Héroes de la ingeniería civil: 3 formas de salvar el mundo con planificación resiliente
Muchas narrativas de superhéroes pueden interpretarse como antídotos a las incertidumbres y políticas de su tiempo, desde el Superman de la Gran Depresión hasta la Capitana Marvel peleando contra fascistas, pasando por Black Panther y su jaque a la injusticia racial interplanetaria. La entrega más reciente de la saga de los Vengadores, Avengers: Endgame, que se estrenó la misma semana que se celebraba el Día de la Tierra de 2019, se guía por este mismo principio. Esta vez, sin embargo, la amenaza es medioambiental, una batalla que refleja la ansiedad colectiva de nuestra época por el destino del planeta.
El cambio climático, el terrorismo y las redes inteligentes han puesto patas arriba los modelos de planificación y análisis, exponiendo el entorno edificado global a diversas vulnerabilidades. La respuesta de muchos profesionales de la ordenación territorial ha sido desempeñar nuevos roles como representantes sociales y medioambientales: un nuevo escuadrón de superhéroes entre bastidores. A continuación, varios ingenieros nos describen tres tendencias de planificación resiliente y nos hablan sobre cómo prepararse para la incertidumbre ha recentrado la larga historia de deber civil de la profesión.
1. Adaptarse a la “nueva normalidad” con diseño resiliente frente al clima
La Cuarta Evaluación Nacional del Clima, publicada en Estados Unidos noviembre de 2018, revela que la media de temperatura global se elevará hasta 5 grados para el fin de siglo. El informe cita peligros existentes y pronosticados —como un mayor riesgo de inundaciones por fuertes lluvias en Luisiana o escasez de agua en la cuenca del río Colorado—. El impacto estructural y humano de estas consecuencias del calentamiento global dependerá, en gran medida, del grado de compromiso de la comunidad internacional con reducir las emisiones de gases de efecto invernadero.
La Sociedad Estadounidense de Ingenieros Civiles (ASCE, por sus siglas en inglés) publicó en 2018 un nuevo manual en el que se ofrecían modelos emergentes de evaluación de riesgos en escenarios climáticos en los que pudieran desarrollarse situaciones muy divergentes, según cuenta David Odeh, un directivo del comité de ASCE y director de Odeh Engineers.
“Antes podíamos predecir con cierto nivel de certeza cuál sería la inundación en el peor de los casos a lo largo de los próximos 100 años basándonos en datos históricos —afirma Odeh—. Parte del deber del comité es evaluar la profunda incertidumbre que existe en cuanto al clima debido a sequías, fuertes lluvias, subida del nivel del mar, etcétera, y crear modelos nuevos o mejorados para el diseño de infraestructura”.
Una forma de lidiar con esta profunda incertidumbre es el diseño adaptable. Este enfoque, que combina modelado probabilista y datos por observación, prevé cambios en las estructuras si aumentan las cargas o se reducen las resistencias respecto de unos valores límite. Odeh cita como ejemplo el Corredor Ferroviario Los Ángeles/San Diego/San Luis Obispo (LOSSAN). “En un futuro, si empiezan a darse niveles más altos de alteraciones o casos más graves de peligro por inundación, podrán levantar los caballetes y elevarlos hasta casi dos metros en algunos segmentos. Los pilotes subterráneos están diseñados para soportar una vía férrea potencialmente más alta”.
2. Una mejor disposición para mitigar desastres en situaciones de emergencia
Los atentados del 11 de septiembre —y, más recientemente, los atentados de noviembre de 2015 en París y las explosiones de 2019 en Sri Lanka— han hecho replantear la resistencia de las estructuras frente a las intenciones de los terroristas en términos trágicamente humanos. Kent Yu, presidente de la División de Infraestructura Resiliente de ASCE, afirma que la declaración política 499 de la organización, publicada en 2018, ofrece un marco que ayuda a los ingenieros civiles a plantear soluciones de respuesta y recuperación tras una emergencia. Esta política también fomenta, por un lado, la investigación de los efectos que tienen los peligros naturales y humanos en la infraestructura y, por otro, la mejora de las capacidades de esta, ya sea recién finalizada o a lo largo del tiempo, en cuanto a “soportar las alteraciones y recuperarse con rapidez”.
Una clave de esta política es una mejor coordinación y la planificación resiliente entre los profesionales del diseño, gestores de emergencias urbanas, propietarios y operadores de infraestructura y agencias federales. “No hay más que pensar en la cantidad de infraestructura que vamos a construir —cuenta Yu—. Gestión de aguas residuales, centrales eléctricas, carreteras, puentes, edificios… Con esta mentalidad resiliente, una que ponga en práctica nuevas normativas, tecnologías y conocimientos, cambiaremos nuestra forma de trabajar y estaremos mucho mejor preparados para hacer frente a desastres humanos y al cambio climático”.
Don Dusenberry, consultor jefe de ingeniería mecánica en Simpson Gumpertz & Heger Inc., preside un comité del Instituto de Ingeniería Estructural del ASCE que está redactando nuevas normas para reducir los efectos del colapso.
Según indica Dusenberry, hay tres formas básicas de mitigar el riesgo de un atentado terrorista. La primera es eliminar la amenaza instalando barricadas. La segunda es reforzar la estructura para limitar el daño por impacto, explosiones o incendios. La última es crear una trayectoria de carga alternativa que transfiera la presión por toda la estructura en caso de que falle un elemento clave. “La norma está orientada en gran medida hacia la tercera opción: lo que hay que hacer para diseñar un edificio que soporte el daño y no se derrumbe”, explica.
Estas técnicas de reducción de colapsos tienen aplicaciones materiales y capaces de suponer la diferencia entre la vida o la muerte en edificios gubernamentales, vestíbulos de rascacielos y puentes, entre otras infraestructuras, según añade Dusenberry. Fue miembro del equipo encargado de evaluar el comportamiento de edificios como el Pentágono tras los atentados del 11 de septiembre. Pese a que el Pentágono no estaba diseñado con criterios de resiliencia frente al derrumbe en mente, Dusenberry indica que su reacción tras el atentado ha sido de gran ayuda como guía.
“Aunque el avión aterrizó básicamente dentro del primer piso del edificio, las plantas superiores no se derrumbaron inmediatamente —explica—. Se mantuvieron en pie otros 15 o 20 minutos, tiempo suficiente para que los ocupantes de los pisos superiores pudieran evacuarlos. La estructura tenía suficiente resistencia adicional, en parte porque el muro exterior estaba compuesto de mampostería, cosa que hizo que todas las plantas superiores colaborasen y se repartiesen el daño como si se tratase de una viga de gran canto”.
3. Cibernética para un transporte más seguro
Los fondos cada vez más abundantes que invierten los fabricantes de automóviles y las empresas de tecnología en el sector de los vehículos autónomos han reclamado que tanto los responsables políticos como los ingenieros civiles creen carreteras conectadas que ofrezcan una mayor seguridad para los usuarios y menos congestión.
Yinhai Wang, catedrático de ingeniería de transportes y jefe fundador del Laboratorio de Aplicaciones e Investigación de Transporte Inteligente (STAR Lab en inglés) de la Universidad de Washington, afirma que la cibernética —la ciencia de los sistemas conectados en red desarrollados para alcanzar objetivos colectivos de forma más eficiente— ha atraído las miradas de las autoridades estatales y locales de transporte.
Según Wang, hace muchos años que las ciudades globales utilizan detectores de bucles de inducción, aparatos magnéticos y procesadores de imagen de vídeo para detectar y regular el flujo del tráfico en calzadas e intersecciones. No obstante, un sistema de detección de este tipo no basta como soporte de futuros Vehículos Conectados y Autónomos (o CAV, por sus siglas en inglés). El instituto de Transporte y Desarrollo (T&DI) de ASCE fundó un Comité de Impactos de CAV para estudiar cómo las aplicaciones de los CAV afectarán a la planificación, diseño, funcionamiento y mantenimiento de las futuras infraestructuras viales. “Las carreteras del futuro serán más inteligentes porque estarán conectadas con los usuarios, tanto vehículos como peatones, y estarán equipadas con potentes sistemas de software que permitirá la toma de decisiones”, añade Wang.
Unas carreteras más inteligentes gracias a las tecnologías de CAV son imprescindibles para iniciativas como Road to Zero, un programa del departamento de transportes estadounidense cuya intención es eliminar los siniestros en carretera para el 2046. “Desde esta perspectiva, nos estamos fijando en qué diseños e instrumentos necesitan las infraestructuras viales para ser más seguras, fiables y eficientes”, explica Wang.
Wang está liderando el desarrollo de una tecnología en el STAR Lab llamada MUST-II (acrónimo de Unidad Móvil para la Detección de Tráfico versión 2). La MUST-II puede funcionar como una unidad en carretera que se comunique con vehículos y peatones además de desempeñar sus clásicas funciones de recolección de datos en cuanto a los tiempos de viaje de automóviles y personas, el volumen por sección, las condiciones de superficie de la calzada y la visibilidad.
Los datos recopilados por los sensores de la MUST-II pueden visualizarse en DRIVE Net, una plataforma en línea desarrollada por el STAR Lab con fondos de PacTrans y el departamento de transporte del estado de Washington. “En una intersección, si una persona quiere cruzar y tiene una app que se conecta al controlador de señales a través de nuestra MUST-II, la señal procesará su solicitud y le dará luz verde al peatón de forma óptima”, explica Wang.
“El futuro mezclará grandes cantidades de conductores humanos y robots —continúa Wang—. ¿Cómo abordaremos la interacción entre estos dos tipos de vehículo? Espero ver una investigación muy activa por parte de la industria, el mundo académico y las agencias estatales a este respecto. Llevará un tiempo conseguir que todo se compenetre a la perfección”.