Integrarea adaptării în proiectarea metroului din Copenhaga

Atât partea subterană a metroului din Copenhaga, cât și partea de deasupra solului reprezintă provocări legate de schimbările climatice. În special, precipitațiile abundente, valurile de furtună (care pot fi intensificate de creșterea nivelului mării) și furtunile pot avea un impact asupra infrastructurii, afectând funcționarea metroului și siguranța pasagerilor. Previziunile privind creșterea nivelului mării și apariția fenomenelor meteorologice extreme s-au schimbat semnificativ în ultimii ani. Se preconizează că schimbările climatice vor crește riscul de izbucniri de nori și de furtuni mai mult decât s-a presupus anterior, modificând astfel condițiile de proiectare pentru un nivel ridicat de siguranță pentru metrou. Prin urmare, au fost adoptate treptat cerințe mai stricte pentru asigurarea imunizării la schimbările climatice a metroului din Copenhaga.

Potrivit raportului Institutului Meteorologic Danez (DMI) din 2014 privind climatul viitor din Danemarca, care prezintă evoluția climatului danez până în anul 2100, țara se va confrunta cu o creștere a nivelului mării și cu fenomene meteorologice extreme mai frecvente și mai severe. Rezultatele acestui raport se bazează pe scenariile AR5 IPCC. Simulările climatice și incertitudinile asociate sunt îmbunătățite prin proiecții calculate de un ansamblu de modele climatice CMIP5 (faza 5 a proiectului de comparare a modelelor cuplate). Potrivit raportului, nivelul mării din jurul Danemarcei va fi mai mare cu 0,1-0,6 milioane pentru scenariul cel mai optimist (RCP2.6), cu 0,2-0,7 milioane pentru un scenariu intermediar RCP4.5 și cu 0,3-0,9 milioane pentru scenariul mai pesimist (RCP8.5). Aceste cifre se referă la sfârșitul secolului (2081–2100) în comparație cu perioada de referință 1986-2005. Creșterea nivelului mării, împreună cu schimbarea modelelor de vânt, vor duce probabil la creșterea înălțimii valurilor de furtună.

Pe lângă creșterea nivelului mării, se preconizează că fenomenele meteorologice extreme (furtuni și explozii de nori) vor avea loc mai des și vor fi mai severe din cauza schimbărilor climatice, exacerbând astfel riscul de inundații pentru metroul din Copenhaga. Aceste evenimente care au impact local sunt greu de proiectat, deoarece pot varia foarte mult pe o distanță scurtă.

Măsurile concepute și puse în aplicare vizează îmbunătățirea protecției sistemului de metrou din Copenhaga împotriva pericolelor legate de schimbările climatice, în special a inundațiilor cauzate de precipitații abundente și de valuri de furtună. Măsurile sunt menite să protejeze infrastructura și funcționarea metroului, precum și siguranța pasagerilor.

Strategia Metroselskabet de adaptare la schimbările climatice sprijină integrarea adaptării la schimbările climatice la începutul fazei de planificare și dimensionare a liniilor de metrou, astfel încât ulterior sunt necesare doar ajustări minore în curs de desfășurare.

Pentru a îmbunătăți protecția sistemului de metrou din Copenhaga împotriva inundațiilor, cel mai ridicat nivel preconizat al apei din cauza precipitațiilor abundente și a furtunilor a fost estimat separat pentru fiecare stație. Acest lucru a permis identificarea nivelului exact de elevație pentru fiecare intrare, scări, ventilație tunel, rampă, cameră tehnică, arbore, lift și centru de control și întreținere. În afară de pistă, zonele și instalațiile menționate mai sus sunt cele mai vulnerabile și, în caz de defecțiune, pot afecta funcționarea metroului și siguranța acestuia.

Pentru a identifica cel mai înalt nivel al apei din fiecare stație cauzat de evenimente de nori, a fost luat în considerare un eveniment de inundații de 1: 2.000 de ani, un eveniment care are 5% șanse să se întâmple în viața metroului (100 de ani). Până în prezent, activitatea de ajustare climatică a Metroselskabet s-a concentrat pe liniile M1 și M2. Ca urmare a schimbărilor climatice, nivelul de siguranță pe aceste linii nu mai corespunde nivelului proiectat inițial. Aceste linii sunt acum pe deplin protejate împotriva inundațiilor cauzate de exploziile de nori. În cazul tronsoanelor de metrou nou construite (M3 City Ring, M4 Nordhavn) și al tronsoanelor de metrou în construcție (M4 Sydhavn), au fost luate în considerare proiecțiile climatice actualizate privind apariția viitoare și intensitatea exploziilor de nori și a fenomenelor de furtună. Pe baza acestor ipoteze, s-a constatat că stațiile de metrou ar trebui amplasate la niveluri diferite, între trei și cinci metri, pentru a proteja instalațiile fixe împotriva unei inundații de 10 000 de ani.

Pe lângă creșterea nivelurilor de elevație ale elementelor critice de metrou, în proiectarea metroului au fost identificate și încorporate o gamă largă de măsuri pentru a îmbunătăți reziliența acestuia la inundații, inclusiv:

• Zona din jurul intrărilor în stațiile subterane este proiectată pentru a asigura scurgerea apei de ploaie departe de deschideri. În plus, la unele stații de metrou, a fost încorporat un pas, care necesită un pas înainte de a merge în jos la stație.
• În cazul în care metroul rulează de la secțiunile de deasupra solului în jos în tuneluri a fost stabilit un grilaj de drenaj puternic de-a lungul liniilor în care apa de ploaie se acumulează și este pompată astfel încât să nu intre în tuneluri.
• În sistemul de metrou de deasupra solului, canalele de scurgere sunt instalate de-a lungul liniilor care conduc apa în sistemul de canalizare local.
• Toate stațiile subterane au capacitate de pompare, astfel încât, în cazul în care tunelul este inundat, apa va fi pompată automat.
• Inundațiile sunt instalate în unele stații subterane în care sistemul de metrou este direct legat de alte infrastructuri, pentru a proteja metroul de inundațiile din alte părți ale sistemului feroviar de transport public.
• Stațiile de metrou sunt protejate împotriva refluxului din sistemul de canalizare al orașului.
• Instalațiile de uși exterioare impermeabile în sălile tehnice de la mai multe stații, precum și în instalațiile electrice și mecanice le-au făcut impermeabile.
• Camerele tehnice sunt instalate cu o ușă ridicată de 0,3 m.
• Zidurile Gabionului au fost construite de-a lungul unor secțiuni de metrou supraterane expuse, cum ar fi Amager de Est. Un perete de gabion este un perete realizat dintr-o cușcă umplută cu stânci; o tehnică utilizată în apărarea costieră și în diguri. Acestea sunt elemente structurale utilizate în întinderile supraterane, care, totuși, nu sunt suficiente pentru a proteja împotriva inundațiilor.
• Pe liniile M1 și M2 au fost instalați pereți impermeabili (combinație de pereți din beton și gabioane) de până la 2,3 m înălțime, care oferă protecție împotriva valurilor mării de-a lungul secțiunilor de metrou supraterane expuse. În liniile noi și planificate, înălțimea pereților ar putea fi mai mare, reflectând cerințele considerate mai rezistente la schimbările climatice.

Protecția împotriva exploziilor de nori și a furtunilor a fost asigurată și în timpul perioadei de construcție, pentru a proteja lucrătorii și utilajele

În pofida adaptării la schimbările climatice, este posibil ca proiectarea liniilor de metrou existente și planificate să nu fie suficientă pentru o protecție deplină împotriva evenimentelor extreme, a creșterii nivelului mării și a furtunilor în viitor, având în vedere caracterul evolutiv al schimbărilor climatice și previziunile aferente. Analizele preliminare efectuate de Metroselskabet arată că protecția deplină a unui metrou în funcțiune implică costuri ridicate. Metroselskabet a apreciat că protecția externă a întregii regiuni a capitalei, Greater Copenhagen, este mai adecvată din punct de vedere socioeconomic decât protejarea exclusivă a instalațiilor de metrou. Nivelul măsurilor necesare pentru protejarea metroului depinde în mare măsură de modul în care se decide protejarea zonei metropolitane Copenhaga în general. Municipalitatea din Copenhaga lucrează la protecția progresivă a elementelor urbane, care va necesita decenii.

Principala parte interesată instituțională implicată în construcția, exploatarea și imunizarea la schimbările climatice a metroului din Copenhaga este Metroselskabet, o societate finanțată de orașul Copenhaga (50 %), de guvernul danez (41,7 %) și de orașul Frederiksberg (8,3 %). Pregătirea proiectului de urbanism a implicat o consultare publică, pe baza evaluării impactului proiectului asupra mediului, realizată în 2008; 200 de cetățeni și-au exprimat îngrijorarea cu privire la proiect. Aprobarea proiectului final a fost făcută de cele două orașe în cauză în ianuarie 2009 și de Ministerul Transporturilor în martie 2009. Proiectul a fost finalizat și pus în funcțiune în 2019.

Consorțiul companiei CASJV (Cowi, Arup și Systra), responsabil cu proiectarea inelului orașului (M3), a utilizat un model actualizat pentru a lua în considerare inundațiile extreme cauzate de precipitațiile abundente (așa cum s-a întâmplat în 2016) și pentru a adapta proiectarea metroului la constatările modelului în consecință. Impermeabilizarea la schimbările climatice a liniei M4 și a extinderilor acesteia (Norhavn și Sydhavn) a inclus recomandări privind măsuri de adaptare suplimentare față de cele deja planificate, care au fost elaborate de societatea de consultanță Rambøll.

Principalii factori de succes includ: (i) adoptarea unei abordări integrate, care să includă aspecte legate de inundații în cadrul întregului concept de proiectare a metroului încă din etapa de fezabilitate; (ii) în cazul inelului urban, pe baza experienței dobândite în timpul proiectării și exploatării liniilor de metrou anterioare (M1 și M2), deschise în 2002 și, respectiv, 2007; (iii) consecvența și coerența cu planul de adaptare la schimbările climatice la nivelul întregului oraș.

Principalul factor limitativ este legat de cerințele tehnice și operaționale stabilite inițial pentru sistemul de metrou, care sunt stabilite în primul rând pentru a asigura servicii optime de transport public în condiții economice durabile. Astfel de cerințe se referă la amplasarea stațiilor, amplasarea componentelor tehnice, dispunerea stațiilor de metrou, rutarea liniilor de metrou și altele. În unele cazuri, acestea au îngreunat integrarea măsurilor de adaptare.

Punerea în aplicare a măsurilor de imunizare la schimbările climatice în sistemul de metrou din Copenhaga a fost finanțată de Metroselskabet. Finanțarea soluțiilor de adaptare la schimbările climatice a fost inclusă atât în bugetele de construcție, cât și în bugetele de funcționare. Costul total al inelului orașului a fost de 22,4 miliarde DK, ceea ce reprezintă aproximativ 3 miliarde EUR, depășind ușor costul inițial estimat de 21,3 miliarde DKK. Costul măsurilor de imunizare la schimbările climatice este inclus în această sumă și nu există informații separate disponibile.

Principalul beneficiu al măsurilor de imunizare la schimbările climatice este prevenirea daunelor aduse infrastructurii și echipamentelor de metrou, a defecțiunilor operaționale și a pierderilor financiare aferente asociate cu evenimentele induse de schimbările climatice, în special inundațiile.

Construcția liniei de metrou M3 City Ring se bazează pe o lege adoptată de parlamentul național în iunie 2007. Descrierea proiectului care a servit drept bază pentru actul respectiv este furnizată în Raportul privind linia City Circle, elaborat în 2005. Cerințele de adaptare la schimbările climatice au fost incluse în propunerea de proiect.

Integrarea aspectelor legate de schimbările climatice în proiectarea metroului este un proces continuu de adaptare, care a fost în curs de desfășurare de la planificarea și construirea primei linii de metrou (2002) și continuă până în prezent. În 2010, au început lucrările preliminare de construcție a noului inel urban al liniei de metrou (M3). Această linie a fost deschisă în 2019, fiind dotată cu un nivel mai ridicat de protecție împotriva riscurilor actuale și viitoare legate de climă. Lucrările de construcție continuă cu extinderea liniei M4: (i) (Nordhavn) cu două stații noi deschise în 2020 (Nordhavn și Orientkaj) și (ii) Sydhavn, care urmează să fie pus în funcțiune în 2024. Datorită amplasării acestor secțiuni în apropierea mării, integrarea aspectelor legate de schimbările climatice în proiectarea lor este deosebit de importantă.

Durata de viață proiectată a sistemului de metrou este de aproximativ 100 de ani, dar poate fi chiar mai lungă pe baza experienței altor orașe din întreaga lume. Dacă sunt bine întreținute, durata de viață a măsurilor de adaptare structurală ar trebui să acopere durata de viață a întregului sistem de metrou.

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

Metroselskabet, inclusiv rapoartele anuale ale Metroselskabet