Integrare l'adattamento nella progettazione della metropolitana di Copenaghen

Sia la parte sotterranea della metropolitana di Copenaghen che la parte fuori terra pongono sfide legate ai cambiamenti climatici. In particolare, le forti precipitazioni, le mareggiate (che possono essere intensificate dall'innalzamento del livello del mare) e le tempeste possono avere un impatto sull'infrastruttura, compromettendo il funzionamento della metropolitana e la sicurezza dei passeggeri. Le proiezioni sull'innalzamento del livello del mare e il verificarsi di eventi meteorologici estremi sono cambiate in modo significativo negli ultimi anni. Si prevede che i cambiamenti climatici aumenteranno il rischio di nubifragi e tempeste più di quanto precedentemente ipotizzato, modificando così le condizioni di progettazione per un elevato livello di sicurezza per la metropolitana. Pertanto, sono stati gradualmente adottati requisiti più elevati per garantire l'impermeabilità climatica della metropolitana di Copenaghen.

Secondo il rapporto 2014 Danish Meteorological Institute (DMI) sul clima futuro in Danimarca, che delinea l'evoluzione del clima danese fino all'anno 2100, il paese sperimenterà l'innalzamento del livello del mare e eventi meteorologici estremi più frequenti e più gravi. I risultati di questo rapporto si basano sugli scenari AR5 IPCC. Le simulazioni climatiche e le incertezze associate sono migliorate dalle proiezioni calcolate da un insieme di modelli climatici CMIP5 (Coupled Model Intercomparison Project Phase 5). Secondo il rapporto, il livello del mare intorno alla Danimarca sarà più alto di 0,1-0,6 m per lo scenario più ottimistico (RCP2.6), di 0,2-0,7 m per uno scenario intermedio RCP4.5 e di 0,3-0,9 m per lo scenario più pessimistico (RCP8.5). Queste cifre si riferiscono alla fine del secolo (2081-2100) rispetto al periodo di riferimento 1986-2005. L'innalzamento del livello del mare, insieme al cambiamento dei modelli di vento, porterà probabilmente ad un aumento delle altezze delle ondate di tempesta.

Oltre all'innalzamento del livello del mare, si prevede che eventi meteorologici estremi (tempeste e nubifragi) si verificheranno più spesso e saranno più gravi a causa dei cambiamenti climatici, esacerbando così il rischio di inondazioni per la metropolitana di Copenaghen. Questi eventi che hanno un impatto locale sono difficili da proiettare, in quanto possono variare notevolmente a breve distanza.

Le misure progettate e attuate mirano a migliorare la protezione del sistema metropolitano di Copenaghen contro i pericoli dei cambiamenti climatici, principalmente le inondazioni dovute a forti precipitazioni e tempeste. Le misure hanno lo scopo di proteggere l'infrastruttura e il funzionamento della metropolitana, nonché la sicurezza dei passeggeri.

La strategia di adattamento ai cambiamenti climatici di Metroselskabet sostiene l'integrazione dell'adattamento ai cambiamenti climatici all'inizio della fase di pianificazione e dimensionamento delle linee metropolitane, in modo che in seguito siano necessari solo piccoli adeguamenti in corso.

Per migliorare la protezione del sistema metropolitano di Copenaghen contro le inondazioni, il livello dell'acqua più elevato previsto a causa delle forti precipitazioni e delle mareggiate è stato stimato separatamente per ciascuna stazione. Ciò ha permesso di identificare l'esatto livello di elevazione per ogni ingresso, scale, ventilazione del tunnel, rampa, sala tecnica, pozzo, ascensore e centro di controllo e manutenzione. Oltre alla pista, le aree e gli impianti sopra menzionati sono i più vulnerabili e in caso di guasto possono influire sul funzionamento della metropolitana e sulla sua sicurezza.

Per identificare il livello d'acqua più alto in ogni stazione causato da eventi di nubifragio, è stato considerato un evento di inondazioni di 1:2.000 anni, un evento che ha il 5% di possibilità di accadere nella vita della metropolitana (100 anni). Finora, il lavoro di adeguamento climatico di Metroselskabet si è concentrato sulle linee M1 e M2. Come conseguenza dei cambiamenti climatici, il livello di sicurezza su queste linee non corrisponde più al livello originale progettato. Queste linee sono ora completamente protette contro le inondazioni causate da nubifragi. Per i tratti di nuova costruzione (M3 City Ring, M4 Nordhavn) e metropolitana in costruzione (M4 Sydhavn) sono state prese in considerazione le proiezioni climatiche aggiornate dell'occorrenza e dell'intensità future di nubifragi ed eventi di tempesta. Sulla base di queste ipotesi, è stato scoperto che le stazioni della metropolitana dovrebbero essere collocate a diversi livelli, tra tre e cinque metri, al fine di salvaguardare gli impianti fissi da un evento alluvionale di 10.000 anni.

Oltre all'aumento dei livelli di elevazione degli elementi critici della metropolitana, un'ampia varietà di misure è stata identificata e incorporata nella progettazione della metropolitana per migliorarne la resilienza alle inondazioni, tra cui:

• L'area intorno agli ingressi delle stazioni della metropolitana è progettata per garantire il deflusso dell'acqua piovana lontano dalle aperture. Inoltre, in alcune stazioni della metropolitana, è stato incorporato un gradino, che richiede un passo in più prima di scendere alla stazione.
• Dove la metropolitana scorre dalle sezioni sopra il suolo giù nei tunnel una forte griglia di drenaggio è stata stabilita attraverso i binari dove l'acqua piovana si accumula e viene pompata fuori in modo che non entri nei tunnel.
• Nel sistema della metropolitana fuori terra, gli scarichi sono installati lungo i binari che conducono l'acqua nel sistema fognario locale.
• Tutte le stazioni sotterranee hanno una capacità di pompaggio, quindi nel caso in cui il tunnel venga allagato, l'acqua verrà automaticamente pompata via.
• Le porte alluvionali sono stabilite in alcune stazioni della metropolitana in cui il sistema della metropolitana è direttamente collegato ad altre infrastrutture, per proteggere la metropolitana dalle inondazioni provenienti da altre parti del sistema di trasporto pubblico.
• Le stazioni della metropolitana sono protette contro il riflusso dal sistema fognario della città.
• Le installazioni di porte esterne impermeabili nelle sale tecniche in diverse stazioni e negli impianti elettrici e meccanici le hanno rese impermeabili.
• Le sale tecniche sono installate con una porta rialzata di 0,3 m.
• Le mura del gabbione sono state costruite lungo alcune sezioni della metropolitana fuori terra esposte, come ad esempio sulla Eastern Amager. Un muro di gabbioni è un muro fatto di una gabbia piena di rocce; una tecnica che viene utilizzata nelle difese costiere e frangiflutti. Si tratta di elementi strutturali utilizzati nei tratti fuori terra, che però non sono i soli a proteggere dalle inondazioni.
• Pareti impermeabili (combinazione di pareti in cemento e gabbioni) alte fino a 2,3 m sono state installate nelle linee M1 e M2 che forniscono protezione contro le onde del mare lungo le sezioni della metropolitana fuori terra esposte. Nelle linee nuove e pianificate l'altezza delle pareti potrebbe essere più elevata, riflettendo i requisiti di resistenza al clima considerati più elevati.

La protezione da nubifragi e temporali è stata assicurata anche durante il periodo di costruzione, per salvaguardare lavoratori e macchinari

Nonostante sia adattata al clima, la progettazione delle linee metropolitane esistenti e pianificate potrebbe non essere sufficiente per una protezione completa contro eventi estremi, innalzamento del livello del mare e mareggiate in futuro, considerando la natura evolutiva dei cambiamenti climatici e le relative proiezioni. Le analisi preliminari effettuate da Metroselskabet mostrano che la piena protezione di una metropolitana in funzione comporta costi elevati. Metroselskabet ha valutato che la protezione esterna dell'intera regione della capitale, Greater Copenhagen, è più appropriata in termini socioeconomici rispetto alla protezione delle sole installazioni metropolitane. Il livello delle misure necessarie per proteggere la metropolitana dipende fortemente da come si decide di proteggere la Grande Copenaghen in generale. Il Comune di Copenaghen sta lavorando alla progressiva protezione degli elementi urbani che richiederà decenni.

Il principale stakeholder istituzionale coinvolto nella costruzione, gestione e climatizzazione della metropolitana di Copenaghen è Metroselskabet, una società finanziata dalla città di Copenaghen (50%), dal governo danese (41,7%) e dalla città di Frederiksberg (8,3%). La preparazione del progetto dell'anello urbano ha comportato una consultazione pubblica, basata sulla valutazione dell'impatto ambientale del progetto, condotta nel 2008; 200 cittadini hanno espresso preoccupazione per il progetto. L'approvazione del progetto definitivo è stata effettuata dalle due città interessate nel gennaio 2009 e dal ministero dei Trasporti nel marzo 2009. Il progetto è stato completato e messo in funzione nel 2019.

Il consorzio CASJV (Cowi, Arup e Systra), responsabile della progettazione del City Ring (M3), ha utilizzato un modello aggiornato per prendere in considerazione eventi di alluvione estremi dovuti a forti piogge (come quello avvenuto nel 2016) e adattare di conseguenza il design della metropolitana ai risultati del modello. L'impermeabilità climatica della linea M4 e delle sue estensioni (Norhavn e Sydhavn) ha incorporato raccomandazioni sulle misure di adattamento aggiuntive a quelle già pianificate, che sono state elaborate dalla società di consulenza Rambøll.

I principali fattori di successo includono: i) l'adozione di un approccio integrato, che includa le questioni relative alle inondazioni nell'ambito dell'intero concetto di progettazione della metropolitana sin dalla fase di fattibilità; ii) nel caso dell'anello urbano, sulla base dell'esperienza acquisita durante la progettazione e l'esercizio delle precedenti linee della metropolitana (M1 e M2), inaugurate rispettivamente nel 2002 e nel 2007; iii) coerenza e uniformità con il piano di adattamento ai cambiamenti climatici dell'intera città.

Il principale fattore limitante è legato ai requisiti tecnici e operativi originariamente stabiliti per il sistema metropolitano, che sono principalmente impostati per garantire servizi di trasporto pubblico ottimali in condizioni economiche sostenibili. Tali requisiti riguardano l'ubicazione delle stazioni, il posizionamento dei componenti tecnici, la disposizione delle stazioni della metropolitana, il percorso delle linee della metropolitana e altri. In alcuni casi hanno reso più difficile l'integrazione delle misure di adattamento.

L'attuazione di misure a prova di clima nel sistema metropolitano di Copenaghen è stata finanziata da Metroselskabet. Il finanziamento delle soluzioni di adattamento ai cambiamenti climatici è stato incluso sia nei bilanci di costruzione che in quelli operativi. Il costo totale dell'anello della città è stato di 22,4 miliardi di DK, pari a circa 3 miliardi di EUR, superando leggermente il costo iniziale previsto di 21,3 miliardi di DKK. Il costo delle misure a prova di clima è incluso in questo importo e non sono disponibili informazioni separate.

Il principale vantaggio delle misure a prova di clima è la prevenzione dei danni alle infrastrutture e alle attrezzature della metropolitana, dei guasti operativi e delle relative perdite finanziarie associate agli eventi indotti dai cambiamenti climatici, in particolare le inondazioni.

La costruzione della linea metropolitana M3 City Ring si basa su una legge approvata dal parlamento nazionale nel giugno 2007. La descrizione del progetto che è servita da base per tale atto è fornita nel Rapporto sulla City Circle Line, preparato nel 2005. I requisiti di adattamento ai cambiamenti climatici sono stati integrati nella proposta di progetto.

Integrare gli aspetti del cambiamento climatico nella progettazione della metropolitana è un processo continuo e adattivo, che è in corso da quando la prima linea della metropolitana è stata progettata e costruita (2002) e continua fino ad ora. Nel 2010 sono iniziati i lavori preliminari di costruzione della nuova circonvallazione urbana della linea metropolitana (M3). Questa linea è stata aperta nel 2019, dotata di un livello più elevato di protezione contro i rischi climatici attuali e futuri. I lavori di costruzione proseguono con l'ampliamento della linea M4: i) (Nordhavn) con due nuove stazioni aperte nel 2020 (Nordhavn e Orientkaj) e ii) Sydhavn che dovrebbe entrare in funzione nel 2024. A causa della posizione di queste sezioni vicino al mare, è particolarmente importante incorporare gli aspetti del cambiamento climatico nella loro progettazione.

La durata di progettazione del sistema metropolitano è di circa 100 anni, ma può essere ancora più lunga in base all'esperienza di altre città in tutto il mondo. Se ben mantenuta, la durata delle misure di adattamento strutturale dovrebbe coprire la durata dell'intero sistema metropolitano.

Cecilie Elisa Juul Martiny
Architectural Engineer
Metroselskabet I/S
Metrovej 5
DK-2300 København S, Denmark
E-mail: cema@m.dk 

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