Kanada braucht Milliarden für Brückenreparaturen, und der Klimawandel wird diese Kosten in die Höhe treiben: UCalgary-Forscher

31. Juli 2023

Autor

Samantha Lafleur, Weiterentwicklung

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Vor zehn Jahren erlebten die Calgarians eine verheerende Überschwemmung, die mehrere Viertel entlang der Flüsse Bow und Elbow überschwemmte. Nur wenige Tage später stürzte eine Eisenbahnbrücke über den Bow teilweise ein, als ein Zug darüber fuhr. Später wurde festgestellt, dass dies eine Folge dieser Überschwemmung war.

Dr. Muntasir Billah, PhD, Assistenzprofessor an der Schulich School of Engineering, sagt, dass solche Ereignisse dank des Klimawandels häufiger auftreten könnten.

Billah untersucht zusammen mit der Abteilung für Bauingenieurwesen das Infrastruktursystem Kanadas. Sein Hauptziel ist es, die Widerstandsfähigkeit der gebauten Infrastruktur zu verbessern. Billahs Schwerpunkt liegt auf der Verbesserung von Entwurfsrichtlinien, um Brücken widerstandsfähiger gegen vom Menschen verursachte und natürliche Gefahren zu machen.

DR. Muntasir Billah

Er sagt, dass die Planung und der Bau von Infrastruktur jetzt eine zunehmende Berücksichtigung des Klimawandels erfordern.

„Wir wissen, dass der Klimawandel real ist; Die Daten belegen dies, und wenn man sich das Muster des Klimawandels in Kanada anschaut, ist die Erwärmung in Kanada doppelt so hoch wie der globale Durchschnitt“, sagt Billah. „Die Auswirkungen auf unsere Infrastruktur können erheblich sein. Vielleicht sehen wir es zu diesem Zeitpunkt noch nicht, aber wenn wir Brücken entwerfen, berücksichtigen wir normalerweise eine geplante Lebensdauer von 75 bis 100 Jahren. Nehmen wir zum Beispiel eine Brücke, die vor 50 Jahren entworfen wurde; Vielleicht spürt es jetzt die Auswirkungen des Klimawandels.“

Die 2013 eingestürzte Eisenbahnbrücke, die Bonnybrook Bridge, war damals 101 Jahre alt, und später stellte sich heraus, dass die Flut ihr Fundament zerstört hatte, was zum Einsturz führte.

Es sind nicht nur gelegentliche Katastrophen wie die Überschwemmung in Calgary, die potenziell verheerende Auswirkungen auf die Infrastruktur haben könnten. Billah sagt, dass prognostizierte zukünftige Änderungen der globalen Temperatur und relativen Luftfeuchtigkeit die Korrosion der Brückenkonstruktion um bis zu 15 Prozent erhöhen könnten, wenn es zu einem durchschnittlichen Temperaturanstieg von 2 °C käme. Er sagt, dass diese erhöhte Temperatur auch zu einem Knicken der Brückenträger führen könnte B. Rissbildung und Quetschung von Brückendecks.

Der Canadian Infrastructure Report Card 2019 zeigt, dass sich mehr als 39 Prozent der kanadischen Brücken in einem schlechten oder guten Zustand befinden. Die Wartungskosten, die erforderlich sind, um diese Brücken auf den aktuellen Standard zu bringen, werden auf rund 21 Milliarden US-Dollar geschätzt. Billah warnt jedoch davor, dass diese Kosten aufgrund von durch den Klimawandel verursachten Ereignissen wahrscheinlich höher sein werden.

„Wir untersuchen nicht nur die Wirksamkeit unserer neuen Designs, sondern auch die Frage, wie wir unsere bestehenden Infrastrukturen an die Auswirkungen des Klimawandels anpassen können, was bisher nicht aus einem ganzheitlichen Ansatz betrachtet wurde“, sagt Billah . „Wir versuchen, dies aus der Sicht des Klimawandels zu betrachten: wie wir als [Ingenieure] neue Materialien und Designwerkzeuge implementieren und wie wir unsere bestehende und neue Infrastruktur widerstandsfähig gegen den Klimawandel machen können.“

Laut Billah könnte auch das ständige Einfrieren und Auftauen im Winter zum Verfall von Brücken beitragen. Wenn das Schneewasser schmilzt, erklärt er, sinkt es in den Beton und dehnt sich dann, sobald er wieder gefriert, aus, was dazu führt, dass der Beton reißt und Platz für weiteren Verfall schafft.

Extreme Sommerhitze, für die die meisten Baumaterialien ebenfalls nicht ausgelegt sind, kann ebenfalls dazu führen, dass sich Beton ausdehnt. „Wir legen jede Struktur für einen bestimmten Temperaturbereich aus, und wenn dieser überschritten wird, führt dies zu zusätzlichen Spannungen oder zusätzlichen Kräften auf unsere Strukturelemente. Und das führt zu einer stärkeren Belastung unserer Strukturen und schafft Probleme für unsere Infrastrukturen“, sagt Billah.

Billah und sein Team untersuchen derzeit verschiedene Regionen in Kanada, einschließlich ihrer Temperaturveränderungsgeschichte und Temperaturvorhersagen.

Von da an gibt es laut Billah nicht eine einzige Lösung, sondern viele mögliche Lösungen, abhängig von der Umgebung.

Beispielsweise teste sein Team derzeit die Wirksamkeit verschiedener Metalle wie Edelstahl (der weniger anfällig für Korrosion sei) sowie verschiedener Betonarten.

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