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La rete tranviaria di Milano è formata da diciassette linee urbane e ha una lunghezza complessiva di circa 115 km, la maggiore in Italia.
Le vetture tranviarie sono una componente tipica del paesaggio milanese. I tram più caratteristici della rete tranviaria milanese sono le cosiddette "tipo 1928" (serie 1500) costruite fra il 1928 e il 1932 in 502 esemplari e tuttora in circolazione in 163 unità.
Della rete interurbana, che collegava il capoluogo ad alcuni estremi della provincia e ad alcuni vicini capoluoghi, rimane in esercizio la Milano-Limbiate, mentre per la Milano-Seregno, non in esercizio, è prevista una riqualificazione.
Dopo l'istituzione dei servizi di omnibus nel 1841, la prima linea tranviaria milanese fu la Milano-Monza, inaugurata l'8 luglio 1876 con trazione animale. La linea aveva capolinea fuori Porta Venezia, all'inizio dell'attuale corso Buenos Aires, all'esterno del perimetro urbano. L'anno successivo, il 24 giugno 1877 venne inaugurata una seconda linea, la Milano-Saronno, con capolinea all'Arco della Pace.
Dopo solo pochi mesi, l'amministrazione cittadina acconsentì a posare le rotaie all'interno della cerchia muraria: la linea per Monza venne prolungata pertanto fino in largo San Babila, mentre quella per Saronno, attraverso la piazza d'armi del Castello, fino a via Cusani. Il 6 giugno 1878 venne inaugurata la prima tranvia a vapore, diretta a Vaprio. Il successo della linea rese popolare la trazione a vapore, che si estese sull'esistente linea di Saronno (1878), e sulle nuove linee per Sedriano (1879), Vimercate, Pavia e Lodi (1880), Giussano (1881), ed altre ancora. Queste linee non formavano una rete unitaria, ma risultavano tronconi a sé stanti, addirittura con diversi capolinea, affidati rispettivamente a società differenti.
Le prime tranvie urbane, a trazione animale, vennero inaugurate nel 1881 in occasione dell'Esposizione Nazionale. Le linee avevano andamento radiale, con capolinea centrale in piazza del Duomo, dirette verso le porte cittadine. La rete era gestita dalla Società Anonima degli Omnibus (SAO).
Nel 1892 la società Edison presentò un progetto di elettrificazione della rete tranviaria urbana, realizzando l'anno dopo una linea sperimentale (da piazza del Duomo a corso Sempione attraverso i nuovi quartieri residenziali) per dimostrare i vantaggi del nuovo sistema. Pertanto dal 1895 la Edison sostituì la SAO nella gestione della rete, la cui elettrificazione venne completata nel 1901.
In concomitanza con la continua ascesa della rete tranviaria si assistette ad un progressivo impiego del tram anche in ambiti e contesti estranei al semplice trasporto pubblico. Con l'apertura del Cimitero Maggiore, avvenuta nel 1895, venne istituito un servizio tranviario dedicato da parte dell'allora SAO (per conto del Comune) per il trasporto delle salme dalla stazione funebre appositamente allestita in via Bramante al cimitero. Nel 1897 il servizio, comunque già elettrico dagli inizi, sarebbe passato alla Edison. Le difficoltà connesse all'esercizio del servizio con una sola stazione, decentrata a nord rispetto alla città, portarono il Comune a valutare l'ipotesi di introdurre una seconda stazione funebre, da collocarsi sulla circonvallazione dei Bastioni. Venne scelta Porta Romana, nell'area del cosiddetto Monte Tabor, incavata nel Bastione. I lavori videro l'affidamento all'ingegner Minorini, affiancato dall'ingegner Ripamonti e dall'architetto Tettamanzi: il nuovo servizio venne inaugurato la mattina del 3 ottobre 1907. Rispetto a come funzionavano fino ad allora le cose, vennero introdotti accorgimenti, come la separazione fisica dell'officina tranviaria dal luogo in cui sostavano i convogli pronti a svolgere il servizio funebre e la predisposizione del tram a portare una sola salma per vettura, così da evitare i cortei promiscui. Le stesse vetture erano state realizzate molto più eleganti, essendo peraltro costate 20.000 lire a tram. Le vetture rimorchiate, inoltre, erano molto più lunghe, e si presentavano a salone, con sedili in velluto e vetri smerigliati; riscaldamento per l'inverno e ventilatori per l'estate.
Nel 1905 cominciarono le sperimentazioni per l'innaffiamento delle strade con vetture tranviarie appositamente modificate, per sostituire gli anacronistici carri-botte trainati da cavallo ancora in servizio in quegli anni. Questo è l'anno infatti dell'importazione dagli Stati Uniti del primo di questi tram sperimentali, che sarebbero stati studiati accuratamente negli anni successivi dall'ingegner Minorini, che ne avrebbe riutilizzato l'apparecchiatura idraulica su una vettura di nuova produzione, sperimentata finalmente con successo nel 1908. A quell'anno risultano attive otto vetture adibite a questo servizio.
Subito all'inizio del 1910 venne sperimentata, su idea dell'ingegner Franco Minorini, direttore del servizio tranviario, l'introduzione di un numero che identificasse ciascuna delle linee urbane, di modo da un lato da agevolarne la memorizzazione, a fronte della continua crescita della rete, dall'altro di rendere più riconoscibili le linee per chi ancora era analfabeta. Avuto esito positivo la sperimentazione, il 1º marzo di quell'anno ciascuna linea riceve un numero progressivo da 1 a 28, ad eccezione delle due linee di circonvallazione, che sarebbero rimaste sprovviste di numerazione per diversi mesi ancora. Solo in seguito avrebbero assunto i numeri 29, per la linea più esterna, in senso antiorario e 30, per la linea più interna, in senso orario.
Nel 1912 si presentò alla ribalta la questione della metropolitana di Milano: l'ingegner Evaristo Stefini aveva presentato infatti un progetto di sotterranea che avrebbe congiunto Milano con Monza, mentre l'ingegner Carlo Broggi aveva proposto una linea di metropolitana che congiungesse Loreto a San Cristoforo. Frattanto l'ingegner Minorini studiava invece una possibile sistemazione sotterranea della rete tranviaria. Venne fissato per il marzo 1913 il limite massimo per la presentazione di proposte concrete per la realizzazione e la successiva gestione della metropolitana: fra tutte quelle presentate ne vengono scelte tre, in seguito scartate in quanto ritenute inadatte alle esigenze della città. Lo scoppio della guerra chiuse definitivamente la breve parentesi.
Con l'entrata in guerra dell'Italia nel 1915, il servizio pubblico risentì pesantemente della chiamata alle armi, con una drastica riduzione del personale tranviario e un abbondante ridimensionamento del servizio: alla limitazione del servizio seguì abbastanza subito la soppressione di alcune linee. Il personale venne parzialmente rimpiazzato da pensionati, richiamati in servizio, e da donne. La Direzione Sanità del Comando Militare Territoriale affidò inoltre all'Azienda Tramviaria il trasporto dei feriti di guerra dalle stazioni ferroviarie agli ospedali militari che si trovavano in città, dotando la rete di alcuni appositi raccordi e allestendo venti vetture per il trasporto di 8 feriti su barella ciascuna.
Parallelamente alle conseguenze della guerra, un altro problema che affliggeva il servizio tranviario era l'inadeguatezza delle vetture con cui veniva effettuato il servizio tranviario, affidato alle Edison. Nel 1916 l'ingegner Minorini cura personalmente l'acquisto di quattro vetture sperimentali (972-975), ordinate ad altrettante case costruttrici, alle quali se ne sarebbe affiancata una quinta (976) nel 1917. Tale sperimentazione ebbe come effetto immediato una sostanziale modifica delle Edison, in grado di tamponare la situazione, rimodernando al tempo stesso queste vetture e di conseguenza il servizio.
All'indomani della guerra la situazione dal punto di vi sta economico e sociale rimane incerta per un paio di anni, con sollevazioni e scioperi abbastanza frequenti anche fra il personale tranviario. La situazione tende comunque a rientrare abbastanza presto nella normalità, inaugurando un decennio profondamente segnato dall'innovazione in campo tranviario. Il 12 aprile 1921 l'ingegner Minorini sperimentò con successo per la prima volta il primo scambio automatico cittadino, fatto installare in piazzale Principessa Clotilde, presso Porta Nuova. In seguito a questa positiva sperimentazione, vennero via via sempre più installati nuovi scambi elettromagnetici, che pensionavano di volta in volta la figura del quel de la gugia, il caratteristico manovratore dell'azienda tranviaria che azionava manualmente (col ferét o la gugia, appunto) gli scambi della città.
Il 6 gennaio 1922 l'impresa Rognini e Balbo immette in regolare servizio nove elettromotrici ad accumulatori (e un rimorchio), sul percorso via Sarpi (angolo via Canonica), via Volta, via Moscova, via Cernaia, via Borgonuovo, via Verziere, via Brolo, via Ospedale. Si tratta della prima vera e propria forma concorrenziale al servizio tranviario nel trasporto pubblico della città: le vetturette bianche, considerate abbastanza antiestetiche se non addirittura quasi ridicole, avevano come unico vantaggio l'estrema silenziosità. La sperimentazione non riscosse particolare successo, costituendo per il momento un episodio circoscritto e senza un particolare seguito immediato, ma che avrebbe in seguito gettato le basi al futuro del trasporto pubblico cittadino.
Nel 1922 riscoppiarono abbastanza ferocemente quelle tensioni sociali che già s'erano manifestate all'indomani della guerra: la stessa amministrazione comunale, coinvolta in una situazione di crollo sia politico che economico, si trova ad attingere regolarmente dagli introiti giornalieri dell'esercizio tranviario per poter coprire le spese correnti e il pagamento dei debiti. Lo sciopero generale indetto per il 1, 2 e 3 agosto di quell'anno vedono le Camicie nere coprire interamente il personale scioperante, garantendo regolarmente il servizio. La notte del 3 agosto dal balcone di Palazzo Marino Gabriele D'Annunzio avrebbe infatti inaugurato e celebrato la nuova amministrazione fascista, insediatasi a capo della città.
Dal punto di vista del parco mezzi, a partire dal 1924 vennero immessi in servizio i nuovi tram a due assi tipo 600 e i corrispettivi rimorchi tipo 1300, realizzate frutto dei lunghi studi compiuti negli ultimi anni a partire dalle sperimentali. Tale evento fu accolto positivamente dalla cittadinanza, dando lustro all'amministrazione fascista sotto le quali erano entrate in servizio, piuttosto che a quella precedente - socialista - che ne aveva ordinata la realizzazione. Tali vetture tuttavia non soddisfecero pienamente, sia per alcune tecnologie impiegate, adottate ma già superate, per via del lungo arco di tempo nel quale erano state applicate, sia anche per l'esigua disponibilità di posti e l'ingombro stradale.
Nel 1925 il Comune affida in via sperimentale alla Compagnia Autobus di Milano (CAM) la linea automobilistica urbana che collega la Maddalena a Figino. Il successo di questa sperimentazione portò alla proposta di estendere il servizio degli autobus a benzina all'intera rete di trasporto pubblico cittadina.
Nel 1926, allontanato l'ingegner Minorini dall'incarico poiché si era rifiutato di aderire al Partito Nazionale Fascista, la direzione del servizio dei trasporti pubblici venne affidata all'ingegner Gaetano D'Alò. Egli, fra il 2 e il 3 agosto sarà chiamato a sovrintendere al cambio di mano, imposto da Roma, che interesserà la circolazione veicolare, coinvolgendo pertanto l'intera rete tranviaria cittadina. Il 29 novembre è invece il giorno della riforma tranviaria: venne soppresso il capolinea, detto carosello, di piazza Duomo, giudicato indecoroso per la città oltre che di intralcio al crescente traffico automobilistico; parallelamente le linee tranviarie, fino ad allora radiali, vennero trasformate in linee a V, con i due rispettivi capolinea relativamente vicini tra loro. Sempre del 1926 è anche l'apertura del Deposito Vittoria, in viale Campania, che sarebbe stato affiancato nel 1933 dal nuovo Ospedale dei Tranvieri.
I limiti riscontrati con le 600 avevano invece spinto l'Azienda Tramviaria negli anni successivi alla progettazione di un nuovo tipo di tram, in grado di rispondere positivamente alle problematiche presentate invece dalle precedenti vetture, non per ultimo ingombro e capienza. Nel 1927 venne presentato il primo esemplare prototipo della futura serie 1500, che sarebbe entrata in regolare servizio in 502 esemplari, a partire dal marzo del 1929. Le nuove vetture, a carrelli, avrebbero in breve tempo rivoluzionato il trasporto tranviario cittadino.
Nel 1931 alcune linee furono modificate per servire la nuova stazione centrale, posta alcune centinaia di metri a nord di quella vecchia.
Nel 1933 venne inaugurata la prima linea filoviaria; a differenza di molte città italiane, però, il nuovo mezzo non sostituì il tram, ma lo integrò su percorsi periferici (in particolare, sulla circonvallazione esterna). La rete tranviaria, infatti, era estesa, efficiente (grazie alle strade ampie e alle molte sedi riservate), tutta a doppio binario, con vetture capienti e moderne.
Negli stessi anni si estesero anche le linee di autobus, particolarmente verso le località esterne annesse al Comune di Milano nel 1923.
Nel 1939 anche la vasta rete interurbana, elettrificata nel decennio precedente dalla STEL, passò in gestione all'ATM; nello stesso anno la rete urbana raggiunse la sua massima espansione.
Nel 1940, con l'entrata in guerra dell'Italia il servizio tranviario cittadino ne risentì pesantemente: innanzitutto sulle vetture tranviarie vennero aboliti quasi tutti i posti a sedere, così da aumentarne la capienza; parallelamente le vetture dovevano viaggiare contraddistinte da fasce bianche e la sera con le luci azzurrate, le tendine abbassate e i fari esterni schermati. Per sostituire il personale chiamato alle armi vennero assunti anche in quest'occasione pensionati e donne. Il progetto di una linea di metropolitana che attraversasse la città dal confine comunale con Sesto, sotto viale Monza, fino alla via Trivulzio, già in avanzata preparazione, venne arrestato. La rete tranviaria subì diverse contrazioni a partire dal 1942, a causa dei danneggiamenti dovuti ai bombardamenti. Nel luglio di quell'anno venne ugualmente immessa in circolazione la prima vettura articolata a due casse su tre carrelli, la 4500, prima di un lotto di venti vetture, di cui solo cinque vedranno effettivamente la luce, a causa degli eventi bellici che ne interruppero la produzione. Nel febbraio del 1943 viene definitivamente sospeso il servizio automobilistico, nel luglio dello stesso anno è invece la volta di quello filoviario. Nel febbraio 1944 trenta motrici tranviarie di serie 600 vengono caricate su carrelloni ferroviari al Deposito Messina per essere inviate a Monaco.
Al termine della guerra gli impianti risultavano quasi interamente distrutti, mentre il parco rotabile riversava in condizioni disastrate. Tuttavia il rapido ripristino del servizio e l'annessa ricostruzione fecero sì che alla fine del 1945 la città potesse nuovamente contare su 29 linee tranviarie, 1 linea filoviaria e 1 linea automobilistica; l'anno successivo le linee tranviarie in esercizio erano invece già 35.
Nel dopoguerra malgrado la rapida ed estesa ricostruzione della rete milanese, il tram cominciò ad essere considerato un mezzo obsoleto e poco flessibile: il Piano del '53 ne prevedeva la completa eliminazione dalle aree centrali e la sua sostituzione con una rete di metropolitane (già ipotizzata nell'anteguerra).
L'avvio fu rapido: nel 1957 iniziarono i lavori di scavo della linea 1, che comportarono l'allontanamento del tram da alcuni assi fondamentali (corso Buenos Aires, corso Vittorio Emanuele, via Dante...). Furono soppresse anche tratte non interessate da lavori, istituendo nuove linee di autobus (viale Liguria, via Canonica). In controtendenza invece l'attivazione dei due prolungamenti per i nuovi quartieri periferici di Taliedo (1964) e Gratosoglio (1969).
Gli anni cinquanta e sessanta videro inoltre la soppressione di quasi tutte le tranvie interurbane, sostituite da autolinee, a causa di un mancato adeguamento degli impianti ai mutati standard di trasporto.
Un'ulteriore forte contrazione della rete si ebbe il 9 marzo 1970: in concomitanza con l'introduzione del biglietto a tariffa oraria (anziché a corsa semplice) si procedette ad una riorganizzazione generale della rete, eliminando le linee sovrapposte. Due anni dopo il tram sparì anche da corso Garibaldi, interessato dai cantieri per la metropolitana 2.
Malgrado le ampie contrazioni, a partire dagli anni settanta si procedette a una sorta di timido riammodernamento: tra il 1971 e il 1977 entrarono infatti in servizio le nuove vetture a grande capacità serie 4800 ("Jumbotram"), ricavate dall'unione delle casse di vetture più anziane, principalmente serie 5200 e serie 5300; tra il 1976 e il 1978 furono consegnate le nuove vetture serie 4900, in previsione della (mai realizzata) trasformazione della circolare esterna 90/91 in tranvia veloce protetta; nel 1981 venne invece aperto il nuovo tracciato di via Larga e via Albricci, con la contestuale eliminazione dei binari in piazzetta Reale e piazza Duomo.
Nei primi anni novanta, ad eccezione dell'apertura del prolungamento da Gratosoglio a Rozzano (17 settembre 1992), la rete fu ridotta ulteriormente a causa dell'attivazione della terza linea della metropolitana. La giunta guidata da Marco Formentini, come segno forte di distacco dalle precedenti giunte che avevano sostenuto la realizzazione della M3, optò per un accantonamento di ulteriori nuovi progetti di linee metropolitane, a favore della realizzazione di nuove linee metrotranviarie.
Tali linee videro la luce nel decennio successivo: il 7 dicembre 2002 fu inaugurato un primo tronco dell'interperiferica nord, fino a Bicocca (2002); il 7 dicembre 2003 furono inaugurate la metrotranvia nord, tra piazzale Maciachini e Niguarda, e la metrotranvia sud nella tratta Porta Lodovica-Abbiategrasso M2; il 7 luglio 2007 l'interperiferica nord fu prolungata fino al nuovo deposito di Precotto; infine il 7 dicembre 2008 fu inaugurata la metrotranvia per Cinisello.
Parallelamente alla realizzazione di queste metrotranvie, nell'arco di un decennio, è stato rinnovato il parco vetture, con l'immissione in servizio delle nuove serie 7000 (modello ADtranz Eurotram) e 7100/7500/7600 (modello Ansaldobreda Sirio e "Sirietto"), che hanno portato all'accantonamento di diverse Ventotto e alla radiazione definitiva delle 4800 (avvenuta nel dicembre 2010). Da Luglio 2014 è iniziata un'opera di riqualificazione delle vetture tipo 4900; in particolare si prevede una completa revisione delle parti meccaniche e un nuovo allestimento sia interno che esterno. Questa revisione interesserà le vetture della prima serie (4900-4949 + la vettura 4950 utilizzata come prova).
