INŽ.BLOG

Odpornost infrastrukture – kaj pomeni in kako jo lahko izboljšamo

Odpornost infrastrukture je razmeroma mlad koncept, ki je v zadnjem desetletju iz raziskovalne sfere prešel v prakso.
Klasično upravljanje z infrastrukturo ima za cilj poiskati ukrepe, s katerimi se z omejenimi sredstvi dosežejo čim boljše storitve za uporabnike. Ti pričakujejo, da ceste omogočajo čim boljšo funkcionalnost na področjih mobilnosti, dostopnosti, varnosti, udobja, hitrega in učinkovitega potovanja, energijske učinkovitosti, majhnih vplivov na okolje in obnovljivosti. Na začetku razvoja cestnega omrežja so bila pričakovanja uporabnikov predvsem na zagotavljanju mobilnosti in dostopnosti, saj sta omogočila ekonomski razvoj – cestna infrastruktura na neko območje prinese napredek. Ko so bila osnovna pričakovanja uporabnikov izpolnjena, se je nabor pričakovanj razširil. Najprej na funkcije, ki zagotavljajo socialno pravičnost, to so varnost, udobje in hitrost potovanja, kasneje pa še na funkcije, ki zagotavljajo zaščito okolja: energijsko učinkovitost, nizko onesnaženost zraka, nizek hrup in obnovljivost.
Koncept odpornosti lastnikom in upravljavcem k osnovnim nalogam dodaja še sposobnost prometne infrastrukture, da vzdrži motnje – naravne, podnebne, tehnične ali celo družbenoekonomske – in da se infrastruktura po takšnih dogodkih hitro in učinkovito povrne v delujoče stanje. Torej, poenostavljeno rečeno, uporabniki cest si želijo, da bo cestna infrastruktura po katastrofalnih dogodkih čim prej spet primerna za prevoz ljudi in tovora.
Gre torej za koncept, ki nadgrajuje koncept upravljanja z infrastrukturo z dodatnimi pričakovanji uporabnikov in prinaša nova vprašanja za inženirje: kako se infrastruktura odziva na motnje in ali se zna po njih hitro povrniti v delujoče stanje?

Slika 1: Odpornost je definirana kot izguba koristi zaradi posledic katastrofalnih dogodkov v primerjavi z normalno delujočo infrastrukturo (vir: PIARC - Measures for Improving Resilience of Road Network)

Kako koncept odpornosti vpeljati v prakso?

Odpornost je predvsem lastnost omrežja, ne toliko posameznih objektov. Prvi korak je razumevanje ogroženosti omrežja – torej verjetnosti in posledic različnih katastrofalnih dogodkov.
Prvi korak je, da določimo ogroženost na nivoju omrežja. Ogroženost se ovrednoti kot kombinacija verjetnosti in posledic katastrofalnih dogodkov. Največkrat v praksi to poteka tako, da upravljavec pripravi katalog tveganj. Dobro je upoštevati še medsebojno odvisnost infrastruktur, saj lahko motnje na kateri drugi infrastrukturi, kot na primer izpad električne energije, vplivajo tudi na našo infrastrukturo. To se največkrat rešuje na ravni države, kjer si upravljavci izmenjajo kataloge tveganj, potem pa na skupnih koordinacijah ugotavljajo medsebojne vplive.
Ko ugotovimo ogroženost, jo lahko z ukrepi tveganja zmanjšujemo. Ukrepi lahko naslavljajo zmanjšanje verjetnosti za nastanek in obseg škode pred ali med katastrofalnim dogodkom ali hitrost odprave škode po katastrofalnem dogodku.

Slika 2: Vpliv ukrepa pred katastrofalnih dogodkom na izboljšanje odpornosti – primer zamenjave dotrajanih ležišč (vir: PIARC - Measures for Improving Resilience of Road Network)

Slika 3: Izboljšanje odpornosti zaradi učinkovitejšega delovanja med katastrofalnim dogodkom in v fazi obnove (vir: PIARC - Measures for Improving Resilience of Road Network)

Velja enak pristop kot pri tradicionalnem upravljanju z infrastrukturo, in sicer imamo omejena sredstva, ki jih moramo usmeriti tja, kjer bodo učinki največji.
Izdelani katalogi tveganj se lahko uporabijo tudi za prilagajanje rabe prostora ogroženosti. Se pravi, da dejavnosti, pri katerih ob katastrofalnih dogodkih lahko nastane večja škoda, izvajamo na območjih z manjšo ogroženostjo, na bolj ogroženih območjih pa dopuščamo rabo, za katero ocenjujemo, da bo škoda ob morebitnem katastrofalnem dogodku še sprejemljiva. Sprejemanje tveganj je ob hkratnem obvladovanju posledic lahko tudi priložnost.

Kateri so najbolj pogosti pristopi za dvig odpornosti?

Dvig odpornosti lahko dosežemo z omilitvijo tveganj ali s skrajšanjem časa obnove.
Glavni pristopi so:

• Povečanje robustnosti objektov, kar dosežemo bodisi z zmanjšanjem izpostavljenosti grožnjam bodisi s povečanjem vzdržljivosti. Primer takega ukrepa je izboljšava potresne varnosti viaduktov. Pomembno je tudi pravočasno in ustrezno vzdrževanje objektov, saj ima lahko katastrofalen dogodek na dotrajanih objektih bistveno hujše posledice kot na ustrezno vzdrževanih.
• Izboljšanje redundance oziroma vzpostavitev rezervnih kapacitet za omilitev posledic odpovedi. Primeri so npr. izgradnja dodatne ceste, ki nadomešča primarno cesto ob njeni odpovedi ali izboljšava multimodalnosti, se pravi možnost uporabe drugih infrastruktur itd.
• Zagotovitev izobilja virov med in po katastrofalnem dogodku. V to kategorijo spadajo na primer razpoložljivost protipoplavnih vreč, uporaba začasnih mostov, izboljšanje strokovnosti angažiranega osebja, sposobnost tvorjenja inovativnih in premišljenih rešitev itd. Se pravi, da v času katastrofalnega dogodka službe delujejo usklajeno in z zadostnimi viri, da preprečijo nastanek ali zmanjšajo škodo.
• Hitrost odziva, na primer upravljavca, za omilitev posledic katastrofalnega dogodka ter učinkovita določitev prednostnih nalog v fazi obnove. Takrat je potrebna hitra vzpostavitev pravnih mehanizmov za razporeditev in usmeritev sredstev tja, kjer bodo prinesla največji učinek.
• Prilagoditev. Če stroški za dvig odpornosti presegajo koristi, lahko tudi sprejmemo povečana tveganja. Na primer, da bi bila najvišje ležeča državna cesta čez prelaz Vršič (1611 m) prevozna v zimskem času, bi to zahtevalo nove in drage inženirske objekte. V tem času je zato zaprta, imajo pa uporabniki na razpolago druge poti, ki bistveno ne podaljšajo potovalnih časov. Stroški ukrepov bi presegali koristi uporabnikov, zato je razpoložljiva sredstva bolje porabiti drugje.

Kako bolje vključiti koncept odpornosti v upravljanje s slovensko infrastrukturo?

Trenutna miselnost ni preveč naklonjena upravljanju z infrastrukturo. Večji poudarek je na izgradnji nove infrastrukture, učinkovitost obstoječe ni toliko v ospredju. Je pa pri upravljanju z odpornostjo v zadnjih letih zaznati premik v razumevanju, a še vedno smo v začetni fazi. Zavedanje raste predvsem zaradi neposrednih izkušenj, vse pogostejše in intenzivnejše smo soočeni s poplavami, plazovi, sušami ali vročinskimi valovi. Tu nekoliko pozabljamo na potrese.
Leto 2023 je bilo recimo v Sloveniji prelomno, saj so avgustovske poplave prizadele več deset kilometrov cest, poškodovani so bili mostovi, brežine. Obnova ni usmerjena le v “vrnitev v prejšnje stanje”, temveč se je začelo razmišljati o nadgradnji – kako graditi bolje, drugače, trajneje. Je pa glavnina sredstev za izboljšanje usmerjena v prizadete regije in v izboljšanje odpornosti na poplave. Iz vidika celovitega upravljanja na nivoju države bi bilo bolj učinkovito ta sredstva usmeriti na celotno Slovenijo ter nasloviti večji spekter katastrofalnih dogodkov, saj bo zelo verjetno naslednji katastrofalni dogodek drugje in drugačen.

Kako naprej?

Prvi korak je izdelava katalogov tveganj. Kolikor mi je poznano, katalogov tveganj upravljavci infrastruktur še niso izdelali. Je pa v sprejemanju »Uredba o ugotavljanju kritičnih subjektov«, ki bo to v neki meri od upravljavcev kritične državne infrastrukture zahtevala. Katalogi tveganj zaradi varnostnih razlogov niso dostopni javnosti.
Smo pa strokovnjaki tveganja za ceste že pregledali in identificirali največja. Prve ugotovitve so nasprotne od pričakovanj, saj ugotavljamo, da bi avtoceste, ki so sicer novejše in grajene po višjih standardih, zaradi kompleksnejših inženirskih objektov in manjše redundance lahko bile manj odporne od državnih cest.
Je pa sicer nivo gradnje infrastrukture v Sloveniji na visokem nivoju in se veliko pristopov za doseganje boljše odpornosti že izvaja v praksi. Primeri takšnih ukrepov so na primer globoko temeljenje vseh avtocestnih viaduktov, da ne more priti do erozije temeljev; nadgradnja elektrostrojne opreme v dvocevnih avtocestnih predorih z elektrostrojno opremo, ki omogoča odvijanje prometa v obe smeri, da v primeru požara v eni cevi predora lahko tako promet še vedno lahko poteka po avtocesti v vzporedni predorski cevi ali predčasna zamenjava starejših mostov, ki bi glede na stanje še nekaj časa izkazovali mehansko odpornost in stabilnost zaradi tveganja, ki ga predstavlja potres,

Kam po več znanja?

Največ sem o odpornosti izvedel v okviru sodelovanja s PIARC (tehnični odbor 3.3 Upravljanje z infrastrukturo) in OECD, s katero sem sodeloval kot zunanji strokovnjak. Za pričetek priporočam branje PIARC poročila Measures for Improving Resilience of Road Network, ki ponuja dobro osnovo za širše razumevanje odpornosti.

Pripravil:
mag. Mitja Jurgele, univ. dipl. inž. grad.