Sui due versanti del traforo, italiano e austriaco, gli scavi sono giunti quasi a metà. Il tunnel ferroviario di base sarà lungo 55 chilometri, di cui 24 in territorio italiano, con interconnessione alla rete attuale a Fortezza (Bolzano) e a Innsbruck, dove si unirà a un altro tracciato in galleria di ulteriori 9 chilometri, per una lunghezza complessiva di 64 chilometri. Il primo collegamento viaggiatori sulla linea del Brennero porta la data del 24 agosto 1867: l'attraversamento del passo, il più basso valico commerciale alpino (1.372 metri di quota), fu un'opera ingegneristica di avanguardia per l'epoca. I convogli a vapore impiegavano 7 ore per attraversare le Alpi e unire le principali città del Tirolo, Bolzano e Innsbruck.
Oggi la pendenza della linea, che raggiunge punte del 2,6 per cento, e i raggi di curvatura rendono inadeguato il tracciato con le esigenze del trasporto, che impone treni più veloci, più lunghi e con maggiori capacità di carico, soprattutto in uno snodo fondamentale per gli scambi tra Nord e Sud Europa: Italia e Germania sono tra i principali partner commerciali l'una dell'altra. Il 90 per cento del traffico merci è di transito, ovvero esterno all'arco alpino come origine e destinazione.
Soltanto dal Brennero, fra treni e autostrada, passano più merci che non su tutti i valichi della Svizzera messi assieme. Con il nuovo collegamento di base sarà possibile trasferire gran parte delle merci sui treni togliendole dall'autostrada, che oggi da sola è responsabile del 40 per cento dell'inquinamento registrato nella valle dell'Isarco. Oggi la ferrovia è meno conveniente dell'autostrada per i tempi di percorrenza e per i costi di movimentazione: i treni sono corti, lenti e richiedono anche tre locomotori per superare i dislivelli. Il futuro tracciato sarà lungo 55 chilometri invece degli attuali 75 e la pendenza massima sarà dello 0,6 per cento, quattro volte meno dell'attuale. La linea pianeggiante consentirà ai treni passeggeri di raggiungere i 250 chilometri orari e a quelli merci di toccare i 160.
Le operazioni di scavo si svolgono sia con il metodo tradizionale (esplosivi) sia con speciali frese: la scelta dipende dalla lunghezza del tratto da scavare e dal tipo di roccia che s'incontra. Le frese garantiscono un avanzamento più veloce e consentono di collocare il rivestimento delle gallerie con mezzi meccanici. Quelle impiegate sotto il Brennero sono state costruite in Germania, smontate, trasferite a pezzi su tir speciali e via nave, e rimontate nei «cameroni» di snodo ricavati dentro la montagna.
Vi si trovano i «cutter», cioè i dischi di lega metallica che incidono la roccia; gli scudi protettivi; la tramoggia per raccogliere e trasportare il materiale scavato; i motori di perforazione e di spinta; le paratie per ancorare il mezzo meccanico alla roccia; il meccanismo per collocare i conci di rivestimento; le varie camere di controllo; le tubazioni di raffreddamento.
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