Il trasporto ferroviario come prerogativa UE: progetti di mobilità Green

L’Unione Europea è da sempre in prima linea nel promuovere e sostenere lo sviluppo di una mobilità sempre più sostenibile e intelligente, attuando politiche precise volte alla riduzione delle emissioni di CO2. Con il celebre Green Deal europeo, l’obiettivo strategico dell’UE è quello di una trasformazione ecologica e sostenibile che consenta una significativa riduzione globale delle emissioni di CO2 entro il 2050.

Ogni cambiamento richiede tempo e impegno, per questo motivo l’UE punta su un approccio graduale: si prefigge di ridurre entro il 2030 le emissioni nette di gas serra del 55% rispetto ai livelli del 1990, estendendo poi questo impegno fino al 2050.

Il settore dei trasporti ha un ruolo cruciale in questo processo. Secondo le stime dell’accordo di Parigi del 2015 i trasporti sono responsabili del 25% delle emissioni complessive di gas serra e CO2. In particolare, il trasporto ferroviario si distingue per essere tra i più efficienti ed ecologicamente sostenibili: in Europa, esso contribuisce solo per lo 0,5% alla produzione di emissioni di CO2 e per il 2% ai consumi energetici complessivi.

Nonostante questi dati, il settore ferroviario non si sottrae alla sfida di contribuire al raggiungimento degli obiettivi climatici. Come? Integrando tecnologia e innovazione ingegneristica nel sistema ferroviario e nelle infrastrutture di controllo del traffico, elementi che possono avere un impatto significativo ogni giorno nel raggiungimento di tali obiettivi.

Il settore railway, infatti, sta rapidamente avanzando verso questa ambiziosa trasformazione, guidato da criteri ecologici e di rispetto per l’ambiente, senza compromettere l’efficienza tecnologica e l’innovazione. In una parola: sostenibilità intelligente.

Numerose sono le ottimizzazioni ingegneristiche in questo campo:

Elettrificazione dell’infrastruttura ferroviaria

La rete ferroviaria europea evolve e si sviluppa quotidianamente per fornire soluzioni che rispondano in maniera dinamica e concreta ai principi di sostenibilità, efficienza, dinamismo e sicurezza. Secondo Eurostat, nel 2022, la lunghezza delle reti di trasporto ferroviario elettrificate nei paesi dell’Unione Europea è aumentata del 31% rispetto al 1990. Della lunghezza totale dell’infrastruttura ferroviaria, pari a 202.000 km, il 57% è costituito da linee elettrificate. Considerando la vastità della rete ferroviaria europea, questa percentuale rappresenta un notevole traguardo di riconversione. L’elettrificazione è infatti un elemento cruciale per il rinnovo sostenibile e intelligente della gestione del traffico ferroviario, riducendo al minimo l’impatto ambientale legato ai trasporti a combustione fossile. Inoltre, l’adozione di treni e infrastrutture più avanzate significa migliorare l’efficienza e l’efficacia di una mobilità alternativa.

Design e ingegnerizzazione del sistema treno

Prendere in esame tutti i sistemi integrati del sistema ferroviario è essenziale per ottimizzare al meglio il consumo energetico. Per questa ragione, l’ingegneria abbraccia diverse discipline al fine di raggiungere prestazioni elevate in termini di efficienza, sicurezza e riduzione dei consumi. Ogni settore si occupa di progettare e dimensionare le celle a combustibile, lo stoccaggio dell’energia, le dimensioni e la tipologia delle batterie, per rispondere adeguatamente alle esigenze energetiche del treno in specifiche condizioni di utilizzo. Ottimizzando ciascun modulo del treno – dall’aerodinamica alle analisi dei materiali e strutturali, fino all’integrazione di ogni sottosistema elettrico ed elettronico – è possibile minimizzare l’energia necessaria per controllare il consumo energetico dell’intero sistema treno.

Treni sempre più Smart

Sistemi innovativi basati su tecnologie di Intelligenza Artificiale possono essere impiegati per gestire l’intero sistema energetico del treno, con l’obiettivo di diminuire il consumo energetico complessivo di tutte le sue funzioni. Ad esempio, il calore residuo può essere recuperato per gestire il clima a bordo, mentre l’energia cinetica può essere reimmessa nelle batterie dei treni elettrici e a idrogeno, contribuendo così alla riduzione del consumo energetico totale. Pertanto, sistemi di gestione e controllo sempre più intelligenti possono garantire alte prestazioni nel rispetto dell’ambiente.

Progettazione e reingegnerizzazione di sistemi di controllo traffico ferroviario

Sistemi specifici come l’ERTMS (European Rail Traffic Management System) e l’ETCS (European Train Control System) sono stati ideati per sostituire gradualmente i sistemi non compatibili attualmente presenti nella rete ferroviaria europea. Questo miglioramento favorirà l’uso del trasporto ferroviario non solo per i passeggeri ma anche per il commercio internazionale, dal momento che offrirà collegamenti più rapidi, efficienti e veloci.

Tecnologie di propulsione alternative

Da molti anni, la ricerca di alternative al diesel ha spinto lo sviluppo e l’analisi di tecnologie di propulsione di nuova generazione. Soluzioni basate su batterie o idrogeno sono scelte in base alle specifiche tecniche dopo un’attenta valutazione del contesto di utilizzo e dei requisiti funzionali, inclusi l’impatto ambientale e la disponibilità di infrastrutture necessarie per il loro impiego.
Su linee ferroviarie non ancora elettrificate, diversi produttori e aziende del settore stanno promuovendo progetti innovativi per introdurre treni con propulsione elettrica, ibrida (combustibile diesel e batterie) e a idrogeno. Tra i più avanzati, si ricordano alcune flotte realizzate da un’importante azienda del settore, che ha testato con successo un treno a idrogeno che ha percorso oltre 1,5 milioni di chilometri in servizio passeggeri in 10 Paesi. Questa sperimentazione, avviata nel 2022, ha evidenziato l’efficacia innovativa dei sistemi di alimentazione a idrogeno nel trasporto su lunghe distanze.

Il settore ferroviario in Italia si trova di fronte a una sfida significativa: integrare progressi nella ricerca, innovazione tecnologica e risposte ecologiche per garantire efficienza e sviluppo sostenibile. Questo obiettivo non riguarda solo miglioramenti infrastrutturali, ma anche l’adozione di tecnologie all’avanguardia che rispettino l’ambiente.

L’Italia sta affrontando questa sfida con dedizione e impegno attraverso i Piani Nazionali di Ripresa e Resilienza (PNRR), con l’obiettivo non solo di potenziare l’infrastruttura ferroviaria esistente, ma anche di introdurre soluzioni innovative che supportano l’efficienza energetica e la riduzione dell’impatto ambientale.

L’impegno di RFI per promuovere infrastrutture green e innovative

A Dicembre 2023, RFI ha utilizzato più del 30% delle risorse destinate dal PNRR, con un totale di 7,5 miliardi di euro su 24,8 miliardi assegnati. Inoltre, ha completato gare relative al PNRR per quasi il 40% di questi fondi nel corso del 2023 e prevede di bandirne altre per 1,4 miliardi di euro nel 2024. L’esecuzione dei lavori rispetta il cronoprogramma definito dalla Commissione Europea nella sua revisione approvata a Dicembre 2023.

Modernizzazione e potenziamento: uno sviluppo su due binari paralleli

Il PNRR per le Ferrovie ha ricevuto un finanziamento complessivo di 7,5 miliardi di euro fino a oggi. Di questi fondi, 5,6 miliardi sono stati destinati alla modernizzazione dell’alta velocità ferroviaria, mentre i restanti 1,9 miliardi sono stati investiti per potenziare l’infrastruttura e altri settori collegati.

La maggior parte degli investimenti si concentra sulla fase di progettazione, avvio dei cantieri e realizzazione delle connessioni previste dal programma. Tra i progetti principali figurano la linea ad alta velocità/alta capacità Napoli-Bari, la Salerno-Reggio Calabria, la Brescia-Verona-Vicenza e il collegamento ferroviario tra la linea Mestre-Trieste e l’aeroporto di Venezia. A partire da quest’anno, il piano entrerà nella sua fase operativa con ulteriori bandi di gara per 1,3 miliardi di euro.

Treni a emissioni zero: la rivoluzione green del trasporto regionale

L’investimento mira all’acquisto di almeno 150 treni a emissioni zero per sostituire le vetuste unità elettriche e diesel attualmente in uso. Il progetto prevede tre interventi principali, inclusi il rinnovo della flotta per il trasporto regionale e intercity, al fine di abbassare l’età media dei treni nelle regioni. Questo sarà ottenuto attraverso l’acquisto di treni a propulsione elettrica e idrogeno: entro il 2026, sono previsti 53 nuovi treni che sostituiranno quelli più datati, oltre a 100 carrozze innovative realizzate con materiali riciclabili e dotate di pannelli fotovoltaici. La distribuzione degli 800 milioni di euro sarà così ripartita: 652 milioni per i treni regionali e 148 milioni per il servizio universale. Il nuovo materiale rotabile destinato al servizio universale sarà principalmente utilizzato nelle regioni meridionali, in particolare in Sicilia, Calabria e lungo la Linea Adriatica.