Infraestructura cambiante para un clima cambiante

A medida que el cambio climático comienza a azotar el planeta, la infraestructura de nuestra sociedad tendrá que pasar por algunos cambios serios. La infraestructura incluye cosas como nuestros métodos de transporte, suministro de energía y agua, y sistemas de alcantarillado y desechos. Sin embargo, lo que pasa con el cambio climático es que no afectará a ningún lugar de la misma manera. Esto significa que habrá muchos estilos diferentes de hacer frente a problemas como la sequía, el aumento del nivel del mar, las inundaciones, los tornados, el calor o el frío extremos y las tormentas.

A lo largo de este artículo, daré una descripción general de las diferentes estrategias para nuestra futura infraestructura resistente al clima. Sin embargo, tenga en cuenta que cada lugar individual tendrá que hacer sus propios estudios específicos del sitio para encontrar las mejores soluciones para sus necesidades.

Transporte

Carreteras. Son costosos de mantener tal como están, pero con el daño adicional de las inundaciones, las precipitaciones, el calor y las heladas, el mantenimiento de las carreteras será mucho más costoso. Los caminos pavimentados donde las precipitaciones y las inundaciones son un problema tendrán dificultades para manejar toda el agua adicional. El problema con los materiales que tenemos ahora es que, a diferencia de los paisajes naturales, apenas absorben agua. Luego tenemos toda esta agua extra que no sabe a dónde ir, inundando finalmente calles y ciudades. La precipitación adicional también dañará las marcas viales en los caminos pavimentados y causará más erosión en los caminos sin pavimentar. los informes de la EPA que este problema sería especialmente dramático dentro de los Estados Unidos en la región de Great Planes, y podría requerir hasta $ 3.5 mil millones en reparaciones para 2100.

En lugares donde el calor extremo es más preocupante, las altas temperaturas harán que las carreteras pavimentadas se agrieten con más frecuencia y necesiten más mantenimiento. Los pavimentos también absorben más calor, transformando las ciudades en estos puntos de calor súper intensos y peligrosos. Con esto en mente, los lugares con temperaturas más altas pueden comenzar a utilizar formas de “pavimento fresco."

Si continuamos emitiendo tantos gases de efecto invernadero como lo hacemos actualmente, la EPA proyecta que para el año 2100, los costos de adaptación dentro de los EE. UU. en las carreteras pueden subir a tan alto como $ 10 mil millones. Esta estimación tampoco incluye daños adicionales por el aumento del nivel del mar o inundaciones por tormentas, por lo que probablemente sería aún mayor. Sin embargo, con más regulación sobre las emisiones de gases de efecto invernadero, estiman que podríamos evitar entre $4.2 y $7.4 mil millones de estos daños.

Puentes y carreteras. Estas dos formas de infraestructura van a necesitar más cambios en las ciudades costeras y de bajo nivel del mar. A medida que las tormentas se vuelven más intensas, los puentes y las carreteras corren el riesgo de volverse más vulnerables tanto por el estrés que les imponen el viento y el agua adicionales como por el envejecimiento general.

Específicamente con los puentes, el mayor peligro es algo llamado fregar. Esto es cuando el agua que se mueve rápidamente debajo del puente arrastra los sedimentos que sostienen sus cimientos. Con los cuerpos de agua creciendo continuamente por más lluvia y el aumento del nivel del mar, la socavación seguirá empeorando. Dos formas actuales que sugiere la EPA para ayudar a combatir este problema en el futuro son agregar más rocas y sedimentos para estabilizar los cimientos de los puentes y agregar más concreto para fortalecer los puentes en general.

Transporte público. A continuación, consideremos el transporte público, como los autobuses urbanos, el metro, los trenes y los metros. Con la esperanza de reducir nuestras emisiones de carbono, mucha más gente usará el transporte público. Dentro de las ciudades, habrá una mayor cantidad de rutas de autobús o tren para moverse, y la cantidad total de autobuses y trenes aumentará para dar cabida a un mayor número de personas. Sin embargo, el futuro depara una serie de posibilidades aterradoras para el transporte público, específicamente de inundaciones y calor extremo.

Con las inundaciones, los túneles y el transporte subterráneo para ferrocarriles van a sufrir. Esto tiene sentido porque los lugares que se inundarán primero son los terrenos más bajos. Luego agregue las líneas eléctricas que usan los métodos de transporte como el metro y los subterráneos y tenemos un peligro público definido. De hecho, ya hemos empezado a ver este tipo de inundaciones en lugares como Nueva York, del huracán Sandy, y solo está empeorando. Respuestas Estas amenazas incluyen cambios en la infraestructura, como la construcción de rejillas de ventilación elevadas para reducir las aguas pluviales, la construcción de elementos de protección como muros de contención y, en algunos lugares, la reubicación de parte de nuestra infraestructura de transporte en áreas menos vulnerables.

En cuanto al calor extremo, ¿alguna vez ha estado en el transporte público de la ciudad durante la hora pico en el verano? Te daré una pista: no es divertido. Incluso si hay aire acondicionado (a menudo no lo hay), con tanta gente amontonada como sardinas, es difícil mantener la temperatura baja. Esta cantidad de calor puede generar muchos peligros reales, como el agotamiento por calor para las personas que viajan en transporte público. Para disminuir este problema, la infraestructura tendrá que tener menos condiciones de aglomeración o mejores formas de aire acondicionado.

Por último, se sabe que el calor extremo causa rieles abrochados, también conocido como "dobleces de calor", a lo largo de las vías férreas. Estos reducen la velocidad de los trenes y requieren reparaciones adicionales y más costosas para el transporte.

Transporte aéreo. Una de las cosas más importantes a tener en cuenta con respecto a los viajes en avión es que toda la operación depende relativamente del clima. Debido a esto, los aviones tendrán que volverse más resistentes tanto al calor intenso como a las tormentas severas. Otras consideraciones son las pistas de aterrizaje reales de los aviones, porque muchas están cerca del nivel del mar y son vulnerables a las inundaciones. Las marejadas ciclónicas harán que cada vez más pistas no estén disponibles durante períodos de tiempo más prolongados. Para resolver esto, podemos comenzar a elevar las pistas en estructuras más altas o reubicar muchos de nuestros principales aeropuertos. 

Transporte marítimo. Los puertos y las bahías también experimentarán algunos cambios adicionales debido a la subida del nivel del mar y el aumento de las tormentas en las costas. Es probable que algunas de las estructuras deban elevarse más o fortalecerse más solo para tolerar el aumento del nivel del mar.

Energía

Aire acondicionado y calefaccion. A medida que el cambio climático lleva el calor a nuevos extremos, la necesidad de aire acondicionado se disparará. Lugares de todo el mundo, especialmente las ciudades, se están calentando a temperaturas letales sin aire acondicionado. De acuerdo con la Centro de Clima y Energía Soluciones, “el calor extremo es el desastre natural más mortífero en los EE. UU., matando en promedio a más personas que los huracanes, rayos, tornados, terremotos e inundaciones combinados”.

Desafortunadamente, a medida que aumenta esta demanda de energía, nuestra capacidad de proporcionar energía disminuye. Dado que nuestros métodos actuales de producción de energía son una de las principales fuentes del cambio climático causado por el hombre, nos estamos quedando atrapados en este círculo vicioso del uso de la energía. Nuestra esperanza radica en buscar fuentes más limpias para satisfacer una mayor parte de nuestras demandas de energía.

Represas. En la mayoría de los lugares, la mayor amenaza para las represas en el futuro es el aumento de inundaciones y roturas por tormentas. Si bien la falta de flujo de agua debido a la sequía puede ser un problema en algunos lugares, un estudio del Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología mostró que “el aumento en la duración de la sequía y el volumen deficitario [no] afectarían la producción de energía o la operación del embalse”.

Por otro lado, el estudio también mostró que con el aumento de las tormentas, “la probabilidad total de falla hidrológica de [una] represa aumentará en el clima futuro”. Esto sucede cuando las represas se sobrecargan con agua y se desbordan o se rompen.

Además, en una conferencia sobre el 4 de octubre discutiendo el aumento del nivel del mar, el profesor de derecho William and Mary, elizabeth andres, muestra que estos efectos ya están ocurriendo. Para citarla, cuando “el huracán Floyd golpeó [Tidewater, VA] en septiembre de 1999, se rompieron 13 represas y muchas más resultaron dañadas, y como resultado, se modificó la ley de seguridad de represas de Virginia”. Por lo tanto, con el aumento de las tormentas, tendremos que invertir mucho más en la infraestructura de seguridad de las represas.

Energía verde. Un gran problema cuando se habla de cambio climático y energía es nuestro uso de combustibles fósiles. Mientras sigamos quemando combustibles fósiles, seguiremos empeorando el cambio climático.

Con esto en mente, las fuentes de energía limpias y sostenibles se volverán esenciales. Estos incluirán el uso viento, solary geotérmica fuentes de energía, así como nuevos conceptos para hacer más eficiente y accesible la captación de energía, como el Árbol Verde Botánico Solar que cosecha energía eólica y solar.

Construcción

Construyendo regulaciones. Los cambios en el clima y el nivel del mar nos van a empujar a tener edificios mejor adaptados. Es cuestionable si obtenemos o no estas mejoras necesarias como prevención o como reacción, pero eventualmente tendrá que suceder. 

En los lugares donde las inundaciones son el problema, habrá más requisitos de infraestructura elevada y resistencia a las inundaciones. Esto incluirá cualquier nueva construcción en el futuro, así como el mantenimiento de nuestros edificios actuales, para garantizar que ambos sean resistentes a las inundaciones. Las inundaciones son una de los desastres más costosos después de los terremotos, por lo que es crucial asegurarse de que los edificios tengan cimientos sólidos y se eleven por encima de la línea de inundación. De hecho, el aumento de las inundaciones puede hacer que algunos lugares queden fuera del alcance de la construcción por completo. 

En cuanto a los lugares con escasez de agua, los edificios tendrán que ser mucho más eficientes en el uso del agua. Esto significa cambios como inodoros, duchas y grifos de bajo flujo. En determinadas zonas, puede que incluso tengamos que despedirnos de los baños. Lo sé. Esto también me molesta.

Además, los edificios necesitarán un mejor aislamiento y arquitectura para promover una calefacción y refrigeración eficientes. Como se discutió anteriormente, el aire acondicionado se está volviendo mucho más necesario en muchos lugares, por lo que asegurarse de que los edificios ayuden a aliviar parte de esta demanda será de gran ayuda.

Por último, una innovación que empieza a llegar a las ciudades son techos verdes. Esto significa tener jardines, césped o alguna forma de plantas en los techos de los edificios. Puede preguntar cuál es el objetivo de los jardines en la azotea y sorprenderse al saber que en realidad tienen grandes beneficios, que incluyen aislar la temperatura y el sonido, absorber la lluvia, mejorar la calidad del aire, reducir las "islas de calor", aumentar la biodiversidad y, en general, ser bonitos. Estos techos verdes mejoran tanto los entornos del centro de la ciudad que las ciudades comenzarán a requerirlos o paneles solares para cada nuevo edificio. San Francisco ya ha hecho esto!

Playas y costas. La construcción costera es cada vez menos práctica. Aunque todo el mundo ama una propiedad junto al mar, con el aumento del nivel del mar, estos lugares lamentablemente serán los primeros en terminar bajo el agua. Quizás lo único positivo de esto sería para la gente un poco más tierra adentro, porque pronto podrían estar mucho más cerca de la playa. Sin embargo, la construcción cerca del océano tendrá que detenerse, porque ninguno de esos edificios será sostenible con el aumento de las tormentas y el aumento de las mareas.

Malecones. Cuando se trata de malecones, seguirán volviéndose más comunes y utilizados en exceso en nuestro intento de hacer frente al cambio climático. un artículo de Scientific American predice que “todos los países del mundo construirán muros para defenderse del aumento del nivel del mar dentro de 90 años, porque el costo de las inundaciones será más caro que el precio de los proyectos de protección”. Ahora bien, lo que no sabía antes de investigar un poco más es que esta forma de prevenir las mareas altas hace muchas cosas daños al medio ambiente costero. Tienden a empeorar la erosión costera y estropear las formas naturales de supervivencia de la costa.

Una alternativa que podemos empezar a ver en las costas es algo llamado “costas vivas”. Estos son procesos “estructuras basadas en la naturaleza”, como marismas, dunas de arena, manglares o arrecifes de coral que hacen lo mismo que los diques, pero también proporcionan un hábitat a las aves marinas y otras criaturas. Con un poco de suerte en las normas de construcción, estas versiones ecológicas de los malecones pueden convertirse en un actor principal de protección, especialmente en áreas costeras protegidas como los sistemas fluviales, la Bahía de Chesapeake y los Grandes Lagos.

Canales de agua e infraestructura verde

Habiendo crecido en California, la sequía siempre ha sido un tema constante de conversación. Desafortunadamente, este es un problema que no está mejorando con el cambio climático. Una solución que sigue entrando en el debate es la infraestructura que transfiere agua desde otros lugares, como Seattle o Alaska. Sin embargo, una mirada más cercana muestra que esto no es práctico. En cambio, una forma diferente de infraestructura de ahorro de agua es algo que se llama "infraestructura verde". Esto significa usar estructuras como barriles de lluvia para recolectar agua de lluvia y usarla para cosas como inodoros y riego de jardines o agricultura. Mediante el uso de estas técnicas, un estudio estimó que California podría ahorrar 4.5 billones de galones de agua.

Otro aspecto de la infraestructura verde incorpora la recarga de agua subterránea a través de más áreas de la ciudad que absorben agua. Esto incluye pavimentos más permeables, jardines de agua de lluvia diseñados específicamente para absorber agua adicional y simplemente tener más espacio para plantas alrededor de la ciudad para que el agua de lluvia pueda penetrar en el agua subterránea. El análisis mencionado anteriormente estimó que el valor de esta recarga de agua subterránea en ciertas áreas sería más de $ 50 millones.

Aguas residuales y residuos

Aguas residuales. Dejé el mejor tema para el final, obviamente. El mayor cambio en la infraestructura de alcantarillado como resultado del cambio climático será hacer que las plantas de tratamiento sean más efectivas y que todo el sistema sea más tolerante a las inundaciones. En lugares con inundaciones, ahorita el problema es que los sistemas de alcantarillado no están preparados para tomar mucha agua. Esto significa que cuando ocurre una inundación, las aguas residuales se dirigen directamente a los arroyos o ríos cercanos, o el agua de la inundación se infiltra en las tuberías de aguas residuales y obtenemos algo llamado "desbordamiento de alcantarillado sanitario.” El nombre se explica por sí mismo, pero es básicamente cuando las alcantarillas se desbordan y esparcen aguas residuales concentradas y sin tratar en el entorno circundante. Probablemente puedas imaginar los problemas detrás de esto. Si no, piense en la línea de una gran cantidad de contaminación del agua y la enfermedad resultante. La infraestructura futura tendrá que encontrar nuevas formas de lidiar con el desbordamiento y vigilar más de cerca su mantenimiento.

Por otro lado, en lugares con sequía, hay varios otros conceptos dando vueltas con respecto al sistema de alcantarillado. Uno es usar menos agua en el sistema por completo, para usar esa agua extra para otras necesidades. Sin embargo, entonces tenemos que preocuparnos por la concentración de aguas residuales, cómo podemos tratarlas con éxito y cuán dañinas serán esas aguas residuales concentradas en la infraestructura. Otro concepto con el que podemos comenzar a jugar será la reutilización del agua después del tratamiento, lo que hará que la calidad del agua filtrada sea aún más importante.

Agua de tormenta. Ya he hablado bastante sobre los problemas detrás de las aguas pluviales y las inundaciones, así que intentaré no repetirme demasiado. En una conferencia sobre “Restauración de la bahía de Chesapeake para 2025: ¿vamos por buen camino?”, el abogado principal de la Fundación de la Bahía de Chesapeake, peggy sanner, planteó el tema de la contaminación por escorrentía de las aguas pluviales, diciendo que es “uno de los mayores sectores de contaminación”. Sanner explica que una gran solución para la contaminación de las aguas pluviales depende de cómo podemos disminuir las inundaciones; es decir, tener más tierra que pueda absorber agua. Ella dice: "Una vez que se infiltra en el suelo, esa escorrentía se ralentiza, se enfría y se limpia y luego, a menudo, ingresa a la vía fluvial a través del agua subterránea". Sin embargo, admite que implementar estas nuevas formas de infraestructura suele ser muy costoso y lleva mucho tiempo. Esto significa que, si tenemos suerte, quizás veamos más de esto en los próximos 15 a 25 años.

Residuos. Por último, tenemos sus residuos generales. Se espera que el cambio más grande con esta parte de la sociedad sea reducirla. Cuando observamos las estadísticas, las instalaciones de desechos como vertederos, incineradores, compost e incluso el reciclaje por sí mismos causan hasta el cinco por ciento de las emisiones de gases de efecto invernadero en los Estados Unidos. Esto puede no parecer mucho, pero una vez que lo combinas con la forma en que todas esas cosas llegaron a la basura (producción, transporte y reciclaje), asciende a aproximadamente 42 por ciento de las emisiones de gases de efecto invernadero de EE. UU..

Con tanto impacto, no hay forma de que podamos mantener esta cantidad de desechos sin empeorar el cambio climático. Incluso si reducimos nuestra visión y observamos los efectos solo en la infraestructura, ya parece bastante malo. Con suerte, al implementar una multitud de las soluciones y prácticas antes mencionadas, la humanidad puede comenzar a tener un tipo diferente de impacto: uno para mejor.