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Infrastrutture 3.0, ricostruire le megalopoli di domani: Future of Cities P6

David Tal, editore, futurista
@DavidTalWrites
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Mar, 09 / 15 / 2020 - 08: 56

200,000 persone migrano ogni giorno nelle città di tutto il mondo. Quasi 70 per cento del mondo vivrà nelle città entro il 2050, più vicino al 90% in Nord America ed Europa.

Il problema?

Le nostre città non sono state progettate per accogliere il rapido afflusso di persone che ora si stabiliscono all'interno dei loro prefissi. L'infrastruttura chiave da cui dipendono gran parte delle nostre città per sostenere la popolazione in crescita è stata in gran parte costruita da 50 a 100 anni fa. Inoltre, le nostre città sono state costruite per un clima completamente diverso e non ben adattate agli eventi climatici estremi che si verificano oggi, e ciò continuerà ad accadere nei prossimi decenni con l'intensificarsi del cambiamento climatico.

Nel complesso, affinché le nostre città, le nostre case, sopravvivano e crescano nel prossimo quarto di secolo, devono essere ricostruite più forti e più sostenibili. Nel corso di questo capitolo conclusivo della nostra serie Future of Cities, esploreremo i metodi e le tendenze che guidano la rinascita delle nostre città.

Infrastrutture che crollano intorno a noi

A New York City (dati 2015), ci sono più di 200 scuole costruite prima degli anni '1920 e oltre 1,000 miglia di condutture idriche e 160 ponti che hanno più di 100 anni. Di questi ponti, uno studio del 2012 ha rilevato che 47 erano sia strutturalmente carenti che fratturati. Il sistema di segnalamento della linea principale della metropolitana di New York sta superando i suoi 50 anni di vita utile. Se tutto questo marciume esiste in una delle città più ricche del mondo, cosa puoi supporre sullo stato di conservazione della tua città?

In generale, l'infrastruttura che si trova nella maggior parte delle città oggi è stata costruita per il 20° secolo; ora la sfida sta nel modo in cui ristrutturare o sostituire questa infrastruttura per il 21° secolo. Non sarà un'impresa facile. L'elenco delle riparazioni necessarie per raggiungere questo obiettivo è lungo. In prospettiva, il 75% dell'infrastruttura che sarà installata entro il 2050 non esiste oggi.

E non è solo nel mondo sviluppato che mancano le infrastrutture; si può sostenere che la necessità sia ancora più pressante nel mondo in via di sviluppo. Strade, autostrade, ferrovie ad alta velocità, telecomunicazioni, impianti idraulici e fognari, alcune regioni dell'Africa e dell'Asia necessitano dei lavori.

Secondo un rapporto di Navigant Research, nel 2013 il patrimonio edilizio mondiale ammontava a 138.2 miliardi di m2, di cui il 73% in edifici residenziali. Questo numero aumenterà a 171.3 miliardi di m2 nei prossimi 10 anni, espandendosi a un tasso di crescita annuale composto di poco più del due percento: gran parte di questa crescita avverrà in Cina, dove vengono aggiunti 2 miliardi di m2 di edifici residenziali e commerciali ogni anno.

Complessivamente, il 65% della crescita globale delle costruzioni per il prossimo decennio avverrà nei mercati emergenti, con almeno 1 trilione di dollari di investimenti annuali necessari per colmare il divario con il mondo sviluppato.

Nuovi strumenti per ricostruire e sostituire le infrastrutture

Proprio come gli edifici, la nostra futura infrastruttura trarrà grandi benefici dalle innovazioni costruttive descritte per la prima volta in capitolo tre di questa serie. Queste innovazioni includono l'uso di:

Componenti edili prefabbricati avanzati che consentono ai lavoratori edili di costruire strutture proprio come usare i pezzi Lego.
Lavoratori edili robotici che aumentano (e in alcuni casi sostituiscono) il lavoro dei lavoratori edili umani, migliorando la sicurezza sul lavoro, la velocità di costruzione, la precisione e la qualità complessiva.
Stampanti 3D su scala edilizia che applicheranno il processo di produzione additiva per costruire case ed edifici a grandezza naturale versando il cemento strato dopo strato in modo finemente controllato.
Architettura aleatoria—una tecnica costruttiva lontana dal futuro — che consente agli architetti di concentrarsi sul design e sulla forma del prodotto da costruzione finale e quindi fare in modo che i robot mettano in opera la struttura utilizzando sostanze da costruzione progettate su misura.

Per quanto riguarda i materiali, le innovazioni includeranno progressi nel calcestruzzo e nelle materie plastiche da costruzione che hanno proprietà uniche. Tali innovazioni includono un nuovo calcestruzzo per le strade che è sorprendentemente permeabile, consentendo all'acqua di attraversarlo in modo da evitare allagamenti estremi o condizioni stradali scivolose. Un altro esempio è concreto che può guarire se stesso da crepe causate dall'ambiente o da terremoti.

Come finanzieremo tutta questa nuova infrastruttura?

È chiaro che dobbiamo riparare e sostituire la nostra infrastruttura. Siamo fortunati che i prossimi due decenni vedranno l'introduzione di una varietà di nuovi strumenti e materiali di costruzione. Ma come pagheranno i governi per tutte queste nuove infrastrutture? E dato l'attuale clima politico polarizzato, come faranno i governi a superare i budget giganteschi necessari per intaccare il nostro arretrato infrastrutturale?

In generale, trovare i soldi non è il problema. I governi possono stampare denaro a piacimento se ritengono che andrà a beneficio di un numero sufficiente di elettori elettorali. È per questo motivo che i progetti infrastrutturali una tantum sono diventati i politici delle carote che penzolano davanti agli elettori prima della maggior parte delle campagne elettorali. Gli operatori storici e gli sfidanti spesso competono su chi finanzierà i ponti, le autostrade, le scuole e le metropolitane più recenti, spesso ignorando la menzione di semplici riparazioni alle infrastrutture esistenti. (Di norma, la creazione di nuove infrastrutture attira più voti rispetto alla riparazione di infrastrutture esistenti o invisibili, come le fognature e le condutture idriche.)

Questo status quo è il motivo per cui l'unico modo per migliorare in modo completo il nostro deficit infrastrutturale nazionale è aumentare il livello di consapevolezza pubblica sulla questione e la spinta del pubblico (rabbia e forconi) a fare qualcosa al riguardo. Ma fino a quando ciò non accadrà, questo processo di rinnovamento rimarrà nel migliore dei casi frammentario fino alla fine degli anni 2020, quando emergeranno una serie di tendenze esterne, che guideranno la domanda di costruzione di infrastrutture in grande stile.

In primo luogo, i governi di tutto il mondo sviluppato cominceranno a registrare tassi record di disoccupazione, in gran parte a causa della crescita dell'automazione. Come spiegato nel ns Futuro del lavoro serie, l'intelligenza artificiale avanzata e la robotica sostituiranno sempre più il lavoro umano in un'ampia gamma di discipline e settori.

In secondo luogo, modelli ed eventi climatici sempre più gravi si verificheranno a causa del cambiamento climatico, come delineato nel ns Futuro del cambiamento climatico serie. E come discuteremo più avanti, le condizioni meteorologiche estreme causeranno il guasto della nostra infrastruttura esistente a un ritmo molto più veloce di quanto la maggior parte dei comuni sia preparata.

Per affrontare queste doppie sfide, i governi disperati si rivolgeranno finalmente alla collaudata strategia di make-work, lo sviluppo delle infrastrutture, con enormi sacchi di denaro. A seconda del Paese, questo denaro può provenire semplicemente da nuove tasse, nuovi titoli di Stato, nuove modalità di finanziamento (descritte più avanti) e, sempre più, da partenariati pubblico-privato. Indipendentemente dal costo, i governi lo pagheranno, sia per placare i disordini pubblici a causa della disoccupazione diffusa, sia per costruire infrastrutture a prova di clima per la prossima generazione.

Infatti, entro il 2030, con l'accelerazione dell'era dell'automazione del lavoro, i grandi progetti infrastrutturali potrebbero rappresentare una delle ultime grandi iniziative finanziate dal governo in grado di creare centinaia di migliaia di posti di lavoro non esportabili in un breve periodo di tempo.

A prova di clima le nostre città

Entro il 2040, i modelli e gli eventi climatici estremi metteranno a dura prova le nostre infrastrutture cittadine. Le regioni che soffrono di caldo estremo potrebbero vedere gravi solchi delle loro strade, aumento della congestione del traffico a causa di guasti diffusi agli pneumatici, pericolose deformazioni dei binari ferroviari e sistemi di alimentazione sovraccarichi dai condizionatori d'aria messi in funzione.

Le regioni con precipitazioni moderate potrebbero subire un aumento dell'attività di tempeste e tornado. Le forti piogge causeranno il sovraccarico della rete fognaria con conseguenti miliardi di danni da inondazione. Durante l'inverno, queste aree potrebbero vedere nevicate improvvise e di notevoli dimensioni, misurate in piedi a metri.

E per quei centri popolati che si trovano lungo la costa o nelle zone basse, come l'area della baia di Chesapeake negli Stati Uniti o la maggior parte del Bangladesh meridionale o città come Shanghai e Bangkok, questi luoghi potrebbero subire forti mareggiate. E se il livello del mare dovesse aumentare più velocemente del previsto, potrebbe anche causare massicce migrazioni di rifugiati climatici da queste aree colpite nell'entroterra.

A parte tutti questi scenari apocalittici, è giusto notare che le nostre città e le nostre infrastrutture sono in parte responsabili di tutto questo.

Il futuro è un'infrastruttura verde

Il 47% delle emissioni globali di gas serra proviene dai nostri edifici e dalle nostre infrastrutture; consumano anche il 49 per cento dell'energia mondiale. Gran parte di queste emissioni e del consumo di energia sono rifiuti completamente evitabili che esistono a causa della mancanza di fondi per la manutenzione di edifici e infrastrutture su larga scala. Esistono anche a causa di inefficienze strutturali dovute agli standard di costruzione obsoleti prevalenti negli anni '1920 e '50, quando furono costruiti la maggior parte degli edifici e delle infrastrutture esistenti.

Tuttavia, questo stato attuale offre un'opportunità. UN rapporto dal National Renewable Energy Laboratory del governo degli Stati Uniti ha calcolato che se lo stock di edifici della nazione fosse adattato utilizzando le ultime tecnologie e codici edilizi di efficienza energetica, potrebbe ridurre il consumo energetico degli edifici del 60%. Inoltre, se i pannelli solari e finestre solari sono stati aggiunti a questi edifici in modo che potessero produrre tutta o tutta la propria energia, che la riduzione dell'energia potesse aumentare fino all'88%. Nel frattempo, uno studio del Programma delle Nazioni Unite per l'ambiente ha rilevato che iniziative simili, se attuate in tutto il mondo, potrebbero ridurre i tassi di emissione e ottenere risparmi energetici di oltre il 30%.

Naturalmente, niente di tutto questo sarebbe a buon mercato. L'attuazione dei miglioramenti infrastrutturali necessari per raggiungere questi obiettivi di riduzione dell'energia costerebbe circa 4 trilioni di dollari in 40 anni nei soli Stati Uniti (100 miliardi di dollari all'anno). Ma d'altro canto, il risparmio energetico a lungo termine derivante da questi investimenti sarebbe pari a 6.5 trilioni di dollari (165 miliardi di dollari all'anno). Supponendo che gli investimenti siano finanziati attraverso il futuro risparmio energetico generato, questo rinnovamento delle infrastrutture rappresenta un notevole ritorno sull'investimento.

In effetti, questo tipo di finanziamento, chiamato Contratti di Risparmio Condiviso, dove le apparecchiature vengono installate e quindi pagate dall'utente finale attraverso il risparmio energetico generato da tali apparecchiature, è ciò che sta guidando il boom del solare residenziale in gran parte del Nord America e dell'Europa. Aziende come Ameresco, SunPower Corp. e SolarCity, affiliata a Elon Musk, hanno utilizzato questi accordi di finanziamento per aiutare migliaia di proprietari di case private a uscire dalla rete e ad abbassare le bollette dell'elettricità. Allo stesso modo, Mutui verdi è uno strumento di finanziamento simile che consente alle banche e ad altre società di prestito di offrire tassi di interesse più bassi per le imprese e i proprietari di case che installano pannelli solari.

Trilioni per fare più trilioni

A livello mondiale, la nostra carenza di infrastrutture globali dovrebbe raggiungere i 15-20 trilioni di dollari entro il 2030. Ma come accennato in precedenza, questa carenza rappresenta un'enorme opportunità poiché potrebbe creare la chiusura di questo divario fino a 100 milioni di nuovi posti di lavoro e generano 6 trilioni di dollari all'anno in nuove attività economiche.

Questo è il motivo per cui i governi proattivi che ristrutturano gli edifici esistenti e sostituiscono le infrastrutture obsolete non solo posizioneranno il mercato del lavoro e le città per prosperare nel 21° secolo, ma lo faranno utilizzando molta meno energia e contribuendo molto meno emissioni di carbonio al nostro ambiente. Nel complesso, investire in infrastrutture è una vittoria su tutti i punti, ma ci vorrà un notevole impegno pubblico e volontà politica per realizzarlo.