led

In Francia i semafori per le automobili hanno forma quadrata con tre o quattro luci di dimensioni uguali; la maggioranza è con lampade a LED, ma in alcune zone fuori città se ne possono vedere ancora con lampade a incandescenza.

I semafori per i pedoni, invece, sono di forma rettangolare con due omini (uno rosso e uno verde) disposti orizzontalmente. In Francia è inoltre montato sul palo, ad una più bassa altezza dal suolo, anche un semaforo più piccolo che replica i segnali della lanterna principale, per garantire un'ottima visibilità anche agli automobilisti più vicini.

Come il Regno Unito, anche la Francia ha avuto un vasto impero coloniale, perciò dagli anni sessanta agli anni ottanta sono stati installati dei semafori su modello francese in tutti i possedimenti francesi. Si possono trovare semafori di questo tipo ancora in funzione in Senegal, in Togo, in Niger, in Algeria, in Polinesia, a Guadalupa, a Martinica, nella Nuova Caledonia e in molti altri paesi.

• Semaforo dissuasore
• Semaforo intelligente
• Codice della strada
• Segnaletica verticale
• Segnaletica orizzontale
• Segnaletica luminosa
• Segnaletica stradale europea

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• Wikimedia Commons contiene immagini o altri file sul semaforo

• Semaforo, su Treccani.it – Enciclopedie on line, Istituto dell'Enciclopedia Italiana.
• Alberto Baldini, SEMAFORO, in Enciclopedia Italiana, Istituto dell'Enciclopedia Italiana, 1936.
• Semàforo, su Vocabolario Treccani, Istituto dell'Enciclopedia Italiana.
• semàforo, su sapere.it, De Agostini.
• (EN) traffic signal, su Enciclopedia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc.

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