Cel mai recent raport internațional privind schimbările climatice prezintă o imagine a perturbării societății, cu excepția cazului în care există reduceri drastice și rapide ale emisiilor de gaze cu efect de seră.
Continut Asemanator
- Odată cu schimbările climatice, Washington, DC se va simți mai mult ca Arkansas până în 2080
Deși este zilele de început, unele orașe și municipalități încep să recunoască faptul că condițiile din trecut nu mai pot servi ca reprezentanți rezonabili pentru viitor.
Acest lucru este valabil în special pentru infrastructura țării. Autostrăzile, instalațiile de tratare a apei și rețeaua electrică prezintă un risc din ce în ce mai mare de evenimente meteorologice extreme și de alte efecte ale schimbării climatului.
Problema este că majoritatea proiectelor de infrastructură, inclusiv planul de revitalizare a infrastructurii administrației Trump, ignoră de obicei riscurile schimbărilor climatice.
În activitatea noastră de cercetare a sustenabilității și a infrastructurii, încurajăm și începem să ne îndreptăm către proiectarea sistemelor de infrastructură create de om, având în vedere adaptabilitatea.
Proiectare pentru trecut
Sistemele de infrastructură reprezintă prima linie de apărare împotriva inundațiilor, căldurii, incendiilor, uraganelor și a altor dezastre. Planificatorii orașului și cetățenii presupun adesea că ceea ce este construit astăzi va continua să funcționeze în fața acestor pericole, permițând serviciilor să continue și să ne protejeze așa cum au făcut-o în trecut. Dar aceste sisteme sunt proiectate pe baza istoriilor evenimentelor extreme.
Pompele, de exemplu, sunt dimensionate pe baza evenimentelor de precipitații istorice. Liniile de transmisie sunt proiectate în limitele puterii pe care o pot deplasa menținând în același timp condiții de funcționare sigure în raport cu temperaturile aerului. Podurile sunt proiectate astfel încât să poată rezista la anumite debite în râurile pe care le traversează. Infrastructura și mediul sunt strâns conectate.
Acum, însă, țara depășește mai frecvent aceste condiții istorice și se așteaptă să vadă evenimente meteorologice extreme mai frecvente și mai dese. În altă ordine de idei, din cauza schimbărilor climatice, sistemele naturale se schimbă mai repede decât infrastructura.
Cum se pot adapta sistemele de infrastructură? Mai întâi să analizăm motivele pentru care sistemele de infrastructură nu reușesc la extreme:
- Pericolul depășește toleranțele de proiectare. Acesta a fost cazul inundațiilor Interstate 10 din Phoenix în toamna anului 2014, unde intensitatea precipitațiilor a depășit condițiile de proiectare.
- În aceste momente, există o capacitate mai mică în sistem: atunci când ceva nu merge bine, există mai puține opțiuni pentru gestionarea stresorului, cum ar fi redirecționarea fluxurilor, fie că este vorba despre apă, electricitate sau chiar trafic.
- Adesea solicităm cel mai mult de la infrastructura noastră în timpul evenimentelor extreme, împingând sistemele într-un moment în care există o capacitate suplimentară mică.
Schimbarea treptată prezintă, de asemenea, probleme grave, în parte deoarece nu există niciun eveniment distinctiv care să impulsioneze o chemare la acțiune. Acest tip de situație poate fi deosebit de supărătoare în contextul întârzierilor de întreținere și a deficiențelor bugetare care afectează în prezent multe sisteme de infrastructură. Orașele și orașele vor fi aglomerate doar pentru a constata că infrastructura lor de lungă viață nu mai funcționează așa cum ar trebui?
În prezent, implicit pare a fi finanțarea pentru a construi mai mult din ceea ce am avut pentru secolul trecut. Însă managerii de infrastructură ar trebui să facă un pas înapoi și să întrebe ce sisteme de infrastructură trebuie să facă pentru noi în viitor.
Agil și flexibil prin design
În mod fundamental, sunt necesare abordări noi pentru a răspunde provocărilor nu numai ale schimbării climatului, dar și a tehnologiilor perturbatoare.
Acestea includ integrarea sporită a tehnologiilor informaționale și de comunicare, ceea ce crește riscul de atacuri cibernetice. Alte tehnologii emergente includ vehicule și drone autonome, precum și energie regenerabilă intermitentă și stocarea bateriilor în locul sistemelor de alimentare convenționale. De asemenea, tehnologiile conectate digital modifică fundamental cunoașterea indivizilor despre lumea din jurul nostru: Luați în considerare modul în care dispozitivele noastre mobile acum ne pot reintegra în moduri pe care nu le înțelegem pe deplin pe baza comportamentului nostru de călătorie și a traficului în toată regiunea.
Cu toate acestea, paradigmele noastre actuale de proiectare a infrastructurii subliniază sisteme centralizate mari destinate să dureze zeci de ani și care pot suporta pericolele de mediu până la un nivel preselectat de risc. Problema este că nivelul de risc este acum incert, deoarece climatul se schimbă, uneori în moduri care nu sunt foarte bine înțelese. Ca atare, prognozele evenimentelor extreme pot fi puțin sau mult mai rele.
Având în vedere această incertitudine, agilitatea și flexibilitatea ar trebui să fie centrale în proiectarea infrastructurii noastre. În cercetările noastre, am văzut cum o serie de orașe au adoptat principii pentru a avansa aceste obiective și beneficiile pe care le oferă.
Un tunel „inteligent” din Kuala Lumpur este conceput pentru a suplimenta sistemul de drenaj al apelor pluviale al orașului. (David Boey, CC BY) În Kuala Lampur, tunelurile de trafic sunt capabile să treacă la gestionarea apelor pluviale în timpul evenimentelor cu precipitații intense, un exemplu de multifuncționalitate.
În SUA, tehnologiile smartphone bazate pe cetățeni încep să ofere informații în timp real. De exemplu, proiectul CrowdHydrology folosește date de inundații transmise de cetățeni pe care senzorii limitați convenționali nu le pot colecta.
Proiectanții și managerii infrastructurii într-o serie de locații din SUA, inclusiv New York, Portland, Miami și sud-estul Florida și Chicago, sunt acum obligați să planifice acest viitor incert - un proces numit foaie de parcurs. De exemplu, Miami a dezvoltat un plan de 500 de milioane de dolari pentru modernizarea infrastructurii, inclusiv instalarea de noi capacități de pompare și ridicarea drumurilor pentru a proteja proprietățile cu risc pe malul oceanului.
Aceste competențe se aliniază gândirii bazate pe reziliență și îndepărtează țara de abordările noastre implicite de a construi pur și simplu mai mare, mai puternic sau mai redundant.
Planificarea incertitudinii
Deoarece acum există mai multă incertitudine în ceea ce privește pericolele, rezistența în loc de risc ar trebui să fie esențială în proiectarea și funcționarea infrastructurii în viitor. Rezistența înseamnă că sistemele pot rezista la evenimente meteorologice extreme și vor reveni în funcțiune rapid.
Tehnologia Microgrid permite clădirilor individuale să funcționeze în caz de întrerupere a energiei electrice și este o modalitate de a face sistemul electric mai rezistent. (Amy Vaughn / Departamentul de Energie al SUA, CC BY-ND) Aceasta înseamnă că planificatorii de infrastructură nu își pot schimba pur și simplu parametrul de proiectare - de exemplu, construirea pentru a rezista la un eveniment de 1.000 de ani în loc de un eveniment de 100 de ani. Chiar dacă am putea prezice cu exactitate care ar trebui să fie aceste noi niveluri de risc pentru secolul viitor, este posibil din punct de vedere tehnic, financiar sau politic construirea acestor sisteme mai robuste?
Acesta este motivul pentru care sunt necesare abordări bazate pe reziliență care accentuează capacitatea de adaptare. Abordările convenționale subliniază robustetea, cum ar fi construirea unei pârghii care este capabilă să reziste la o anumită cantitate de creștere a nivelului mării. Aceste abordări sunt necesare, dar având în vedere incertitudinea în risc, avem nevoie de alte strategii în arsenalul nostru.
De exemplu, furnizarea de servicii de infrastructură prin mijloace alternative atunci când infrastructura noastră primară nu reușește, cum ar fi implementarea microgridurilor înaintea uraganelor. Sau, planificatorii pot proiecta sisteme de infrastructură astfel încât atunci când nu reușesc, consecințele asupra vieții umane și a economiei sunt reduse la minimum.
Aceasta este o practică implementată recent în Olanda, unde râurile deltei Rinului au voie să inunde, dar oamenilor nu li se permite să trăiască pe câmpia inundațiilor, iar fermierii sunt compensați la pierderea recoltelor.
Incertitudinea este noua normă, iar fiabilitatea este legată de infrastructura de poziționare pentru a opera și adapta această incertitudine. Dacă țara continuă să se angajeze să construiască infrastructura secolului trecut, putem continua să ne așteptăm la eșecurile acestor sisteme critice și la pierderile care vin odată cu acestea.
Acest articol a fost publicat inițial pe The Conversation.
Mikhail Chester, profesor asociat de inginerie civilă, de mediu și durabilă, Universitatea de Stat din Arizona; Braden Allenby, profesor de președinte și Lincoln, profesor de inginerie și etică, Școala de inginerie durabilă și mediul construit, Ira A. Fulton Schools of Engineering, Universitatea de Stat din Arizona; și Samuel Markolf, asociat de cercetare postdoctorală, Reziliența urbană la extreme Rețeaua de cercetare a sustenabilității, Universitatea de stat din Arizona
