L'impatto dei cambiamenti climatici sulla progettazione e la resilienza del sistema primario

Comprendere i sistemi primari in un cambiamento climatico

I sistemi primari costituiscono la spina dorsale della società moderna: le reti e i beni che forniscono energia, acqua, trasporto e comunicazione. Con l'accelerazione del cambiamento climatico, questi sistemi affrontano uno stress senza precedenti. L'aumento delle temperature globali, il cambiamento dei modelli di precipitazioni e gli eventi meteorologici estremi più frequenti minacciano direttamente l'affidabilità, la sicurezza e la durata delle infrastrutture critiche.

Come il cambiamento climatico influisce sui settori delle infrastrutture core

Ogni settore dei sistemi primari sperimenta il cambiamento climatico in modo diverso, ma temi comuni includono un aumento del rischio operativo, costi di manutenzione più elevati e la necessità di standard di progettazione flessibili.

Infrastrutture di trasporto

Strade, ponti, ferrovie, aeroporti e porti sono vulnerabili a una gamma di pericoli climatici. I materiali di estrazione possono causare binari a fibbia e asfalto per ammorbidire, mentre i sistemi di trasporto pesante e di inondazione ] erodere le basi del ponte e lavato le strade.

• Problemi legati al calore:[] L'espansione termica delle giunture di ponti, la deformazione ferroviaria e la longevità del pavimentamento ridotta.
• Rischi di umore:[[] Inondazione di strade, gallerie e stazioni di transito a bassa quota; aumento del carico dei sedimenti nei sistemi di drenaggio.
• Alzata del livello di mare:[[] Il tavolo permanente delle acque sotterranee si alza vicino alle coste, corrodendo le utilità sotterranee e le fondazioni.

Sistemi di energia

Le linee di energia elettrica, la trasmissione e la distribuzione sono sensibili alle variabili climatiche. Le centrali termiche (carbone, nucleare, gas naturale) si basano sull'acqua di raffreddamento; le temperature più calde dell'acqua riducono l'efficienza e possono forzare le interruzioni delle turbine durante la siccità. Le fonti di energia rinnovabile sono anche influenzate le variazioni di energia solare

• Generazione:[] Ridotto energia idroelettrica da un'alterata discarica; minore efficienza dei pannelli solari sotto il calore estremo; variabilità del vento.
• Trasmissione e distribuzione:[] Linea di sagging, sovraccarico trasformatore e sfide di gestione della vegetazione.
• Demand Spicchi:[ Più frequenti dissipatori di calore guidano la domanda di elettricità di picco, estensione della capacità della griglia.

Sistemi di acqua e acque reflue

Il cambiamento climatico interrompe il ciclo idrologico, portando sia a scarsità di acqua che a eventi di inondazione. Trattamento acqueo potabile[] affronta sfide da una maggiore turbolenza, fioriture alghe (a causa di acqua più calda), e l'intrusione di acqua salata in acque costiere. ]

Invece di progettare un unico scenario climatico futuro, il design moderno incorpora []passaggi adattativi[[]]] che permettono di aggiornare o modificare i sistemi come cambiamenti delle condizioni. Ciò include l'utilizzo di componenti modulari[[]] che possono essere facilmente sostituiti o aumentati, e la selezione di materiali che svolgono bene in una più ampia gamma di temperature e livelli di umidità.

• Sistemazioni e stazioni di pompaggio Raised[] per proteggere contro le acque di inondazione.
• Superfici stradali resistenti al calore[[]] con rivestimenti riflettenti o leganti ad asfalto modificati.
• I giunti flessibili[] che ospitano il movimento terra da permafrost thaw o sottosidenza indotta dalla siccità.

Soluzioni basate sulla natura (NbS)

L'integrazione dei processi naturali nel design delle infrastrutture può fornire resilienza economica e conveniente, offrendo co-benefici come migliore qualità dell'aria e habitat. I tetti verdi] riducono il disgelo delle acque reflue e l'aumento del calore della costruzione

La distribuzione di sensori (IoT)[]] su ponti, tubazioni e linee di alimentazione fornisce dati in tempo reale su stress, temperatura e vibrazioni. Combinato con il miglioramento weather e previsioni del clima, gli operatori possono prendere le linee di trasmissione pre-attiva.

• Monitoraggio della salute strutturale[[] con estensimetri e accelerometri.
• Analisi predittiva[]] utilizzando l'apprendimento automatico per prevedere le probabilità di fallimento.
• Sistemi di allarme precoce basati sulla comunità[] che si integrano con la gestione delle infrastrutture.

Politica, Standard e Finanziamenti

Non è possibile avere una certa capacità di progettazione tecnica senza strutture di politica di sostegno. Governi e organizzazioni di standard aggiornano i codici di costruzione e le linee guida di progettazione per riflettere le proiezioni del clima. American Society of Civil Engineers (ASCE) ha pubblicato manuali sulle infrastrutture resilienti dal clima. Altrettanto importante è ]]]] la divulgazione dei rischi climatici[FLT:[i progetti di investimento]