Per molti anni, Il cambiamento climatico è stato una minaccia incombente nella mente degli ingegneri delle infrastrutture. Ma recentemente, questa minaccia è diventata molto più evidente al grande pubblico. Molti effetti del cambiamento climatico possono essere dannosi per le infrastrutture:cambiamenti nelle temperature estreme, variazioni delle precipitazioni, cattive condizioni meteo, aumento del livello del mare, e in alcune zone, una diminuzione della disponibilità di acqua pulita.
"Le precipitazioni da record hanno innescato più di 20 gravi eventi di inondazione in alcune parti del Texas, Oklahoma, Louisiana, Arkansas, Missouri, Iowa, Florida, Carolina del Nord, e Carolina del Sud nel 2015 e 2016, ", riferisce Costa Samaras, Dipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale della Carnegie Mellon University. "Questi eventi hanno portato alla chiusura di due aeroporti, allagamento di oltre 200 abitazioni, numerose evacuazioni, auto in stallo in acqua alta che richiedono soccorso, e mortali inondazioni improvvise".
Negli ultimi anni c'è stato un grande aumento dei disastri meteorologici e climatici con danni dell'ordine di miliardi di dollari negli Stati Uniti. E questi numeri continueranno ad aumentare man mano che il clima peggiora e le nostre infrastrutture civili diventano sempre più sovraccariche. Per salvare vite future, così come le nostre città, gli ingegneri civili e ambientali devono incorporare le informazioni sui cambiamenti climatici nei loro standard di progettazione in futuro. Ma questo è molto più facile a dirsi che a farsi.
Ecco perché Samaras, insieme all'assistente alla ricerca laureata della CEE Lauren Cook e al professore assistente alla ricerca della Iowa State University, Christopher Anderson, hanno trovato una soluzione. Nella loro carta, "Quadro per l'integrazione della produzione climatica ridotta nei metodi di ingegneria esistenti:applicazione alle curve di frequenza delle precipitazioni, " il team definisce un quadro in cinque fasi per guidare la revisione degli standard di progettazione attraverso l'uso dei risultati dei modelli climatici disponibili pubblicamente delle precipitazioni future. Ciò aiuterà gli ingegneri a definire gli aspetti rilevanti degli standard esistenti che devono essere aggiornati, quindi selezionare i dati climatici rilevanti per aggiornare gli standard in modo appropriato.
"Il problema sta nel come utilizzare l'output di molti modelli climatici diversi, " Dice Samaras. "La maggior parte è d'accordo sulla direzione del cambiamento di temperatura, ma la tendenza e l'entità delle precipitazioni variano in base alla località, portando all'incertezza su quanta pioggia aspettarsi. Ciò rende i modelli e i dati sui cambiamenti climatici difficili da applicare alla progettazione delle infrastrutture, che richiede istruzioni molto specifiche e concrete."
Poiché i modelli climatici non possono fornire informazioni altamente specifiche per località, è molto difficile per i progettisti di infrastrutture e altri soggetti interessati implementare questi modelli nel loro processo decisionale. Ma poiché gli standard di progettazione delle infrastrutture sono così ampiamente utilizzati, le potenziali conseguenze pubbliche dell'ignorare gli effetti futuri del cambiamento climatico possono essere diffuse e devastanti.
Finora, il team ha testato il loro nuovo modello applicandolo a un input comune della progettazione dell'infrastruttura delle acque piovane:curve di profondità-durata-frequenza. Queste curve e la loro applicazione determineranno le prestazioni e la resilienza dell'infrastruttura dell'acqua piovana durante futuri eventi estremi.
"La ricerca svolta qui alla Carnegie Mellon può portare a grandi progressi nel modo in cui le città e le comunità si preparano e progettano per gli impatti del cambiamento climatico, " Dice Samaras. "È nostro dovere come ingegneri considerare come l'infrastruttura si comporta sia ora, e in futuro".
