Integrarea adaptării în proiectarea metroului din Copenhaga

Atât partea subterană a metroului din Copenhaga, cât și partea de deasupra solului prezintă provocări legate de schimbările climatice. În special, precipitațiile abundente, furtunile (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 unor fenomene 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 a metroului. 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 subliniază evoluția climei daneze până în anul 2100, țara se va confrunta cu creșterea nivelului mării și cu evenimente meteorologice extreme mai frecvente și mai severe. Rezultatele acestui raport se bazează pe scenariile AR5 ale IPCC. Simulările climatice și incertitudinile asociate sunt îmbunătățite prin proiecții calculate de un ansamblu de modele climatice CMIP5 (proiectul de comparare intermediară a modelelor cuplate, faza 5). Potrivit raportului, nivelul mării din jurul Danemarcei va fi mai mare cu 0,1-0,6 m pentru scenariul cel mai optimist (RCP2.6), cu 0,2-0,7 m pentru un scenariu intermediar RCP4.5 și cu 0,3-0,9 m 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, va duce probabil la creșterea înălțimilor de furtună.

Pe lângă creșterea nivelului mării, se preconizează că fenomenele meteorologice extreme (furtuni și nori) vor avea loc mai des și vor fi mai grave 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 principal inundațiile cauzate de ploi abundente și de valurile de furtună. Măsurile sunt menite să protejeze infrastructura și exploatarea 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 sunt necesare doar ajustări minore în curs de desfășurare după aceea.

Pentru a îmbunătăți protecția sistemului de metrou din Copenhaga împotriva inundațiilor, cel mai înalt nivel preconizat al apei din cauza precipitațiilor abundente și a valurilor de furtună a fost estimat separat pentru fiecare stație. Acest lucru a permis identificarea nivelului exact de elevație pentru fiecare intrare, scări, ventilație în tunel, rampă, cameră tehnică, puț, lift și centru de control și întreținere. În afară de calea ferată, 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 evenimentele de nori, a fost luat în considerare un eveniment de inundații de 1:2000 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 complet protejate împotriva inundațiilor cauzate de exploziile de nori. Pentru tronsoanele de metrou nou construite (M3 City Ring, M4 Nordhavn) și pentru tronsoanele de metrou în construcție (M4 Sydhavn) s-au luat în considerare proiecțiile climatice actualizate privind apariția și intensitatea viitoarelor evenimente de nori și de furtună. Pe baza acestor ipoteze, s-a constatat că stațiile de metrou ar trebui amplasate la diferite niveluri, între trei și cinci metri, pentru a proteja instalațiile fixe împotriva unui eveniment de inundații de 10 000 de ani.

Pe lângă creșterea nivelurilor de altitudine ale elementelor critice ale metroului, 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, în unele stații de metrou, a fost încorporat un pas, ceea ce necesită un pas înainte înainte de a merge în jos la stație.
• În cazul în care metroul se execută de la secțiunile de deasupra solului în jos în tuneluri un grătar de drenaj puternic a fost stabilit de-a lungul pistelor în cazul în care apa de ploaie se acumulează și este pompat afară, astfel încât să nu intre în tuneluri.
• În sistemul de metrou suprateran, canalele de scurgere sunt instalate de-a lungul liniilor care conduc apa în sistemul local de canalizare.
• Toate stațiile subterane au capacitate de pompare, astfel încât, în cazul în care tunelul este inundat, apa va fi pompată automat.
• Inundațiile sunt stabilite în unele stații de metrou în care sistemul de metrou este legat direct de alte infrastructuri, pentru a asigura metroul de inundații din alte părți ale sistemului de transport feroviar public.
• Stațiile subterane sunt protejate împotriva revărsării din sistemul de canalizare al orașului.
• Instalațiile de uși exterioare impermeabile în sălile tehnice din 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.
• Pereții gabioanelor au fost construiți de-a lungul unor secțiuni de metrou expuse deasupra solului, cum ar fi pe Amagerul de Est. Un perete de gabion este un perete făcut dintr-o cușcă umplută cu pietre; o tehnică utilizată în sistemele de apărare costieră și în diguri. Acestea sunt elemente structurale utilizate în întinderile de suprafață, care însă nu sunt suficient de singure pentru a proteja împotriva inundațiilor.
• Pe liniile M1 și M2 au fost instalate pereți impermeabili (combinație de pereți din beton și gabion) cu o înălțime de până la 2,3 m, 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 sporite de rezistență la schimbările climatice avute în vedere.

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

Deși sunt adaptate 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 valurilor de furtună în viitor, având în vedere caracterul evolutiv al schimbărilor climatice și proiecțiile aferente. Analizele preliminare efectuate de Metroselskabet arată că protecția deplină a unui metrou în exploatare 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 exclusiv a instalațiilor de metrou. Nivelul măsurilor necesare pentru protejarea metroului depinde în mare măsură de modul în care se decide protejarea orașului 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 centură a orașului a implicat o consultare publică, pe baza evaluării impactului proiectului asupra mediului, efectuată 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 societății 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 problemele 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 principal 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 preconizat inițial 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 evenimentelor provocate de schimbările climatice, în special inundațiilor.

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 acest act este furnizată în Raportul privind linia cercului urban, 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 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 extinderi ale liniei M4: (i) (Nordhavn), cu două noi stații 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, încorporarea aspectelor legate de schimbările climatice în proiectarea lor este deosebit de importantă.

Durata de viață 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 Metroselskabet