Cambiare infrastruttura per un clima che cambia

Mentre il cambiamento climatico inizia a colpire il pianeta, l'infrastruttura della nostra società dovrà subire alcuni seri cambiamenti. L'infrastruttura include cose come i nostri metodi di trasporto, l'approvvigionamento di energia e acqua, i sistemi fognari e di scarico. Il problema con il cambiamento climatico, tuttavia, è che non influirà su nessun singolo luogo allo stesso modo. Ciò significa che ci saranno molti stili diversi per far fronte a problemi come la siccità, l'innalzamento del livello del mare, le inondazioni, i tornado, il caldo o il freddo estremi e le tempeste.

In questo articolo, fornirò una panoramica generale delle diverse strategie per la nostra futura infrastruttura resistente al clima. Tieni però presente che ogni singolo luogo dovrà fare i propri studi site specific per trovare le soluzioni migliori per le proprie esigenze.

Trasporti in Damanhur

Strade. Sono costose da mantenere così come sono, ma con i danni aggiuntivi causati da inondazioni, precipitazioni, caldo e gelo, la manutenzione delle strade diventerà molto più costosa. Le strade asfaltate dove le precipitazioni e le inondazioni sono un problema faranno fatica a gestire tutta l'acqua in eccesso. Il problema con i materiali che abbiamo ora è che, a differenza dei paesaggi naturali, non assorbono quasi l'acqua. Poi abbiamo tutta quest'acqua in più che non sa dove andare, alla fine allagando strade e città. Le precipitazioni aggiuntive danneggeranno anche la segnaletica orizzontale sulle strade asfaltate e causeranno maggiore erosione sulle strade non asfaltate. Il Rapporti EPA che questo problema sarebbe particolarmente drammatico negli Stati Uniti nella regione dei Grandi Piani, richiedendo potenzialmente fino a 3.5 miliardi di dollari di riparazioni entro il 2100.

Nei luoghi in cui il caldo estremo è più preoccupante, le alte temperature causeranno crepe più frequenti sulle strade asfaltate e richiederanno più manutenzione. I marciapiedi assorbono anche più calore, trasformando le città in questi punti di calore super intensi e pericolosi. Con questo in mente, i luoghi con temperature più calde possono iniziare a utilizzare forme di "marciapiede fresco. "

Se continuiamo a emettere la stessa quantità di gas serra che emettiamo attualmente, l'EPA prevede che entro il 2100 i costi di adattamento all'interno degli Stati Uniti sulle strade potrebbero salire a fino a 10 miliardi di dollari. Questa stima inoltre non include ulteriori danni causati dall'innalzamento del livello del mare o da inondazioni da tempesta, quindi sarebbe probabilmente ancora più alta. Tuttavia, con una maggiore regolamentazione sulle emissioni di gas serra, stimano che potremmo evitare $ 4.2 - $ 7.4 miliardi di questi danni.

Ponti e autostrade. Queste due forme di infrastruttura avranno bisogno dei maggiori cambiamenti nelle città costiere ea basso livello del mare. Man mano che le tempeste diventano più intense, i ponti e le autostrade corrono il rischio di diventare più vulnerabili sia a causa dello stress che il vento e l'acqua extra esercitano su di loro, sia a causa dell'invecchiamento generale.

Con i ponti in particolare, il pericolo più grande è qualcosa chiamato setacciare. Questo è quando l'acqua in rapido movimento sotto il ponte lava via i sedimenti che sostengono le sue fondamenta. Con corpi idrici in continua crescita a causa dell'aumento della pioggia e del livello del mare in aumento, la perlustrazione continuerà a peggiorare. Due modi attuali che l'EPA suggerisce per aiutare a combattere questo problema in futuro sono l'aggiunta di più rocce e sedimenti per stabilizzare le fondazioni dei ponti e l'aggiunta di più cemento per rafforzare i ponti in generale.

Trasporto pubblico. Successivamente, consideriamo i trasporti pubblici come autobus urbani, metropolitane, treni e metropolitane. Con la speranza di ridurre le nostre emissioni di carbonio, molte più persone prenderanno i mezzi pubblici. All'interno delle città, ci sarà una quantità maggiore di linee di autobus o ferrovie da percorrere e la quantità complessiva di autobus e treni aumenterà per fare spazio a un numero maggiore di persone. Tuttavia, il futuro riserva una serie di spaventose possibilità per il trasporto pubblico, in particolare a causa di inondazioni e caldo estremo.

Con le inondazioni, i tunnel e il trasporto sotterraneo per le ferrovie ne risentiranno. Questo ha senso perché i luoghi che si allagheranno per primi sono i terreni più bassi. Quindi aggiungi le linee elettriche utilizzate dai metodi di trasporto come la metropolitana e le metropolitane e abbiamo un pericolo pubblico definito. In effetti, abbiamo già iniziato a vedere questo tipo di inondazioni in luoghi come New York City, dall'uragano Sandy, e sta solo peggiorando.   a queste minacce includono cambiamenti infrastrutturali come la costruzione di griglie di ventilazione rialzate per ridurre l'acqua piovana, la costruzione di elementi protettivi come muri di contenimento e, in alcuni luoghi, il trasferimento di alcune delle nostre infrastrutture di trasporto in aree meno vulnerabili.

Per quanto riguarda il caldo estremo, sei mai stato sui mezzi pubblici urbani durante l'ora di punta in estate? Ti do un indizio: non è divertente. Anche se c'è l'aria condizionata (spesso non c'è), con così tante persone ammassate come sardine, è difficile tenere bassa la temperatura. Questa quantità di calore può portare a molti pericoli reali, come l'esaurimento da calore per le persone che viaggiano sui mezzi pubblici. Per ridurre questo problema, le infrastrutture dovranno avere condizioni meno affollate o migliori forme di condizionamento dell'aria.

Infine, è noto che il calore estremo causa binari deformati, noto anche come "calore piega", lungo le linee ferroviarie. Entrambi rallentano i treni e richiedono riparazioni aggiuntive e più costose per il trasporto.

Trasporto aereo. Una delle cose più importanti a cui pensare riguardo ai viaggi in aereo è che l'intera operazione dipende relativamente dalle condizioni meteorologiche. Per questo motivo, gli aerei dovranno diventare più resistenti sia al caldo intenso che alle forti tempeste. Altre considerazioni sono le effettive piste degli aerei, perché molte sono vicine al livello del mare e vulnerabili alle inondazioni. Le mareggiate renderanno sempre più piste non disponibili per periodi di tempo più lunghi. Per risolvere questo problema, potremmo iniziare a sollevare le piste su strutture più alte o trasferire molti dei nostri principali aeroporti. 

Trasporto marittimo. Anche i porti e i porti subiranno alcuni cambiamenti extra a causa dell'innalzamento del mare e dell'aumento delle tempeste sulle coste. Alcune delle strutture dovranno probabilmente essere innalzate più in alto o fortificate di più solo per tollerare l'innalzamento del livello del mare.

Energia

Aria condizionata e riscaldamento. Mentre il cambiamento climatico porta il calore a nuovi estremi, la necessità di aria condizionata aumenterà alle stelle. Luoghi in tutto il mondo, in particolare le città, si stanno riscaldando a temperature mortali senza aria condizionata. Secondo il Centro per il clima e Energy Solutions, "il caldo estremo è il disastro naturale più mortale negli Stati Uniti, uccidendo in media più persone di uragani, fulmini, tornado, terremoti e inondazioni messi insieme".

Sfortunatamente, mentre questa domanda di energia aumenta, la nostra capacità di fornire energia sta diminuendo. Poiché i nostri attuali metodi di produzione di energia sono una delle principali fonti di cambiamento climatico causato dall'uomo, ci stiamo bloccando in questo circolo vizioso del consumo di energia. La nostra speranza risiede nella ricerca di fonti più pulite per soddisfare maggiormente il nostro fabbisogno energetico.

Dighe. Nella maggior parte dei luoghi, la più grande minaccia per le dighe in futuro è l'aumento delle inondazioni e la rottura delle tempeste. Mentre la mancanza di flusso d'acqua a causa della siccità può essere un problema in alcuni luoghi, uno studio del Università norvegese di scienza e tecnologia ha mostrato che "l'aumento della durata della siccità e del volume del deficit [non influenzerebbe] la produzione di energia o il funzionamento del serbatoio".

D'altra parte, lo studio ha anche mostrato che con l'aumento delle tempeste, "la probabilità totale di fallimento idrologico di [una] diga aumenterà nel clima futuro". Ciò accade quando le dighe vengono sovraccaricate dall'acqua e traboccano o si rompono.

Inoltre, in una conferenza sul 4 ottobre discutendo l'innalzamento del livello del mare, William e Mary professore di diritto, Elisabetta Andrews, mostra che questi effetti sono già in atto. Per citarla, quando "l'uragano Floyd ha colpito [Tidewater, VA] nel settembre del 1999, 13 dighe sono state violate e molte altre sono state danneggiate e, di conseguenza, la legge sulla sicurezza delle dighe della Virginia è stata modificata". Pertanto, con l'aumento delle tempeste, dovremo investire molto di più nelle infrastrutture di sicurezza delle dighe.

Energia verde. Un grosso problema quando si parla di cambiamento climatico ed energia è il nostro uso di combustibili fossili. Finché continueremo a bruciare combustibili fossili, continueremo a peggiorare il cambiamento climatico.

Con questo in mente, le fonti energetiche pulite e sostenibili diventeranno essenziali. Questi includeranno l'utilizzo vento, solaree geotermico fonti, nonché nuovi concetti per rendere la cattura dell'energia più efficiente e accessibile, come il Albero verde SolarBotanic che raccoglie sia l'energia eolica che quella solare.

Costruzione

Regolamento edilizio. I cambiamenti del clima e del livello del mare ci spingeranno ad avere edifici meglio adattati. Se otteniamo o meno questi miglioramenti necessari come prevenzione o come reazione è discutibile, ma alla fine dovrà accadere. 

Nei luoghi in cui il problema sono le inondazioni, ci saranno più requisiti per infrastrutture rialzate e resistenza alle inondazioni. Ciò includerà qualsiasi nuova costruzione in futuro, oltre alla manutenzione dei nostri edifici attuali, per garantire che entrambi siano resistenti alle inondazioni. Le inondazioni sono una delle i disastri più costosi dopo i terremoti, quindi è fondamentale assicurarsi che gli edifici abbiano solide fondamenta e siano sollevati sopra la linea di alluvione. In effetti, l'aumento delle inondazioni potrebbe rendere alcune località completamente vietate alla costruzione. 

Per quanto riguarda i luoghi con mancanza d'acqua, gli edifici dovranno diventare molto più efficienti dal punto di vista idrico. Ciò significa cambiamenti come servizi igienici a basso flusso, docce e rubinetti. In alcune zone, potremmo persino dover dire addio ai bagni. Lo so. Questo sconvolge anche me.

Inoltre, gli edifici avranno bisogno di un isolamento e di un'architettura migliori per promuovere un riscaldamento e un raffreddamento efficienti. Come discusso in precedenza, l'aria condizionata sta diventando molto più necessaria in molti luoghi, quindi assicurarsi che gli edifici aiutino ad alleviare parte di questa domanda sarà di grande aiuto.

Infine, un'innovazione che inizia a entrare nelle città sono tetti verdi. Ciò significa avere giardini, erba o qualche forma di piante sui tetti degli edifici. Potresti chiedere qual è lo scopo dei giardini pensili e rimanere sorpreso di sapere che in realtà hanno enormi vantaggi, tra cui l'isolamento termico e acustico, l'assorbimento della pioggia, il miglioramento della qualità dell'aria, la riduzione delle "isole di calore", l'aggiunta di biodiversità e, in generale, l'essere belli. Questi tetti verdi migliorano così tanto gli ambienti urbani che le città inizieranno a richiedere loro o pannelli solari per ogni nuovo edificio. San Francisco ha già fatto questo!

Spiagge e coste. L'edilizia costiera sta diventando sempre meno pratica. Anche se tutti amano una proprietà al mare, con il livello del mare in aumento, queste località saranno purtroppo le prime a finire sott'acqua. Forse l'unica cosa positiva di questo sarebbe per le persone un po' più all'interno, perché presto potrebbero essere molto più vicine alla spiaggia. In realtà, però, la costruzione vicino all'oceano dovrà fermarsi, perché nessuno di quegli edifici sarà sostenibile con l'aumento delle tempeste e delle maree in aumento.

Dighe. Quando si tratta di Seawalls, continueranno a diventare più comuni e abusati nel nostro tentativo di far fronte al cambiamento climatico. Un articolo di Scientific American prevede che "ogni paese del mondo costruirà muri per difendersi dall'innalzamento del mare entro 90 anni, perché il costo delle inondazioni sarà più costoso del prezzo dei progetti di protezione". Ora, quello che non sapevo prima di fare qualche ricerca extra è che questa forma per prevenire l'innalzamento delle maree fa molto danni all'ambiente costiero. Tendono a peggiorare l'erosione costiera ea rovinare le forme naturali di adattamento della costa.

Un'alternativa che potremmo iniziare a vedere sulle coste è qualcosa chiamato "coste viventi". È prodotto in "strutture basate sulla natura", come paludi, dune di sabbia, mangrovie o barriere coralline che fanno tutte le stesse cose delle dighe, ma danno anche un habitat agli uccelli marini e ad altre creature. Con un po' di fortuna nei regolamenti edilizi, queste versioni verdi delle dighe marittime possono diventare un importante attore protettivo, specialmente nelle aree costiere riparate come i sistemi fluviali, la baia di Chesapeake e i Grandi Laghi.

Canali d'acqua e infrastrutture verdi

Essendo cresciuto in California, la siccità è sempre stata un argomento di conversazione costante. Sfortunatamente, questo è un problema che non migliora con il cambiamento climatico. Una soluzione che continua a essere lanciata nel dibattito è l'infrastruttura che trasferisce l'acqua da altri luoghi, come ad esempio Seattle o l'Alaska. Eppure uno sguardo più attento mostra che questo non è pratico. Invece, una diversa forma di infrastruttura per il risparmio idrico è qualcosa chiamata "infrastruttura verde". Ciò significa utilizzare strutture come i barili per la pioggia essenzialmente per raccogliere l'acqua piovana e usarla per cose come lo sciacquone dei bagni e l'irrigazione dei giardini o dell'agricoltura. Utilizzando queste tecniche, uno studio ha stimato che la California potrebbe risparmiare 4.5 trilioni di litri d'acqua.

Un altro aspetto dell'infrastruttura verde comprende la ricarica dell'acqua sotterranea attraverso la presenza di più aree urbane che assorbono l'acqua. Ciò include marciapiedi più permeabili, giardini di acqua piovana appositamente progettati per assorbire acqua extra e semplicemente avere più spazio vegetale intorno alla città in modo che l'acqua piovana possa assorbire l'acqua freatica. L'analisi precedentemente citata stimava che il valore di questa ricarica di acque sotterranee in alcune aree sarebbe stato oltre $ 50 milioni.

Liquami e rifiuti

Liquame. Ho salvato l'argomento migliore per ultimo, ovviamente. Il più grande cambiamento nelle infrastrutture fognarie a seguito del cambiamento climatico renderà gli impianti di trattamento più efficaci e l'intero sistema più tollerante alle inondazioni. In luoghi con inondazioni, in questo momento il problema è che i sistemi fognari non sono predisposti per assorbire molta acqua. Ciò significa che quando si verifica un'alluvione o le acque reflue vengono dirette direttamente nei corsi d'acqua o nei fiumi vicini, oppure l'acqua dell'inondazione si infiltra nei tubi delle acque reflue e otteniamo qualcosa chiamato "straripamento fognature sanitarie.” Il nome è autoesplicativo, ma è fondamentalmente quando le fogne traboccano e diffondono acque reflue concentrate e grezze nell'ambiente circostante. Probabilmente puoi immaginare i problemi alla base di questo. In caso contrario, pensa sulla falsariga di un sacco di contaminazione dell'acqua e delle malattie che ne derivano. L'infrastruttura futura dovrà trovare nuovi modi per affrontare l'overflow e tenere d'occhio la sua manutenzione.

D'altra parte, in luoghi con siccità, ci sono molti altri concetti che circolano riguardo al sistema fognario. Uno sta utilizzando completamente meno acqua nel sistema, per utilizzare quell'acqua in più per altre esigenze. Tuttavia, dobbiamo preoccuparci della concentrazione delle acque reflue, di come possiamo trattarle con successo e di quanto dannose saranno le acque reflue concentrate sull'infrastruttura. Un altro concetto con cui potremmo iniziare a giocare sarà il riutilizzo dell'acqua dopo il trattamento, rendendo ancora più importante la qualità dell'acqua filtrata.

Acqua piovana. Ho già parlato abbastanza dei problemi legati all'acqua piovana e alle inondazioni, quindi cercherò di non ripetermi troppo. In una conferenza su “Ripristino della baia di Chesapeake entro il 2025: siamo sulla buona strada?”, l'avvocato senior della Chesapeake Bay Foundation, Peggy Sanner, ha sollevato la questione dell'inquinamento da deflusso delle acque piovane, affermando che si tratta di "uno dei maggiori settori di inquinamento". Sanner spiega che una grande soluzione per l'inquinamento delle acque piovane va di pari passo con il modo in cui possiamo ridurre le inondazioni; cioè avere più terra in grado di assorbire acqua. Dice: "Una volta che si è infiltrato nel terreno, quel deflusso rallenta, si raffredda e si ripulisce e poi spesso entra nel corso d'acqua attraverso le falde acquifere". Tuttavia, ammette che mettere in atto queste nuove forme di infrastruttura è di solito molto costoso e richiede molto tempo. Ciò significa che, se siamo fortunati, forse ne vedremo di più nei prossimi 15 o 25 anni.

Rifiuto. Infine, abbiamo i tuoi rifiuti generici. Si spera che il cambiamento più grande con questa parte della società sia la sua riduzione. Quando guardiamo alle statistiche, le strutture di smaltimento dei rifiuti come discariche, inceneritori, compost e persino il riciclaggio da sole causano fino al cinque percento delle emissioni di gas serra negli Stati Uniti. Potrebbe non sembrare molto, ma una volta combinato con il modo in cui tutta quella roba è finita nella spazzatura (produzione, trasporto e riciclaggio), ammonta a circa 42 per cento delle emissioni di gas serra degli Stati Uniti.

Con un tale impatto, non c'è modo di riuscire a mantenere questa quantità di rifiuti senza peggiorare il cambiamento climatico. Anche restringendo la visuale e osservando solo gli effetti sulle infrastrutture, sembra già abbastanza grave. Si spera che, mettendo in atto una moltitudine delle suddette soluzioni e pratiche, l'umanità possa iniziare ad avere un diverso tipo di impatto: uno per il meglio.