Exploatarea și construcția infrastructurii feroviare reziliente la schimbările climatice

Transportul feroviar este un mod de transport eficient din punct de vedere energetic, cu un impact relativ scăzut asupra mediului și, mai precis, cu emisii mai scăzute de gaze cu efect de seră. Aceasta din urmă contribuie în mod esențial la punerea în aplicare a unei strategii de transport neutre din punctul de vedere al emisiilor de dioxid de carbon pe termen lung în Europa. Cu toate acestea, acest potențial poate fi realizat numai dacă căile ferate sunt adaptate pentru a rezista la impacturile asociate schimbărilor climatice.

Una dintre cele mai critice vulnerabilități ale sistemului de transport feroviar este flexibilitatea scăzută atât a infrastructurii, cât și a operațiunilor în caz de perturbări. Sistemul de transport feroviar depinde și de alte tipuri de infrastructură. De exemplu, perturbările în alimentarea cu energie electrică cauzate de fenomene meteorologice extreme influențează în mod direct funcționalitatea sistemului de transport feroviar. Având în vedere durata lungă de viață a infrastructurii feroviare, care se preconizează că va funcționa la capacitate maximă timp de peste 50 de ani (și chiar mai mult, pentru unele instalații), este oportun să se integreze aspectele legate de schimbările climatice în procesul de planificare, proiectare și gestionare a căilor ferate pe termen lung. În plus, multe căi ferate au fost proiectate și construite în trecut cu referire la condițiile climatice istorice care pot fi diferite de condițiile actuale și viitoare, din cauza schimbărilor climatice. Viziunea raportului privind adaptarea căilor ferate (UIC, 2017) consideră procesul de adaptare a căilor ferate ca făcând parte din scenariul de dezvoltare statu-quo. Astfel, costul adaptării are doar un impact marginal asupra performanței financiare a unei societăți feroviare. Riscurile legate de schimbările climatice pentru industria feroviară au fost descrise în detaliu în proiectul ARISCC (Adaptarea infrastructurii feroviare la schimbările climatice), implementat de consorțiul condus de UIC (Uniunea Internațională a Căilor Ferate). Rezultatele ARISCC cuprind hărți de hazard natural și un document de orientare privind gestionarea integrată a pericolelor naturale pe căile ferate.

O revizuire mai recentă (Haghighi et al., 2025) a confirmat că pericolele climatice pot genera o gamă largă de efecte asupra căilor ferate. Acestea pot fi clasificate în două tipuri principale, impacturi fizice și operaționale. Impactul fizic implică daune directe asupra infrastructurii feroviare. Acestea pot fi structurale (de exemplu, deteriorarea șinelor și traverselor), geotehnice (de exemplu, deteriorarea materialului de balast și a pantelor) și hidrologice (defectarea sistemelor de drenaj, inundații). Impacturile operaționale includ întreruperile și întârzierile serviciilor. Un corpus amplu de literatură sugerează că impactul pericolelor climatice asupra infrastructurii și exploatării feroviare este în creștere din cauza schimbărilor climatice.

Același studiu a arătat că atât fenomenele meteorologice extreme (ploi abundente, vânturi extreme, inundații și furtuni), cât și procesele cu debut lent (temperaturi medii mai ridicate) se numără printre cele mai frecvent studiate pericole climatice. Cele mai raportate impacturi asupra căilor ferate sunt stresul termic, garniturile de cale ferată, liniile inundate, alunecările de teren pe diguri, întreruperea serviciilor și creșterea cerințelor de întreținere.

Abordările de adaptare pot viza creșterea robusteții infrastructurii feroviare prin reducerea vulnerabilității activelor la pericole, permițând astfel funcționarea și în condiții nefavorabile. Acest lucru poate implica, de exemplu, ridicarea sistemelor electrice peste nivelurile de inundații preconizate. Adaptarea poate urmări, de asemenea, să asigure redundanța sistemului, pentru a permite continuitatea operațiunilor atunci când apare o defecțiune a sistemului. Aceasta include crearea de servicii suplimentare sau alternative. În cele din urmă, adaptarea poate cuprinde măsuri care să permită redresarea rapidă pentru a restabili rapid infrastructura și serviciile (Palin et al., 2021).

Alegerea măsurii de adaptare depinde de contextul local, de expunerea la anumite pericole, de prezența altor riscuri care nu sunt legate de climă, de cheltuielile și ținta de adaptare dorite, precum și de durata de viață a infrastructurii.

O creștere a temperaturii poate genera garnituri de cale ferată, un risc crescut de incendii de vegetație, o nevoie tot mai mare de a instala sisteme de răcire și alte sisteme pentru confortul călătorilor. Răspunsurile de adaptare respective ar trebui să combine soluții tehnice (de exemplu, creșterea rezistenței la căldură a întrerupătoarelor și a sistemului de siguranță) cu soluții bazate pe natură (de exemplu, plantarea de vegetație pentru a proteja liniile de radiațiile solare directe).  

Ploile torențiale, furtunile și vânturile pot reduce stabilitatea solului, pot declanșa alunecări de teren, căderi de roci sau avalanșe, afectând în principal zonele montane. Trebuie puse în aplicare măsuri structurale de protecție, cum ar fi digurile și digurile. Aceste măsuri pot avea beneficii multiple, deoarece pot proteja, de asemenea, așezările sau alte infrastructuri, cum ar fi drumurile sau rețelele de aprovizionare cu energie. Pentru a îmbunătăți rezistența la vânt a catargelor catenare, adaptarea poate include menținerea zonelor apropiate de șine și catenare fără obiecte periculoase. Soluțiile bazate pe natură pot include plantarea de vegetație pentru a reduce eroziunea solului și a consolida pantele.

Vegetația este adesea utilizată ca zonă tampon pentru zgomot și poluare de-a lungul liniilor de cale ferată și, de asemenea, pentru a proteja linia de expunerea directă la soare. Coridoarele feroviare verzi pot fi create alături de liniile de cale ferată pentru a favoriza circulația speciilor sălbatice. Pentru a evita defecțiunile operaționale cauzate de copacii căzuți pe șine sau de incendiile forestiere, plantarea și întreținerea vegetației ar trebui planificate cu atenție. Aceasta trebuie să ia în considerare condițiile climatice locale și previziunile privind schimbările climatice. De exemplu, utilizarea plantelor cu un conținut relativ ridicat de umiditate și niveluri scăzute de uleiuri volatile poate ajuta la prevenirea incendiilor forestiere. Ar trebui avută în vedere selectarea speciilor de arbori pentru a rezista la vânturi mai puternice în zonele predispuse la furtuni (Blackwood et al., 2022).

Adesea, punerea în aplicare a măsurilor structurale pentru întregul sistem feroviar nu este fezabilă atât din motive economice, cât și din motive legate de protecția naturii și a peisajului. Prin urmare, există o nevoie acută de măsuri suplimentare (nestructurale) de reducere a riscurilor, cum ar fi furnizarea de sisteme de alertă timpurie, redirecționarea traficului, orare alternative, înlocuirea inteligentă a serviciilor (de exemplu, transportul cu autobuzul), îmbunătățirea interconectivității între diferitele moduri de transport (multimodalitate).  În plus, furnizarea de informații în timp real pasagerilor este fundamentală. 

Adaptarea infrastructurii feroviare face parte, de asemenea, din soluțiile de asigurare a continuității lanțurilor de aprovizionare pentru întreprinderi și sectorul industrial. Printre riscurile comune care amenință continuitatea lanțului de aprovizionare legate de transport se numără întârzierile sau întreruperile serviciilor esențiale de transport cauzate de fenomene meteorologice extreme, de catarame feroviare și de accidente. Perturbarea lanțului de aprovizionare ar putea genera, în cele din urmă, costuri sporite. Acest lucru poate afecta cumpărătorul, furnizorul sau întregul lanț de aprovizionare. Asigurarea rezilienței căilor ferate este, de asemenea, esențială pentru a asigura conectivitatea destinațiilor din regiunile turistice, contribuind astfel și la dezvoltarea economică a acestui sector. 

În mod normal, întreprinderile feroviare care își desfășoară activitatea la nivel național gestionează punerea în aplicare a măsurilor menite să sporească reziliența transportului feroviar.  Acești actori sunt sprijiniți de administrațiile publice care își desfășoară activitatea la nivel regional, național sau chiar european (de exemplu, DG MOVE a CE). Acestea oferă sprijin legislativ, administrativ și financiar pentru activitățile de adaptare. Întreprinderile specializate în proiectarea și construcția de transporturi efectuează punerea în aplicare din punct de vedere tehnic a măsurilor. . Toate aceste părți interesate sunt sprijinite de instituții de cercetare și consultanță care oferă evaluări ale vulnerabilității, prioritizarea măsurilor, studii de fezabilitate și analize cost-beneficiu. Actorii care furnizează sisteme de prognoză meteorologică și de alertă timpurie (de exemplu, UBIMET în Austria) sunt, de asemenea, părți interesate importante care trebuie implicate. Unele studii au evidențiat un nivel scăzut de conștientizare a problemelor legate de schimbările climatice în rândul managerilor de căi ferate și al părților interesate, ceea ce poate împiedica adaptarea.

Având în vedere durata lungă de viață a infrastructurii feroviare, punerea în aplicare a măsurilor de adaptare face parte din procesul general de dezvoltare și/sau modernizare a căilor ferate. La un nivel mai general, aceasta ar trebui integrată în strategiile de transport pe termen lung și se preconizează că transportul feroviar va juca un rol important. Acest lucru poate asigura disponibilitatea resurselor financiare necesare. Pe lângă lipsa fondurilor, alți factori care pot împiedica dezvoltarea și adaptarea căilor ferate sunt legați de posibilele conflicte cu obiectivele de protecție a mediului, legate în principal de fragmentarea peisajului, și de posibilele conflicte cu comunitățile locale preocupate de creșterea poluării fonice și de ocuparea terenurilor.

Cele mai avantajoase măsuri de adaptare sunt cele care oferă sinergii cu alte măsuri care conduc la beneficii suplimentare, de exemplu, contribuind la atenuarea schimbărilor climatice, promovând dezvoltarea durabilă și îmbunătățind protecția biodiversității. Din această perspectivă, ar putea fi utilizate soluții bazate pe natură pentru a adapta sistemul feroviar într-o varietate de moduri. Unii copaci rezistă la viteze mai mari ale vântului decât alții, cursurile mici de apă șerpuite ar putea să atenueze nivelurile ridicate ale apei mai bine decât sistemele de drenaj create de om, iar selectarea vegetației adecvate în apropierea coridorului feroviar ar putea reduce riscul de incendii.

Măsurile care conduc la efecte negative asupra mediului nu ar trebui luate în considerare, cu excepția cazului în care acest lucru este impus de reglementările privind siguranța. De exemplu, creșterea utilizării sistemelor de climatizare pentru răcirea spațiilor interioare ar trebui limitată cât mai mult posibil pentru a limita producția la emisiile de gaze cu efect de seră. Măsurile de reducere a vulnerabilității la căderea arborilor prin crearea unor coridoare feroviare mai largi pot fi contraproductive pentru alte obiective. Un coridor mai larg poate duce la diferențe de temperatură mai mari în zona de cale ferată. Acest lucru poate pune sub semnul întrebării obiectivele viitoare de reducere a vulnerabilității la incendii sau la blocarea căilor ferate, cu excepția cazului în care aceste probleme sunt abordate.

Principalul beneficiu al măsurilor de adaptare este infrastructura feroviară rezistentă la schimbările climatice și exploatarea acesteia, asigurând conectivitatea rețelei de transport, cu implicații asupra prosperității și bunăstării economice. În plus, beneficiile auxiliare ale măsurilor de adaptare sunt contribuțiile la dezvoltarea durabilă și la atenuarea schimbărilor climatice (trecerea la transportul feroviar duce la scăderea emisiilor de gaze cu efect de seră). De asemenea, sunt de dorit alte sinergii decât cele de mediu și beneficiile conexe ale măsurilor de adaptare. De exemplu, măsurile de protecție structurală pot, pe lângă protejarea căii ferate, să protejeze și așezările sau alte infrastructuri, cum ar fi drumurile sau aprovizionarea cu energie. Din punct de vedere economic, căile ferate sunt infrastructuri de transport esențiale nu numai pentru mobilitatea rezidenților și a turiștilor din UE, ci și pentru transportul de mărfuri în interiorul țărilor și între acestea într-un mod durabil. Emisiile de carbon generate de transportul feroviar reprezintă doar o fracțiune din emisiile generate de alte opțiuni de transport de marfă (AEM, 2021). Acțiunile de adaptare menite să mențină operabilitatea pe termen mediu și lung a rețelei feroviare europene sunt, prin urmare, esențiale și pentru vitalitatea și durabilitatea sectorului european al comerțului cu mărfuri și pentru industriile care își transportă mărfurile pe calea ferată.

Costurile variază în mod constant în funcție de măsurile selectate, de concepția specifică a acestora, de amploarea aplicării, de condițiile specifice ale localității în care sunt puse în aplicare măsurile, de provocările climatice abordate și de mulți alți factori. Costurile economice includ costul impactului direct asupra activelor de infrastructură, costul întârzierilor în transport și al anulărilor cauzate de fenomene meteorologice extreme, precum și costul acțiunilor de adaptare. Mai multe studii cuantifică costurile economice ale schimbărilor climatice pe căile ferate. Compararea acestor rezultate a fost destul de dificilă. Acest lucru se datorează utilizării unor modele climatice diferite, a unor scenarii climatice, a unor perioade de timp viitoare, a unor metodologii de evaluare, a sferei geografice etc.

În plus, costul socioeconomic mai larg al perturbării transporturilor este rareori cuantificat. Aceasta poate include o capacitate redusă de transport al bunurilor esențiale și o atractivitate turistică redusă a destinațiilor (Palin et al., 2021). Având în vedere creșterea evenimentelor și a riscurilor legate de climă, este rezonabil să se anticipeze creșterea costurilor pentru a menține o rețea sigură și în stare de funcționare, pentru a reconstrui infrastructura deteriorată sau distrusă și pentru a acoperi gestionarea sporită a întreprinderilor (Agenția UE pentru Căile Ferate, 2024).

Costurile sunt acoperite în principal de societatea feroviară; cofinanțarea poate fi asigurată din bugetul public, din instrumentele financiare europene și din alte surse. Parteneriatele public-privat pot avea un rol în finanțarea măsurilor de adaptare a infrastructurii și a serviciilor feroviare. De exemplu, societatea feroviară austriacă ÖBB a adoptat o strategie de reducere a riscurilor bazată pe monitorizarea avansată a condițiilor meteorologice și pe un sistem de avertizare timpurie (infra:wetter). Aceasta este operată în comun de ÖBB și de serviciul meteorologic privat UBIMET GmbH (a se vedea studiul de caz „Consolidarea rezilienței transportului feroviar la pericolele alpine”).

Transportul internațional feroviar este reglementat de mai multe convenții interguvernamentale, iar în cadrul Uniunii Europene de mai multe regulamente și directive ale UE.

La nivelul UE, un document de politică important, Cartea albă din 2011 (Foaie de parcurs pentru un spațiu european unic al transporturilor), a propus o abordare ambițioasă pentru a depăși deficiențele identificate în materie de mobilitate în UE. Printre diferitele acțiuni, Consiliul a recunoscut, de asemenea, necesitatea de a aborda provocările legate de schimbările climatice prin consolidarea rezilienței la schimbările climatice a infrastructurii în ansamblu.

Începând din 2020, Strategia pentru o mobilitate durabilă și inteligentă, împreună cu un plan de acțiune care cuprinde 82 de măsuri, reglementează viitorul transporturilor din UE în conformitate cu ambiția Pactului verde european și cu obiectivele Strategiei digitale a UE. Mobilitatea rezilientă este un obiectiv-cheie al Strategiei UE pentru o mobilitate durabilă și inteligentă. Pentru a garanta continuitatea transporturilor, acțiunile includ elaborarea unui (unor) plan(e) de urgență în situații de criză pentru sectorul transporturilor, modernizarea (imunizarea la schimbările climatice) infrastructurii fizice și digitale de transport, interoperabilitatea între diferitele moduri de transport și consolidarea rețelei TEN-T. Un obiectiv-cheie de politică al UE este consolidarea multimodalității, asigurarea unei mai bune integrări a modurilor de transport și stabilirea interoperabilității la toate nivelurile sistemului de transport (Agenția UE pentru Căile Ferate, 2024). Regulamentul TEN-T prevede că proiectele de „interes comun” trebuie să demonstreze reziliența la schimbările climatice. Aceasta impune în mod specific administratorilor de infrastructură să evalueze vulnerabilitatea la schimbările climatice (inundații, valuri de căldură) și să pună în aplicare măsuri de adaptare pentru a proteja investițiile publice.

Timpul tipic necesar pentru punerea în aplicare a măsurilor tehnice este de câțiva ani (aproximativ 2-5 ani). Cu toate acestea, punerea în aplicare a măsurilor operaționale trebuie să fie rapidă și să reacționeze prompt la perturbările cauzate de evenimente extreme. Furnizarea de prognoze meteorologice și de sisteme de avertizare timpurie este continuă.

Durata de viață a măsurilor tehnice ar trebui să fie conformă cu durata de viață a infrastructurii feroviare în sine, care este de câteva decenii.