O relatório internacional mais recente sobre mudança climática mostra um quadro de ruptura na sociedade, a menos que haja cortes drásticos e rápidos nas emissões de gases de efeito estufa.
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Embora seja cedo, algumas cidades e municípios estão começando a reconhecer que as condições passadas não podem mais servir como proxies razoáveis para o futuro.
Isto é particularmente verdadeiro para a infraestrutura do país. Rodovias, instalações de tratamento de água e a rede elétrica estão em risco crescente para eventos climáticos extremos e outros efeitos de mudanças climáticas.
O problema é que a maioria dos projetos de infraestrutura, incluindo o plano de revitalização da infraestrutura do governo Trump, normalmente ignora os riscos da mudança climática.
Em nosso trabalho de pesquisa sobre sustentabilidade e infraestrutura, incentivamos e estamos começando a nos direcionar para a criação de sistemas de infraestrutura feitos pelo homem, com a adaptabilidade em mente.
Projetando para o passado
Os sistemas de infra-estrutura são a linha de frente da defesa contra inundações, calor, incêndios florestais, furacões e outros desastres. Os planejadores urbanos e os cidadãos geralmente assumem que o que é construído hoje continuará a funcionar diante desses riscos, permitindo que os serviços continuem e nos protejam como fizeram no passado. Mas esses sistemas são projetados com base em histórias de eventos extremos.
As bombas, por exemplo, são dimensionadas com base em eventos históricos de precipitação. As linhas de transmissão são projetadas dentro dos limites da quantidade de energia que podem ser movidas, ao mesmo tempo em que mantêm condições operacionais seguras em relação à temperatura do ar. Pontes são projetadas para suportar certas vazões nos rios que atravessam. A infraestrutura e o ambiente estão intimamente conectados.
Agora, no entanto, o país excede com mais frequência essas condições históricas e espera-se que ocorram eventos climáticos extremos mais frequentes e intensos. Dito de outra forma, por causa da mudança climática, os sistemas naturais estão mudando mais rapidamente do que a infraestrutura.
Como os sistemas de infraestrutura podem se adaptar? Primeiro, vamos considerar as razões pelas quais os sistemas de infraestrutura falham em extremos:
- O perigo excede as tolerâncias de projeto. Este foi o caso da inundação 10 da Interstate 10 em Phoenix no outono de 2014, onde a intensidade da chuva excedeu as condições de projeto.
- Durante esses períodos, há menos capacidade extra em todo o sistema: quando algo dá errado, há menos opções para gerenciar o estressor, como o reencaminhamento de fluxos, seja de água, eletricidade ou mesmo tráfego.
- Frequentemente, exigimos o máximo de nossa infraestrutura durante eventos extremos, pressionando os sistemas em um momento em que há pouca capacidade extra.
A mudança gradual também apresenta sérios problemas, em parte porque não há evento distintivo que estimule uma chamada à ação. Esse tipo de situação pode ser especialmente problemático no contexto de atrasos de manutenção e déficits orçamentários que atualmente afetam muitos sistemas de infraestrutura. Será que as cidades e vilarejos se sentirão complacentes apenas para descobrir que sua infraestrutura de longa duração não funciona mais como deveriam?
Atualmente, o padrão parece estar garantindo financiamento para construir mais do que tivemos no século passado. Mas os gerentes de infraestrutura devem dar um passo para trás e perguntar o que nossos sistemas de infraestrutura precisam fazer por nós no futuro.
Ágil e flexível por design
Basicamente, novas abordagens são necessárias para enfrentar os desafios não apenas de mudanças climáticas, mas também de tecnologias disruptivas.
Estes incluem o aumento da integração de tecnologias de informação e comunicação, o que aumenta o risco de ataques cibernéticos. Outras tecnologias emergentes incluem veículos autônomos e drones, bem como energia renovável intermitente e armazenamento de baterias no lugar de sistemas de energia convencionais. Além disso, as tecnologias conectadas digitalmente alteram fundamentalmente a cognição do mundo à nossa volta: considere como nossos dispositivos móveis podem redirecionar-nos de maneiras que não compreendemos completamente com base em nosso próprio comportamento de viagem e tráfego em toda a região.
No entanto, nossos paradigmas atuais de design de infraestrutura enfatizam grandes sistemas centralizados destinados a durar por décadas e que podem resistir a riscos ambientais para um nível de risco pré-selecionado. O problema é que o nível de risco é agora incerto porque o clima está mudando, às vezes de maneiras que não são muito bem compreendidas. Como tal, as previsões de eventos extremos podem ser um pouco ou muito piores.
Dada essa incerteza, agilidade e flexibilidade devem ser centrais para o projeto de infraestrutura. Em nossa pesquisa, vimos como várias cidades adotaram princípios para avançar essas metas e os benefícios que elas proporcionam.
Um túnel "inteligente" em Kuala Lumpur foi projetado para suplementar o sistema de drenagem de águas pluviais da cidade. (David Boey, CC BY) Em Kuala Lampur, os túneis de tráfego são capazes de fazer a transição para o manejo de águas pluviais durante eventos intensos de precipitação, um exemplo de multifuncionalidade.
Nos EUA, as tecnologias de smartphone baseadas em cidadãos estão começando a fornecer insights em tempo real. Por exemplo, o projeto CrowdHydrology usa dados de inundação enviados por cidadãos que os sensores convencionais limitados não podem coletar.
Os projetistas e gerentes de infraestrutura em vários locais dos EUA, incluindo Nova York, Portland, Miami e Sudeste da Flórida, e Chicago, são agora obrigados a planejar esse futuro incerto - um processo chamado roadmapping. Por exemplo, Miami desenvolveu um plano de US $ 500 milhões para atualizar a infraestrutura, incluindo a instalação de nova capacidade de bombeamento e o levantamento de estradas para proteger a propriedade à beira-mar em risco.
Essas competências se alinham com o pensamento baseado em resiliência e afastam o país de nossas abordagens padrão de simplesmente construir mais, mais forte ou mais redundante.
Planejando a incerteza
Como agora há mais incertezas com relação a riscos, a resiliência, em vez do risco, deve ser central no projeto e na operação da infraestrutura no futuro. Resiliência significa que os sistemas podem resistir a eventos climáticos extremos e voltar a operar rapidamente.
A tecnologia de microgrids permite que edifícios individuais operem no caso de uma queda de energia mais ampla e é uma maneira de tornar o sistema de eletricidade mais resiliente. (Amy Vaughn / Departamento de Energia dos EUA, CC BY-ND) Isso significa que os planejadores de infraestrutura não podem simplesmente alterar seus parâmetros de projeto - por exemplo, construir para suportar um evento de 1.000 anos em vez de um evento de 100 anos. Mesmo se pudéssemos prever com precisão quais seriam esses novos níveis de risco para o próximo século, é tecnicamente, financeiramente ou politicamente possível construir esses sistemas mais robustos?
É por isso que abordagens baseadas em resiliência são necessárias para enfatizar a capacidade de adaptação. Abordagens convencionais enfatizam a robustez, como a construção de um dique capaz de resistir a uma certa elevação do nível do mar. Essas abordagens são necessárias, mas, dada a incerteza do risco, precisamos de outras estratégias em nosso arsenal.
Por exemplo, fornecendo serviços de infraestrutura por meios alternativos quando nossa infraestrutura principal falha, como a implantação de microrredes antes dos furacões. Ou, os planejadores podem projetar sistemas de infraestrutura de tal forma que, quando eles falham, as conseqüências para a vida humana e para a economia são minimizadas.
Esta é uma prática recentemente implementada nos Países Baixos, onde os rios do delta do Reno podem inundar, mas as pessoas não podem viver na planície de inundação e os agricultores são compensados quando as suas colheitas são perdidas.
A incerteza é o novo normal, e a confiabilidade depende da infraestrutura de posicionamento para operar e se adaptar a essa incerteza. Se o país continuar a se comprometer com a construção da infra-estrutura do século passado, podemos continuar a esperar falhas desses sistemas críticos e as perdas que os acompanham.
Este artigo foi originalmente publicado no The Conversation.
Mikhail Chester, Professor Associado de Engenharia Civil, Ambiental e Sustentável, Arizona State University; Braden Allenby, Professor do Presidente e Professor Lincoln de Engenharia e Ética, Escola de Engenharia Sustentável e Ambiente Construído, Ira A. Fulton Escolas de Engenharia, Arizona State University; e Samuel Markolf, Pesquisador de pós-doutorado, Resiliência Urbana à Extremes Sustainability Research Network, Universidade Estadual do Arizona
