Come possiamo adattare le nostre infrastrutture al caldo estremo?
Il riscaldamento globale sta ora colpendo anche le nostre strade, ferrovie e ponti. I record di caldo globale consecutivi degli ultimi dieci anni stanno mettendo a dura prova la resilienza delle nostre infrastrutture di trasporto e, di conseguenza, la nostra mobilità, il commercio e la sicurezza degli approvvigionamenti.
Secondo il Boston Consulting Group (BCG), dalle autostrade costiere alle ferrovie ad alta quota, i rischi climatici rappresentano una minaccia particolarmente grave per le infrastrutture dei trasporti in tutto il mondo.
Il calore estremo riduce la trazione su strade e piste aeroportuali, deforma e deforma i binari ferroviari e dilata i giunti che tengono insieme i ponti. Le infrastrutture invecchiano più rapidamente e le esigenze di manutenzione aumentano, anche per i veicoli privati.
Un esempio ben noto di cedimento infrastrutturale è un ponte di New York che collega Manhattan al Bronx. Fu aperto per consentire il passaggio delle navi durante un'ondata di calore a metà del 2024 e poi rimase bloccato in quella posizione perché il metallo della struttura del ponte si espanse a causa del calore estremo. Di conseguenza, il traffico di New York nelle ore di punta rimase bloccato per molte ore.
E la temperatura media globale continua ad aumentare, e il surriscaldamento del nostro pianeta è in aumento. Quindi, come possiamo rendere le nostre infrastrutture a prova di clima?
Ecco alcune idee e possibili soluzioni per tre aree particolarmente minacciate.
Come l'asfalto modificato impedisce lo scioglimento delle stradeQuando le temperature rimangono molto elevate, le normali strade asfaltate tendono a formare solchi. E il bitume, il legante che le tiene insieme, può creparsi e trasudare. Le strade asfaltate non progettate per il caldo estremo possono letteralmente sciogliersi se questo legante si dissolve. Il traffico intenso può deformare permanentemente la superficie.
Ma l'asfalto utilizzato per autostrade e piste di atterraggio può essere ulteriormente migliorato con alcuni modificatori. Questi riducono lo stress termico e rendono le strade più resistenti.
Al contrario, il calcestruzzo è più resistente alle alte temperature e quindi rimane stabile più a lungo in un mondo più caldo. Tuttavia, la sua produzione produce livelli estremamente elevati di gas serra che riscaldano il nostro pianeta.
Un'altra opzione è quella di integrare nell'asfalto strati di membrane che assorbono le sollecitazioni, materiali di pavimentazione o determinati geotessili. Questo rende la superficie stradale più flessibile e più resistente alle sollecitazioni.
Gli esperti suggeriscono anche rivestimenti termoriflettenti e le cosiddette pavimentazioni fredde. Questi hanno lo scopo di ridurre l'assorbimento del calore solare e di rendere la superficie stradale permeabile all'acqua, contribuendo a prevenire i danni da alluvione .
L'asfalto grigio scuro, che si riscalda a causa della luce solare , è realizzato con leganti a base di petrolio. Le pavimentazioni fredde, invece, sono realizzate con resine trasparenti a base di legno e hanno una superficie più riflettente. Anche una miscela di asfalto scuro e calcestruzzo chiaro può contribuire a prevenire il riscaldamento superficiale.
Quando i binari ferroviari si piegano a causa del calore estremo, i treni possono deragliare. È successo a un treno merci in Australia l'anno scorso. In casi meno gravi, possono verificarsi chiusure dei binari e ritardi dei treni.
"Se vogliamo che i treni siano il mezzo di trasporto del futuro a basse emissioni di carbonio e rispettoso del clima, devono essere resistenti alle condizioni meteorologiche estreme causate dai cambiamenti climatici", afferma Juliet Mian, ingegnere civile e responsabile della divisione Critical Infrastructure Resilience presso la società di consulenza aziendale Arup.
"Il trasporto ferroviario è fondamentale per le aziende e le comunità, quindi è necessario prendere subito le decisioni giuste per garantire che i treni possano continuare a circolare in futuro."
Per rendere la rete ferroviaria più resistente alle alte temperature, ad esempio, la compagnia ferroviaria britannica Network Rail sta dipingendo di bianco alcune delle sue rotaie. In questo modo, assorbono meno calore e si dilatano meno. Rispetto alle rotaie scure convenzionali, le rotaie bianche rimangono fino a dieci gradi Celsius più fresche.
Un'altra possibilità per contrastare il cedimento delle rotaie è sostituire le vecchie traversine in legno con solette in cemento armato.
Questo previene anche i deragliamenti dei treni in caso di caldo: quando le temperature sui binari superarono i 57 gradi Celsius nell'estate del 2024, la metropolitana di Washington, D.C. ridusse la sua velocità massima a 56 chilometri orari, secondo Suyun Paul Ham, professore associato di ingegneria civile presso l'Università del Texas. Ham osserva inoltre che i materiali resistenti al calore, come l'acciaio martensitico duro per rotaie, possono ridurre la deformazione dei binari.
I nostri ponti, realizzati in gran parte in acciaio, sono particolarmente sensibili alla dilatazione termica, che a sua volta provoca il deterioramento della struttura del ponte.
Secondo uno studio del 2019 della Colorado State University, poiché l'aumento delle temperature in tutto il mondo sta aumentando la sollecitazione sui ponti, un quarto dei circa 600.000 ponti negli Stati Uniti potrebbe crollare in parte entro il 2040.
I giunti di dilatazione, ovvero le fessure regolarmente presenti lungo un ponte, sono utili: consentono alla sovrastruttura di espandersi e contrarsi in base alle variazioni di temperatura. Tuttavia, questi giunti si intasano facilmente, impedendo al ponte di espandersi quando fa caldo. Questo, a sua volta, porta al deterioramento di questi "giunti del ponte".
La maggior parte dei ponti è stata costruita senza considerare gli effetti estremi del cambiamento climatico. Per essere più preparati, i ricercatori della Rutgers University nel New Jersey stanno simulando l'impatto dello stress ambientale e delle fluttuazioni di temperatura tra 0 e 100 gradi Celsius sulla costruzione dei ponti.
Un risultato: i ponti potrebbero essere costruiti con cuscinetti a sfera. Possono quindi sopportare movimenti maggiori rispetto ai giunti di dilatazione convenzionali. Ispezioni regolari in loco durante e dopo eventi di temperature estreme possono anche aiutare a identificare e riparare le sollecitazioni strutturali.
Secondo il team di ricerca, molti ponti importanti negli Stati Uniti sono ora in fase di ricostruzione e di adeguamento alle condizioni climatiche future. Ad esempio, il Goethals Bridge, un ponte a doppio cavo del 1928 che collega il New Jersey e New York, è stato sostituito dopo quasi 80 anni. Il ponte ricostruito è ora progettato per resistere a temperature estreme e si prevede che durerà almeno un secolo.
Questo articolo è stato originariamente pubblicato in inglese. Adattato da Jeannette Cwienk
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