By Uno degli aspetti della resilienza climatica è la capacità di un sistema di rispondere alle sollecitazioni mantenendo la funzionalità anche a fronte di sollecitazioni esterne imposte dal cambiamento climatico. Per strade e infrastrutture di trasporto, gli obiettivi di resilienza climatica mirano ad affrontare la vulnerabilità riguardo alle conseguenze ambientali del cambiamento climatico.
Le due principali conseguenze del cambiamento climatico che interesseranno le strade sono l’aumento della temperatura e delle precipitazioni. In conseguenza di ciò, si prevede che la rete stradale europea subirà diverse sollecitazioni: inondazioni, erosione di rilevati e fondazioni, perdita dell’integrità della struttura stradale e della pavimentazione stessa. Pertanto, si rendono necessari un’adeguata strategia di adattamento e un approccio preventivo a lungo termine, fornendo soluzioni solide e “a prova di futuro”.
Le pavimentazioni in calcestruzzo sono durevoli e costruite per resistere a variazioni di temperatura o umidità. La prestazione meccanica del calcestruzzo rimane costante nell’intervallo di variazione delle temperature ambientali, non subendo rammollimento o ormaiamento e non emettendo inquinanti pericolosi alle alte temperature. Grazie alla sua resistenza al fuoco, il calcestruzzo resiste al calore sprigionato, ad esempio, dagli incendi boschivi. Le superfici in calcestruzzo mantengono le loro proprietà nel tempo e non presentano rischi di delaminazione. Inoltre, gli strati di base legati a cemento sono soluzioni di alta qualità, resistenti all’erosione e al gelo.
I vantaggi per la società di gestire una rete stradale solida e resiliente sono numerosi. Innanzitutto, in caso di eventi eccezionali, si salvano vite grazie all’impatto positivo sulla sicurezza stradale e sul flusso di traffico dei servizi di emergenza (ambulanze, vigili del fuoco…). In secondo luogo, si risparmiano soldi grazie ai minori costi di manutenzione e al minore impatto sul funzionamento dell’economia durante eventi estremi.
Cosa è la resilienza
Nell’Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) Report del 2014, la resilienza è definita come “la capacità dei sistemi sociali, economici e ambientali di far fronte a un rischio, evento o tendenza o disturbo, rispondendo o riorganizzandosi in modi che mantengano la loro funzione, identità e struttura essenziali, pur mantenendo la capacità di adattamento, apprendimento e trasformazione”.
Sebbene sia considerato qualsiasi tipo di evento avverso, ad es. attacchi terroristici, terremoti ecc., questa scheda informativa si concentrerà sugli effetti negativi del cambiamento climatico.
Gli effetti del cambiamento climatico su strade e pavimentazioni
Le due principali conseguenze del cambiamento climatico sulle strade sono l’aumento delle temperature e delle precipitazioni. In conseguenza di questo si prevede che la rete stradale europea subirà diverse sollecitazioni: inondazioni, erosione di rilevati e fondazioni, perdita di integrità della struttura stradale e della pavimentazione stessa.
Il decennio 2011-2020 è stato il più caldo mai registrato, con una temperatura media globale che nel 2019 ha raggiunto 1,1°C al di sopra i livelli preindustriali. Il riscaldamento globale indotto dall’uomo sta attualmente aumentando ad una velocità di 0,2°C per decennio [European Enviromental Agency – EEA].
Si prevede un aumento della frequenza e della durata anche delle temperature estreme, principalmente nel sud dell’Europa. Secondo l’Agenzia europea dell’ambiente, questo aumento delle giornate calde durante l’estate causerà il rammollimento e l’ormaiamento con usura delle pavimentazioni in conglomerato bituminoso. Inoltre, l’aumento delle temperature intensificherà i cicli di gelo-disgelo nel nord d’Europa, fenomeno che potrebbe accelerare il deterioramento delle pavimentazioni e causare instabilità del suolo e delle opere in terra.
Anche il numero di grandi incendi boschivi è drammaticamente aumentato con gravi impatti sull’ambiente e sulle comunità locali ma anche sulle pavimentazioni che servono a dare accesso ai vigili del fuoco. L’aumento previsto del pericolo di incendio causato dalle condizioni atmosferiche nell’Europa meridionale alla fine del 21° secolo è di circa il 30-40% superiore rispetto al periodo 1981-2010 [EEA].
Inoltre, la variazione prevista delle piogge intense in inverno e in estate nel periodo 2071-2100 rispetto alle condizioni climatiche attuali (1971-2000), sulla base di uno scenario di emissioni elevate, ammonta fino al 25% per l’Europa meridionale. Gli aumenti maggiori, fino al 35 %, sono previsti in Europa centrale e orientale [EEA]. L’aumento della frequenza delle mareggiate e delle inondazioni interesseranno i vari strati delle pavimentazioni, provocando danni alle opere se i sistemi di drenaggio non ne avranno tenuto conto.
Un’altra conseguenza dei disastri naturali (inondazioni, incendi boschivi, …) è la necessità di rimozione dei detriti successiva all’evento [Oyed iji e altri] [Chen&Zhang] [Signore]. Sfortunatamente, il trasporto su ruota per la rimozione dei detriti è inevitabile in caso di gravi danni dopo eventi di inondazioni o incendi. Questo trasporto avviene principalmente su strade che non sono state progettate per questo tipo di traffico. I ricercatori hanno osservato per le pavimentazioni flessibili, rispetto a quelle rigide, un aumento considerevole dell’IRI (International Roughness Index – indice di rugosità) e un degrado più rapido. Le pavimentazioni rigide in calcestruzzo sono meno colpite dal sovraccarico e offrono la massima resilienza ai danni di inondazioni e incendi.
Precipitazioni – Inondazioni
- Le pavimentazioni in calcestruzzo sono meno soggette alle variazioni di contenuto d’acqua del sottofondo rispetto a quelle in conglomerato bituminoso. Quindi, le pavimentazioni in calcestruzzo sono la soluzione migliore in caso di terreni coesivi come quelli argillosi.
- Le pavimentazioni in calcestruzzo non hanno problemi di ancoraggio in quanto sono costruite come una lastra monolitica. Questo vale anche per le pavimentazioni in calcestruzzo a doppio strato.
- Tra i diversi tipi di pavimentazioni in calcestruzzo, quello della pavimentazione in calcestruzzo ad armatura continua (CRCP) può essere visto come il più resiliente, soprattutto in caso di inondazione. Il rinforzo continuo crea un effetto ponte: distribuisce il carico sul piano di posa saturo e consente alla pavimentazione di far fronte a cedimenti locale. In Texas, diverse sezioni di CRCP sono state sottoposte a inondazioni complete in media ogni cinque anni e al carico del traffico di quattro o cinque volte superiore ai livelli attesi, incorrendo in costi minimi di manutenzione annuali, dimostrando comunque la loro resistenza e resilienza [Lukefahr].
- Non solo le strade in calcestruzzo, ma anche gli strati di base legati idraulicamente sono soluzioni idonee a sopportare meglio gli effetti delle inondazioni rispetto agli strati granulari non legati. Infatti, le miscele granulari legate a cemento, tra cui il calcestruzzo magro e il calcestruzzo rullo-compattato, sono note come soluzioni di alta qualità, resistenti all’erosione e al gelo.
Condizioni meteo estreme – Incendi boscaglie
Le pavimentazioni in calcestruzzo hanno dimostrato di essere durevoli e durature in svariate condizioni climatiche in tutto il mondo.
- Tutti i tipi di pavimentazioni in calcestruzzo (a lastre con giunti semplici o armati – ad armatura continua – calcestruzzo rullo-compattato) sono durevoli, in grado di resistere a variazioni di temperatura o di umidità, ad es. attraverso l’impiego di miscele di calcestruzzo formulate per una migliore resistenza al gelo.
- In alcuni casi, vengono adottate speciali tecniche di costruzione per consentire di lavorare in condizioni meteo estreme.
- Grazie a un design ben congegnato dei giunti e delle armature è possibile far fronte a ampie variazioni di temperatura.
- La resistenza del calcestruzzo rimane costante nell’intervallo delle temperature ambientali, non subendo effetti di termosuscettività. Infatti, la superficie del calcestruzzo mantiene le sue proprietà nel tempo, indipendentemente dagli effetti climatici. Questo è vero per la maggior parte delle caratteristiche della superficie come la micro e macro-tessitura, la resistenza al rotolamento e l’emissione del rumore di rotolamento.
- Il calcestruzzo è un materiale resistente al fuoco. Questo lo rende il materiale ideale per le pavimentazioni nelle aree in cui possono verificarsi incendi. A causa del cambiamento climatico, il numero di incendi boschivi è notevolmente aumentato negli ultimi anni, in tutte le parti del mondo.
© Evan Collis, fotografo del Department of Fire and Emergency Services, Government, Western Australia
Effetti di mitigazioni
Le strade in calcestruzzo e le loro superfici possono avere diversi effetti di mitigazione positivi sul cambiamento climatico: rallentamento del riscaldamento globale grazie alla loro elevata albedo, riduzione delle emissioni di CO2 grazie al minor consumo di carburante per i mezzi pesanti, ricarbonatazione degli aggregati riciclati, riduzione del rischio di allagamento con pavimentazioni in calcestruzzo permeabili… Per ulteriori informazioni su tutti questi vantaggi, si può fare riferimento alle altre schede informative di EUPAVE disponibili.
Quale politica è necessaria?
I vantaggi per la società di una rete stradale efficiente e resiliente sono numerosi. Innanzitutto, in caso di eventi eccezionali, si salvano vite grazie all’impatto positivo per la sicurezza stradale e per il flusso di traffico dei mezzi di emergenza (ambulanze, vigili del fuoco…). In secondo luogo, si risparmiano soldi grazie ai minori costi di riparazione e al minore impatto sul funzionamento dell’economia durante e dopo questi eventi estremi.
Una scelta per la resilienza è una scelta per un approccio a lungo termine per l’approvvigionamento e la costruzione di infrastrutture di trasporto, considerando le conseguenze del cambiamento climatico. Una soluzione ideale è la costruzione di strade in calcestruzzo, sia come pavimentazioni di nuova costruzione che come sovrastrutture di pavimentazioni in conglomerato bituminoso esistenti (con spessore sottile o convenzionale, solidale o non legato). Le pavimentazioni stradali in calcestruzzo offrono non solo una maggiore resilienza e prestazioni migliori, ma anche una vita di servizio lunga con una manutenzione minima, costi del ciclo di vita ridotti e una superficie sicura, durevole e di colore chiaro.
Ulteriori benefici ambientali delle strade in calcestruzzo possono trovarsi sull’infografica di EUPAVE “Concrete Pavements Make Roads More Sustainable” (2019), https://www.eupave.eu/resources-files/infographic
Bibliografia
Dealing with the effects of climate change on road pavements. (2012) PIARC Technical Committee D2 on Road
Pavements, PIARC Technical Report 2012R06EN
EUPAVE (2016). A resilient road network for adaptation to climate change. Position paper
Signore, J. (2020). The unseen impact of California wildfires on affected roadway pavements – https://www.cacities.org/Resources-Documents/Education-and-Events-Section/Public-Works-Officers-Institute/2020-Session-Materials/The-Unseen-Impact-of-California-Wildfires-on-Affec
https://en.wikipedia.org/wiki/Climate_resilience
https://experience.arcgis.com/experience/5f6596de6c4445a58aec956532b9813d. European Environmental Agency [EEA]
Lukefahr, E. (2018) Continuously Reinforced Concrete Pavement Resiliency – A Case Study. Presentation at ACPA 55th Annual Meeting
Oyediji, O., Achebe, J., Tighe, S.L. (2019) Towards a flood-resilient pavement system in Canada – A rigid pavement design approach – TAC-ITS Canada Joint Conference, Halifax, NS
Willway, T., Baldachin, L., Reeves, S., Harding, M., McHale, M., Nunn, M. (2008). The effects of climate change on highway pavements and how to minimise them: Technical Report. TRL, PPR 184
L’articolo è una traduzione dall’inglese del Fact sheet EUPAVE “Climate resilience”, disponibile qui.
