Il più recente rapporto internazionale sui cambiamenti climatici dipinge un quadro di disgregazione per la società a meno che non ci siano drastici e rapidi tagli alle emissioni di gas serra.

Anche se sono i primi giorni, alcune città e comuni stanno iniziando a riconoscere che le condizioni passate non possono più fungere da ragionevoli proxy per il futuro.

Ciò è particolarmente vero per le infrastrutture del paese. autostrade, gli impianti di trattamento delle acque e la rete elettrica sono sempre più a rischio di eventi meteorologici estremi e altri effetti del cambiamento climatico.

Il problema è che la maggior parte dei progetti infrastrutturali, compreso il piano di rilancio delle infrastrutture dell'amministrazione Trump, in genere ignorano i rischi del cambiamento climatico.

Nel nostro lavoro di ricerca della sostenibilità e delle infrastrutture, incoraggiamo e stiamo iniziando a spostarci verso la progettazione di sistemi infrastrutturali creati dall'uomo con in mente l'adattabilità.

Progettare per il passato

I sistemi infrastrutturali sono la prima linea di difesa contro le inondazioni, calore, incendi boschivi, uragani e altri disastri. Gli urbanisti e i cittadini spesso presumono che ciò che viene costruito oggi continuerà a funzionare di fronte a questi rischi, consentendo ai servizi di continuare e proteggerci come hanno fatto in passato. Ma questi sistemi sono progettati sulla base di storie di eventi estremi.

Pompe, Per esempio, sono dimensionati in base agli eventi storici di precipitazione. Le linee di trasmissione sono progettate entro i limiti di quanta potenza possono spostare mantenendo condizioni operative sicure relative alle temperature dell'aria. I ponti sono progettati per essere in grado di resistere a determinate portate nei fiumi che attraversano. Infrastrutture e ambiente sono intimamente connessi.

Ora, però, il paese sta superando più frequentemente queste condizioni storiche e si prevede che vedrà eventi meteorologici estremi più frequenti e intensi. detto in un altro modo, a causa del cambiamento climatico, i sistemi naturali stanno cambiando più velocemente delle infrastrutture.

Come possono adattarsi i sistemi infrastrutturali? Per prima cosa consideriamo i motivi per cui i sistemi infrastrutturali falliscono agli estremi:

• Il rischio supera le tolleranze di progetto. Questo è stato il caso dell'inondazione dell'Interstate 10 a Phoenix nell'autunno 2014, dove l'intensità della pioggia ha superato le condizioni di progetto.
• Durante questi periodi c'è meno capacità extra in tutto il sistema:quando qualcosa va storto ci sono meno opzioni per gestire il fattore di stress, come il reindirizzamento dei flussi, che sia acqua, elettricità o persino traffico.
• Spesso esigiamo il massimo dalla nostra infrastruttura durante eventi estremi, spingere i sistemi in un momento in cui c'è poca capacità extra.

Il cambiamento graduale presenta anche seri problemi, in parte perché non c'è un evento distintivo che stimoli un invito all'azione. Questo tipo di situazione può essere particolarmente problematico nel contesto degli arretrati di manutenzione e delle carenze di budget che attualmente affliggono molti sistemi infrastrutturali. Città e paesi saranno cullati nel compiacimento solo per scoprire che le loro infrastrutture di lunga durata non funzionano più come dovrebbero?

Attualmente il default sembra garantire finanziamenti per costruire più di quello che abbiamo avuto nel secolo scorso. Ma i gestori dell'infrastruttura dovrebbero fare un passo indietro e chiedersi cosa devono fare i nostri sistemi di infrastruttura per noi in futuro.

Agile e flessibile dal design

Sono necessari fondamentalmente nuovi approcci per affrontare le sfide non solo di un clima che cambia, ma anche di tecnologie dirompenti.

Questi includono la crescente integrazione delle tecnologie dell'informazione e della comunicazione, che aumenta il rischio di attacchi informatici. Altre tecnologie emergenti includono veicoli autonomi e droni, nonché energia rinnovabile intermittente e accumulo di batterie al posto dei sistemi di alimentazione convenzionali. Anche, le tecnologie connesse digitalmente alterano fondamentalmente la cognizione delle persone del mondo che ci circonda:considera come i nostri dispositivi mobili possono ora reindirizzarci in modi che non comprendiamo appieno in base al nostro comportamento di viaggio e al traffico in una regione.

Eppure i nostri attuali paradigmi di progettazione delle infrastrutture enfatizzano i grandi sistemi centralizzati destinati a durare decenni e che possono resistere ai rischi ambientali fino a un livello di rischio preselezionato. Il problema è che il livello di rischio è ormai incerto perché il clima sta cambiando, a volte in modi che non sono molto ben compresi. Come tale, le previsioni sugli eventi estremi possono essere leggermente o molto peggiori.

Data questa incertezza, agilità e flessibilità dovrebbero essere al centro della nostra progettazione infrastrutturale. Nella nostra ricerca, abbiamo visto come un certo numero di città abbiano già adottato principi per portare avanti questi obiettivi, e i vantaggi che offrono.

A Kuala Lampur, le gallerie del traffico sono in grado di passare alla gestione delle acque piovane durante eventi di precipitazioni intense, un esempio di multifunzionalità.

In tutti gli Stati Uniti, le tecnologie per smartphone basate sui cittadini stanno iniziando a fornire informazioni in tempo reale. Ad esempio, il progetto CrowdHydrology utilizza i dati di inondazione presentati dai cittadini che i sensori convenzionali limitati non possono raccogliere.

Progettisti e gestori di infrastrutture in diverse località degli Stati Uniti, compresa New York, Portland, Miami e il sud-est della Florida, e Chicago, sono ora tenuti a pianificare questo futuro incerto, un processo chiamato roadmapping. Per esempio, Miami ha sviluppato un piano da 500 milioni di dollari per aggiornare le infrastrutture, compresa l'installazione di una nuova capacità di pompaggio e l'innalzamento di strade per proteggere le proprietà oceaniche a rischio.

Queste competenze si allineano con il pensiero basato sulla resilienza e allontanano il paese dai nostri approcci predefiniti di semplicemente costruire più grandi, più forte o più ridondante.

Pianificare per l'incertezza

Poiché ora c'è più incertezza per quanto riguarda i rischi, la resilienza invece del rischio dovrebbe essere centrale per la progettazione e il funzionamento dell'infrastruttura in futuro. Resilienza significa che i sistemi possono resistere a eventi meteorologici estremi e tornare rapidamente in funzione.

Ciò significa che i pianificatori dell'infrastruttura non possono semplicemente modificare i parametri di progettazione, ad esempio edificio per resistere a 1, Evento di 000 anni invece di un evento di 100 anni. Anche se potessimo prevedere con precisione quali dovrebbero essere questi nuovi livelli di rischio per il prossimo secolo, è tecnicamente, finanziariamente o politicamente fattibile per costruire questi sistemi più robusti?

Ecco perché sono necessari approcci basati sulla resilienza che enfatizzano la capacità di adattamento. Gli approcci convenzionali enfatizzano la robustezza, come la costruzione di un argine in grado di resistere a un certo aumento del livello del mare. Questi approcci sono necessari, ma data l'incertezza del rischio abbiamo bisogno di altre strategie nel nostro arsenale.

Per esempio, fornire servizi infrastrutturali attraverso mezzi alternativi quando la nostra infrastruttura primaria fallisce, come la distribuzione di microreti prima degli uragani. O, i pianificatori possono progettare sistemi infrastrutturali in modo tale che quando falliscono, le conseguenze per la vita umana e per l'economia sono ridotte al minimo.

Questa è una pratica recentemente implementata nei Paesi Bassi, dove i fiumi del delta del Reno possono esondare ma le persone non possono vivere nella pianura alluvionale e gli agricoltori vengono risarciti quando i loro raccolti vengono persi.

L'incertezza è la nuova normalità, e l'affidabilità dipende dal posizionamento dell'infrastruttura in cui operare e adattarsi a questa incertezza. Se il Paese continua a impegnarsi nella costruzione delle infrastrutture del secolo scorso, possiamo continuare ad aspettarci guasti di questi sistemi critici e le perdite che ne derivano.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.