DANA de 2024: qué nos enseñó sobre el riesgo y el diseño de nuestras infraestructuras

Cuando el agua encuentra un territorio vulnerable, una lluvia extraordinaria puede convertirse en una catástrofe. La DANA de octubre de 2024 lo demostró con una fuerza difícil de olvidar: carreteras, ferrocarriles, puentes, viviendas y redes esenciales quedaron expuestos a un episodio que puso a prueba la capacidad del territorio y de sus infraestructuras. Pero el agua no solo dejó daños; también dejó preguntas para la ingeniería. ¿Qué falló, qué funcionó y qué deberíamos cambiar para afrontar el próximo episodio extremo? La respuesta pasa por mirar más allá de la obra aislada y entender cómo territorio, hidráulica, infraestructuras, sistemas de alerta y clima interactúan cuando todo ocurre simultáneamente.

Nos adentramos en la época de lluvias. Ayer llovió con mucha fuerza en Valencia y hoy parece que sigue lloviendo. La inquietud y la memoria de lo ocurrido en fechas recientes pesan como una losa sobre quienes vivimos en estas tierras. El tiempo transcurrido permite analizar con mayor perspectiva qué factores se combinaron, qué papel desempeñaron las infraestructuras y qué enseñanzas puede extraer la ingeniería para afrontar futuros episodios extremos.

Un desastre resultado de múltiples vulnerabilidades

La vulnerabilidad que puso de manifiesto la DANA no obedeció a una única causa. Fue el resultado de la combinación de una elevada exposición de la población, de las actividades económicas y de las infraestructuras en zonas potencialmente inundables, de las características de las redes de drenaje y de transporte y de la extraordinaria magnitud de la avenida.

En comarcas como l’Horta Sud, el crecimiento urbano e industrial acumulado durante décadas ocupó parte de las llanuras naturales de inundación y de los cauces secos de las ramblas. Al mismo tiempo, la sustitución de superficies vegetadas por superficies impermeables favoreció una respuesta más rápida de la escorrentía y redujo la infiltración del agua.

A estas condiciones se sumaron ciertos elementos de las infraestructuras que pueden modificar el comportamiento del flujo durante una inundación. Algunos puentes con pilares situados en el cauce y determinados terraplenes de las vías de transporte pueden generar estrechamientos locales. Si además se acumulan escombros, vegetación u otros materiales arrastrados por el agua, la circulación de los caudales puede verse temporalmente dificultada.

La magnitud de los daños puede entenderse mediante el denominado «modelo del queso suizo», utilizado en la gestión de desastres. Su planteamiento parte de que los impactos más graves pueden producirse cuando varias debilidades o limitaciones coinciden en distintas capas de protección. Durante este episodio confluyeron factores territoriales e hidráulicos preexistentes con circunstancias propias de la emergencia.

Entre las condiciones previas estaba la existencia de cuencas de respuesta rápida, con capacidad hidráulica limitada, destinadas a episodios extraordinarios. La respuesta fue diferente en infraestructuras con mayor capacidad de regulación o de conducción, como el nuevo cauce del Turia o la presa de Forata en el río Magro. Durante la emergencia también intervinieron aspectos relacionados con la transmisión de información y la percepción del riesgo, incluidos los sistemas de alerta temprana y el conocimiento del peligro por parte de la población.

Todo ello coincidió con un episodio meteorológico excepcional. La DANA produjo precipitaciones de intensidad extraordinaria y se vio favorecida por temperaturas del Mediterráneo superiores a lo habitual para las condiciones atmosféricas del episodio. Además, el sistema de tormentas presentó un carácter muy estacionario, lo que permitió acumular precipitaciones históricas en determinados puntos. En Turís se registraron más de 185 l/m² en una hora y más de 770 l/m² en 24 horas. Los caudales generados superaron ampliamente los valores asociados a periodos de retorno convencionales.

Revisar los modelos de riesgo hidrológico

El episodio también ha puesto sobre la mesa algunas limitaciones conceptuales y metodológicas en la evaluación del riesgo hidrológico. Una de las cuestiones que merecen revisión es la premisa de la estacionariedad climática: la suposición de que las series estadísticas y los registros históricos permiten estimar adecuadamente la frecuencia e intensidad de los acontecimientos futuros.

La DANA plantea interrogantes sobre la capacidad de los periodos de retorno convencionales utilizados en las normativas para representar un clima cambiante, capaz de generar sistemas de tormentas estacionarias de severidad excepcional. También conviene mejorar la representación de aquellas situaciones en las que las precipitaciones extremas inciden sobre suelos previamente saturados por lluvias anteriores, ya que esta circunstancia puede contribuir a producir picos de caudal muy elevados.

Los modelos hidrológicos e hidráulicos deberían incorporar también, con mayor detalle, la geomorfología de los abanicos y de las llanuras aluviales mediterráneas. Muchas metodologías de evaluación del riesgo se han desarrollado tomando como referencia la dinámica de los grandes ríos. En un abanico aluvial, la configuración convexa del terreno puede hacer que el cauce pierda capacidad a medida que avanza, mientras que el agua desbordada puede desviarse hacia corrientes secundarias.

Las infraestructuras humanas añaden otra fuente de complejidad. Algunos modelos numéricos podrían no representar con suficiente detalle determinadas interacciones físicas, como la acumulación de vehículos, sedimentos, vegetación y escombros en puentes y pasos inferiores. Estos materiales pueden incrementar el calado y las fuerzas ejercidas sobre el entorno aguas arriba.

También existe margen para conectar mejor los datos disponibles con la gestión predictiva de emergencias en tiempo real. Una red avanzada de medición como el SAIH proporciona información de gran utilidad, que podría adquirir mayor valor operativo mediante su integración con modelos hidráulicos distribuidos capaces de transformar la precipitación en mapas dinámicos de inundación.

El análisis del riesgo debería extenderse, además, más allá de la seguridad estructural de cada componente considerado por separado. La electricidad, el agua, las telecomunicaciones y el transporte están estrechamente relacionados, de modo que el fallo de un sistema puede afectar a los demás. Los modelos deben profundizar en estos posibles efectos en cascada y en las interdependencias entre infraestructuras críticas, incluyendo los tiempos necesarios para la recuperación de los servicios.

Infraestructuras que protegen y estructuras que interactúan con el agua

No todas las infraestructuras cumplen la misma función en una inundación. Su comportamiento depende de su capacidad de evacuación, de su función de laminación de caudales y de la forma en que responden hidráulicamente a las características concretas de cada episodio.

El nuevo cauce del río Turia, conocido como Plan Sur, constituye un elemento relevante por su capacidad de conducción para interpretar la evolución de los caudales en el entorno de Valencia. También las presas de regulación y laminación, como Forata, pueden modificar temporalmente la evolución de los caudales aguas abajo. Para determinar cuál fue la contribución concreta de estas infraestructuras durante la DANA, es necesario analizar los caudales registrados, las condiciones de funcionamiento y los escenarios que se habrían producido sin dichas actuaciones.

Otros elementos pueden interactuar con el flujo y modificar localmente sus condiciones de circulación. En determinados puentes y pasos con varios pilares dentro del cauce, la acumulación de vegetación, sedimentos, vehículos u otros materiales arrastrados por la corriente puede reducir temporalmente la sección disponible y modificar los niveles de agua aguas arriba. La magnitud de este efecto depende del emplazamiento y requiere un análisis hidráulico específico.

Algo similar puede ocurrir con ciertos terraplenes de carreteras y de vías ferroviarias. Su comportamiento frente a caudales extraordinarios depende, entre otros factores, de la capacidad y la distribución de los elementos de drenaje transversal.

Esto aconseja revisar las soluciones existentes sin considerar si una determinada tipología es adecuada o inadecuada de forma general. En puentes y pasos de agua puede estudiarse, cuando sea técnicamente viable, la reducción de apoyos dentro del cauce, junto con la socavación y las acciones asociadas a sedimentos y materiales flotantes. En carreteras y ferrocarriles puede valorarse una mayor permeabilidad transversal mediante obras de drenaje, marcos o viaductos, especialmente cuando la configuración del terreno lo permita.

La ingeniería dispone, además, de soluciones que pueden combinarse entre sí. Entre ellas están las medidas de laminación en cabecera y aquellas que proporcionan mayor espacio para la circulación temporal del agua, como parques inundables periurbanos, corredores verdes de laminación y Sistemas Urbanos de Drenaje Sostenible (SUDS). Estas actuaciones pueden complementarse con criterios de diseño basados en el desempeño y con hipótesis de cálculo que contemplen posibles modificaciones en las condiciones climáticas.

También resulta útil estudiar qué ocurre cuando un evento supera las condiciones previstas en el diseño. El objetivo es identificar posibles modos de fallo y conservar determinadas funciones durante la emergencia.

Carreteras, ferrocarriles y puentes: analizar cada caso

Las infraestructuras de transporte pueden interactuar con el agua de distintas formas durante una inundación. Su efecto depende de su posición respecto a las líneas naturales de escorrentía, de la permeabilidad transversal, de la capacidad de las obras de drenaje y de las características de los caudales y de los materiales transportados. Por ello, su influencia debe analizarse de manera individual.

En algunos puentes, la presencia de varios pilares o apoyos en el cauce facilita que la vegetación, los sedimentos, los vehículos y otros materiales arrastrados por la corriente reduzcan temporalmente la sección transversal disponible. Los terraplenes de carreteras y ferrocarriles también pueden interceptar las líneas de escorrentía cuando sus elementos de drenaje transversal carecen de capacidad suficiente para caudales determinados.

Algunas infraestructuras de l’Horta Sud merecen un análisis específico. Entre ellas figuran determinados tramos de la red ferroviaria de cercanías, incluido el entorno de Paiporta, donde convendría estudiar conjuntamente los niveles de agua registrados, la capacidad de las obras de drenaje y las posibles obstrucciones durante el episodio.

También puede revisarse el comportamiento hidráulico de grandes infraestructuras viarias, como la V-31, conocida como Pista de Silla, y la CV-31, así como su relación con las vías naturales de desagüe del abanico aluvial. Las diferencias de configuración respecto de otras infraestructuras, como la CV-400 o la línea del AVE, pueden aportar información útil, aunque por sí solas no permiten establecer una relación causal con su comportamiento durante la DANA.

Otro caso que merece atención es el del Barranco de la Saleta y su relación con el tejido urbano de Aldaia. La evolución del agua durante un episodio extraordinario depende de la configuración del cauce, de las condiciones de drenaje y de las actuaciones existentes o previstas. Cualquier modificación debería basarse en una evaluación hidráulica conjunta de estas variables.

Los futuros rediseños y reconstrucciones deberían evaluar la permeabilidad y el comportamiento hidráulico de estas infraestructuras. Entre las medidas posibles figuran reducir, cuando sea viable, el número de apoyos dentro del cauce, estudiar la socavación y las acciones asociadas a materiales flotantes y mejorar la permeabilidad transversal de carreteras y ferrocarriles mediante obras de drenaje, marcos o viaductos. La solución debe adaptarse a las características hidráulicas y territoriales de cada emplazamiento.

Reconstruir no significa simplemente reponer

La reconstrucción exige distinguir entre la respuesta asistencial y la reparación de los servicios afectados, por una parte, y la revisión de las condiciones que contribuyeron al riesgo, por otra. Durante la emergencia se realizó un esfuerzo importante para recuperar la conectividad viaria y ferroviaria y restablecer las redes de abastecimiento, de agua potable y de saneamiento.

La reducción de vulnerabilidades requiere, sin embargo, analizar cada actuación y comprobar hasta qué punto incorpora las lecciones del episodio. Una cuestión relevante es determinar si las obras de reposición conservan las características de las infraestructuras anteriores o incorporan modificaciones destinadas a mejorar su comportamiento ante futuros episodios.

Reponer una infraestructura dañada permite atender una necesidad inmediata, pero no implica necesariamente que se hayan revisado las condiciones territoriales, hidráulicas o de diseño que deberían tenerse en cuenta ante otros acontecimientos. La reconstrucción también ofrece la oportunidad de revisar las soluciones existentes cuando los estudios técnicos así lo aconsejen.

Entre las actuaciones que podrían requerir atención específica figuran las medidas de laminación y de defensa en la cuenca del Barranco del Poyo y en otras zonas afectadas, así como las soluciones provisionales adoptadas en carreteras, puentes y cauces. Su adecuación dependerá de las características de cada actuación y de los plazos previstos para las soluciones definitivas. También conviene analizar cómo respondería el conjunto de infraestructuras ante un nuevo episodio, antes de que concluyan las actuaciones previstas.

La reducción de las vulnerabilidades identificadas puede requerir una coordinación más estrecha entre administraciones y organismos responsables, así como de equipos técnicos capaces de estudiar conjuntamente las dimensiones hidráulicas, territoriales, urbanas e infraestructurales.

Entre los aspectos susceptibles de revisión se encuentran los criterios de cálculo ante posibles cambios climáticos, las normas de ocupación de zonas potencialmente inundables y la localización de usos especialmente sensibles. También puede estudiarse la implantación de infraestructuras verdes y azules, como parques inundables y sistemas de drenaje sostenible, adaptadas a las características específicas del territorio.

El objetivo no debería limitarse a recuperar el funcionamiento previo de las zonas afectadas. También debe estudiarse qué modificaciones pueden reducir de manera razonable la exposición y mejorar la capacidad de respuesta ante futuros episodios. El alcance de esas modificaciones debe establecerse mediante estudios técnicos específicos para cada territorio y cada infraestructura.

Diseñar pensando en un clima que cambia

No todas las infraestructuras están todavía diseñadas de forma sistemática considerando la posible no estacionariedad de las condiciones climáticas futuras. Muchos códigos y regulaciones de ingeniería se han apoyado históricamente en series de datos y registros del pasado para definir las acciones de diseño, bajo la hipótesis de que sus características estadísticas permanecerían relativamente estables.

La evolución observada y proyectada del clima plantea la necesidad de revisar hasta qué punto ese supuesto sigue siendo adecuado para determinados tipos de infraestructura. Además, muchas obras tienen vidas útiles de varias décadas, por lo que las condiciones a las que estarán expuestas pueden diferir de las consideradas durante su diseño.

La adaptación no afecta únicamente a los valores de cálculo. También conviene estudiar cómo responderán las infraestructuras ante combinaciones de fenómenos extremos y cómo se recuperarán los servicios tras un episodio severo. Tradicionalmente se ha prestado mucha atención a la seguridad de los elementos individuales, pero la interdependencia entre electricidad, agua, telecomunicaciones y transporte hace necesario estudiar también los posibles efectos en cadena.

Una vía de adaptación consiste en avanzar hacia criterios de Diseño Basado en el Desempeño (PBD) y ampliar el uso de la modelización probabilística del riesgo. Esto incluye actualizar periódicamente las curvas de intensidad-duración-frecuencia (IDF) y los mapas de carga, incorporando información climática y distintos escenarios futuros junto con los registros históricos.

Las hipótesis de diseño también pueden revisarse cuando nuevos datos indiquen cambios relevantes en las condiciones de exposición. El reto consiste en trasladar los avances del conocimiento climático a las normas técnicas y a la planificación territorial, manteniendo márgenes adecuados de incertidumbre.

En infraestructuras con una vida útil prolongada puede ser especialmente útil incorporar criterios que permitan adaptar su funcionamiento o sus características si las condiciones futuras difieren de las previstas inicialmente. Así, el diseño no se orientaría únicamente a la resistencia frente a determinados episodios, sino también a la conservación de las funciones y los servicios durante y después de situaciones extremas.

«Devolverle espacio al agua»

«Devolverle espacio al agua», o «dar espacio al río», significa permitir que el agua disponga de lugares por los que pueda circular, extenderse o almacenarse temporalmente durante una avenida, en lugar de intentar contenerla siempre dentro de un cauce o mediante infraestructuras rígidas.

La idea consiste en recuperar, cuando las condiciones territoriales lo permitan, parte del espacio que históricamente ocupaba el agua y que la urbanización ha ido reduciendo. En la práctica, esto puede traducirse en recuperar zonas inundables, ampliar determinados espacios fluviales, crear parques inundables o mejorar la permeabilidad del suelo mediante Soluciones Basadas en la Naturaleza e infraestructuras verdes y azules.

Estas medidas pueden almacenar temporalmente parte del agua y reducir la presión sobre otros elementos del sistema, aunque su eficacia depende de las características concretas del territorio y de cada episodio.

Dar espacio al agua no implica descartar las infraestructuras tradicionales. Estas siguen siendo necesarias en determinados lugares. La gestión del riesgo puede combinar obras de protección con espacios destinados a la circulación y al almacenamiento temporal del agua, además de una ordenación territorial que tenga en cuenta las zonas potencialmente inundables. La combinación adecuada debe determinarse en cada territorio mediante los estudios correspondientes.

Una estrategia integrada para futuras DANAs

La reducción del impacto de una futura DANA requiere un enfoque integrado, ya que ninguna solución aislada puede mitigar por sí sola todos los efectos de una avenida extraordinaria.

Una línea de actuación consiste en mejorar la laminación y retención de caudales en las cuencas, combinando, cuando sea adecuado, presas o balsas con soluciones basadas en la naturaleza, como parques inundables, corredores verdes y Sistemas Urbanos de Drenaje Sostenible. El objetivo es reducir los picos de avenida y proporcionar más espacio para la circulación y el almacenamiento temporal del agua.

También debe revisarse la permeabilidad hidráulica de carreteras, ferrocarriles y puentes, mejorar las obras de drenaje y reducir los obstáculos al flujo cuando sea viable. Junto con las actuaciones físicas, conviene reforzar los sistemas de información y alerta, integrando los datos del SAIH con modelos capaces de proporcionar información hidráulica útil en caso de emergencia. Estos sistemas deben coordinarse con los planes de actuación y con la formación de la población.

Una confianza excesiva en una única infraestructura de protección —presas, muros o encauzamientos— puede generar una falsa sensación de seguridad si se asume que basta para garantizar la protección ante cualquier avenida. Algo parecido ocurre cuando se mantienen o se amplían usos urbanos en zonas inundables debido a la presencia de una obra defensiva, sin considerar que el episodio puede superar las condiciones para las que fue diseñada.

También merece atención la reconstrucción de una infraestructura exactamente con la misma configuración que tenía antes de resultar dañada, sin comprobar si esa solución sigue siendo adecuada. Actuaciones puntuales, como limpiar un cauce, ampliar un colector o mejorar un paso de drenaje, pueden resolver problemas concretos, pero no constituyen por sí mismas una respuesta suficiente frente a una avenida de gran magnitud si no se estudia el funcionamiento del sistema completo.

¿Qué habría cambiado si la DANA se repitiera hoy?

Si actualmente se produjera un episodio pluviométrico de magnitud similar, algunos sistemas de seguimiento y alerta podrían estar en mejores condiciones para detectar y comunicar determinadas situaciones. El SAIH, los avisos de Protección Civil y herramientas como ES-Alert podrían facilitar una transmisión más rápida de la información disponible. La experiencia de 2024 también puede haber modificado la percepción del riesgo tanto entre la población como en las administraciones.

Una alerta más temprana, sin embargo, no garantiza por sí misma resultados completamente distintos. Su eficacia dependería de la anticipación disponible, la precisión de la información, el tiempo de reacción y la capacidad de la población y de los servicios de emergencia para actuar. La mejora de estos sistemas puede reducir determinados riesgos, pero no permite garantizar la prevención de todas las consecuencias de un episodio de magnitud semejante.

La configuración física del territorio es otra cuestión. En el tiempo transcurrido desde la DANA, difícilmente habrían podido cambiar de manera sustancial las condiciones territoriales que determinan el comportamiento de una inundación. Las grandes actuaciones hidráulicas, las modificaciones de infraestructuras y los cambios en la ordenación urbana requieren años de estudios, proyectos, tramitación y ejecución.

Aunque algunas actuaciones ya están en marcha, la llanura de inundación de l’Horta Sud mantiene una elevada exposición y determinadas soluciones siguen siendo provisionales o aún están en ejecución.

La diferencia entre una repetición del episodio de hoy y la situación de 2024 podría encontrarse, así, en una mayor capacidad de anticipación y respuesta, mientras que buena parte de las condiciones físicas seguiría siendo similar. Reducir esa vulnerabilidad exige actuaciones que necesitan más tiempo y que deben apoyarse en el conocimiento técnico del territorio, de las infraestructuras y del comportamiento hidráulico de episodios extremos.

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Resiliencia en las infraestructuras: cómo prepararnos para un futuro de incertidumbre

En nuestra vida cotidiana dependemos de una red invisible de infraestructuras que hace posible casi todo lo que hacemos: el agua que bebemos, la electricidad que ilumina nuestras casas, el transporte que nos conecta o las telecomunicaciones que nos mantienen informados. Sin embargo, basta con que una de estas piezas falle para que se produzca un efecto dominó con graves consecuencias. Un corte eléctrico prolongado puede paralizar hospitales y transportes, una rotura en la red de agua puede afectar a la higiene, la industria y la propia seguridad contra incendios, y un colapso en las telecomunicaciones puede aislar a comunidades enteras. Estas situaciones ponen de manifiesto la necesidad de ir más allá de la protección frente a fallos y centrarse en la resiliencia de los sistemas de infraestructuras.

La resiliencia de la infraestructura se define como «la capacidad de un sistema para minimizar la pérdida de rendimiento debido a una interrupción y para recuperar un nivel de rendimiento específico dentro de límites de tiempo y costes predefinidos y aceptables». Este concepto ha recibido mucha atención en los últimos años, en parte debido a la creciente frecuencia e intensidad de los eventos disruptivos de baja probabilidad y gran impacto, como el huracán Katrina, el tsunami de Indonesia y los atentados terroristas. La sociedad moderna depende en gran medida del funcionamiento casi continuo de sistemas de infraestructura vitales, como los de transporte, suministro de agua, alcantarillado, energía y telecomunicaciones. Estas infraestructuras están compuestas por elementos tangibles e intangibles que forman redes socioeconómicas y técnicas complejas e interdependientes. La interrupción grave de estos «salvavidas» puede tener enormes impactos negativos en las estructuras económicas y sociales de las comunidades humanas. Los conceptos de resiliencia, junto con los enfoques de protección, son fundamentales para garantizar la continuidad operativa de la infraestructura durante y después de tales eventos. La actual urbanización mundial ha aumentado también la población que depende de estas infraestructuras, lo que subraya aún más la necesidad de resiliencia.

En ingeniería, la resiliencia se define como la capacidad de un sistema de infraestructuras para absorber el impacto de una perturbación, mantener un nivel básico de servicio y recuperarse en un tiempo y con un coste socialmente aceptables. No basta con diseñar estructuras robustas que no se caigan; también es importante que, cuando sufran un daño o una interrupción inevitable, puedan volver a funcionar lo antes posible. A diferencia de la fiabilidad, que mide la probabilidad de que un sistema funcione sin fallos, o de la vulnerabilidad, que estima el grado de daño probable, la resiliencia se centra en el comportamiento del sistema antes, durante y después de la crisis.

Imaginemos una red de agua urbana: si sus tuberías están bien mantenidas y cuentan con sensores de fuga, será fiable, ya que es poco probable que falle; si, a pesar de todo, se produce una rotura y existen válvulas de sectorización, equipos de reparación rápida y depósitos de reserva, será resiliente, puesto que el servicio se recuperará en poco tiempo y con costes asumibles; y si la avería afecta a un hospital o a una zona muy poblada, mostrará una alta vulnerabilidad debido al gran impacto inicial.

Resiliencia en el diseño de infraestructuras

Un sistema resiliente se caracteriza por cuatro atributos fundamentales: robustez, que es la capacidad de resistir eventos disruptivos sin que su rendimiento se vea significativamente afectado; redundancia, que implica contar con elementos o recursos alternativos que puedan suplir a los que fallen durante una interrupción; inventiva, que es la capacidad de identificar problemas, priorizar acciones, movilizar recursos y procedimientos de manera eficaz para responder y recuperarse, y rapidez, es decir, la capacidad de contener daños y restaurar el funcionamiento a niveles aceptables en el menor tiempo posible. Además, la resiliencia se manifiesta a través de cuatro dimensiones (técnica, organizativa, social y económica), lo que subraya su carácter multidisciplinar y su relevancia para los sistemas de infraestructura civil.

Valoración de la resiliencia tras un evento extremo (Anwar et al., 2019)

Una de las formas más gráficas de explicar la resiliencia es mediante la curva de funcionalidad, también conocida como «triángulo de resiliencia». Imaginemos una red de suministro eléctrico que opera al 100 % de su capacidad. En el momento en que ocurre un huracán, la funcionalidad del sistema cae en picado, digamos, hasta un 40 %. A partir de ese momento, comienza la recuperación. En algunos casos, la curva puede ser lineal, con una mejora progresiva hasta alcanzar de nuevo el 100 %. En otros, puede presentar una forma exponencial, con una recuperación inicial rápida que se ralentiza al final. También puede ser trigonométrica, comenzando la recuperación lentamente y acelerándose después. El área bajo la curva, es decir, la «superficie» del triángulo de resiliencia, representa la pérdida acumulada de servicio y, por tanto, el coste social del fallo. Esta herramienta permite a los ingenieros comparar estrategias: un sistema con redundancia puede experimentar una caída inicial menor, mientras que otro con mejores recursos de reparación puede recuperarse más rápidamente.

Curvas de resiliencia: patrones de recuperación tras un evento disruptivo

La resiliencia de las infraestructuras no es un concepto aislado de la ingeniería estructural, sino que se nutre de múltiples disciplinas. La ecología, por ejemplo, plantea la idea de que los sistemas no siempre regresan a su estado original, sino que pueden alcanzar nuevos equilibrios tras un evento disruptivo. La economía ayuda a valorar las pérdidas no solo en términos de daños materiales, sino también en costes indirectos, como la pérdida de productividad o el impacto en la actividad social. Las ciencias sociales, por su parte, nos recuerdan que las infraestructuras existen para servir a la comunidad y que el tiempo de recuperación aceptable depende de la tolerancia y de las necesidades de la sociedad. La teoría de grafos, por su parte, ofrece herramientas matemáticas para analizar redes como las de agua o de telecomunicaciones e identificar qué nodos son críticos y qué sucede si se eliminan de forma aleatoria (simulando un desastre natural) o intencionada (como en un ataque).

Perspectiva interdisciplinaria de la resiliencia de las infraestructuras

Las infraestructuras modernas están muy interconectadas, por lo que existe un mayor riesgo de fallos en cadena: por ejemplo, un corte de energía puede afectar al suministro de agua, a las comunicaciones y al transporte. Aunque existen acuerdos de ayuda mutua entre sistemas para apoyarse durante las interrupciones, ello no garantiza que cada sistema sea más resiliente por sí mismo. Un evento grave que afecte a toda la región podría dejar a cada servicio dependiendo únicamente de sus propios recursos. Además, si se confía demasiado en la ayuda externa, se frena el desarrollo de la resiliencia propia. Por eso, es fundamental evaluar la resiliencia de cada sistema de manera individual para que esté mejor preparado ante fallos generalizados y situaciones imprevistas.

Los ejemplos de interdependencia entre infraestructuras ilustran bien la complejidad del problema. Imaginemos un terremoto que daña simultáneamente la red eléctrica y la de agua potable. Las estaciones de bombeo necesitan energía para funcionar, mientras que algunas centrales térmicas requieren agua para la refrigeración. Si falla la electricidad, no habrá agua, y si no hay agua, puede peligrar la producción de electricidad. Este círculo vicioso muestra cómo una perturbación localizada puede propagarse en cascada a otros sectores, multiplicando su impacto. Por ejemplo, un fallo en las telecomunicaciones puede impedir la coordinación de la reparación de carreteras o la distribución de combustible, lo que alarga los tiempos de recuperación. Estos ejemplos subrayan la importancia de diseñar infraestructuras robustas y conscientes de sus interconexiones.

Esquema de interdependencia de infraestructuras críticas: visualiza cómo agua, energía, telecomunicaciones y transporte dependen unas de otras y de la sociedad.

Para los futuros ingenieros, la resiliencia implica un cambio de mentalidad. No se trata solo de dimensionar una estructura para soportar una carga extrema, sino de considerar cómo responderá todo el sistema ante un fallo parcial. Supone aceptar la incertidumbre y trabajar con escenarios probabilísticos en los que se consideran eventos disruptivos, como el envejecimiento de los materiales, las sequías prolongadas o las crisis energéticas. Implica integrar la resiliencia en la gestión de activos y tomar decisiones como, por ejemplo, si es más eficaz duplicar una tubería para garantizar la redundancia o disponer de brigadas de intervención rápida que acorten los tiempos de reparación.

Traducir la resiliencia en aplicaciones prácticas para la infraestructura civil es todo un desafío debido a su complejidad y a su naturaleza transdisciplinaria. Las definiciones varían según la disciplina; es difícil medirla, y muchas metodologías se centran en aspectos aislados sin considerar su interacción. Además, para integrarla en los sistemas de gestión existentes y pasar del concepto teórico a la práctica, es necesario adoptar un enfoque integral que tenga en cuenta la variabilidad de los eventos disruptivos, las dimensiones técnicas y sociales, las implicaciones económicas y las características de red del sistema.

En conclusión, la resiliencia de las infraestructuras civiles no es un lujo, sino una necesidad estratégica en un mundo marcado por el cambio climático, la creciente urbanización y las redes interdependientes. Para los estudiantes de ingeniería, representa un campo fértil en el que confluyen la técnica, la economía y la sociedad, y en el que la innovación tendrá un impacto directo en la seguridad y la calidad de vida de millones de personas. Comprender y aplicar este enfoque significa prepararse para un futuro en el que la incertidumbre será constante, pero en el que nuestra mayor fortaleza será la capacidad de adaptación.

Os paso un vídeo que puede sintetizar bien las ideas de este artículo.

Referencias:

ANWAR, G.A.; DONG, Y.; ZHAI, C. (2020). Performance-based probabilistic framework for seismic risk, resilience, and sustainability assessment of reinforced concrete structures. Advances in Structural Engineering, 23(7):1454-1457.

BRUNEAU, M.; CHANG, S.E.; EGUCHI, R.T. et al. (2003). A framework to quantitatively assess and enhance the seismic resilience of communities. Earthquake Spectra 19(4): 733–752.

GAY, L. F.; SINHA, S. K. (2013). Resilience of civil infrastructure systems: literature review for improved asset management. International Journal of Critical Infrastructures, 9(4), 330-350.

SALAS, J.; YEPES, V. (2020). Enhancing sustainability and resilience through multi-level infrastructure planning. International Journal of Environmental Research and Public Health, 17(3): 962.

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El impacto del cambio climático en las infraestructuras

DANA OCTUBRE 2024 – Vías del Metro entre Picanya y Paiporta. https://commons.wikimedia.org/

El diseño y la planificación de infraestructuras se han basado históricamente en el análisis de datos climáticos pasados para definir criterios estructurales de seguridad. Sin embargo, la aceleración del cambio climático ha puesto en cuestión la validez de esta metodología y ha obligado a reconsiderar los fundamentos sobre los que se establecen los códigos de construcción y las normativas de diseño. El carácter no estacionario del clima, la creciente magnitud de los eventos meteorológicos extremos y la necesidad de infraestructuras más resilientes han convertido la adaptación al cambio climático en un imperativo técnico y social.

Las estructuras deben garantizar la seguridad de sus ocupantes en condiciones tanto ordinarias como extremas, así como su funcionalidad a lo largo de su ciclo de vida. Es preciso tener en cuenta que la frecuencia y severidad de ciertos fenómenos, como tormentas, inundaciones y variaciones térmicas, ya no pueden preverse con precisión únicamente mediante datos históricos. La integración de modelos de análisis probabilístico y enfoques basados en la fiabilidad estructural representa una vía fundamental para mitigar los riesgos asociados al cambio climático y asegurar la estabilidad y operatividad de infraestructuras críticas en el futuro.

El fin de la estacionariedad climática y sus implicaciones en el diseño estructural

El diseño estructural se ha desarrollado bajo la premisa de que las condiciones climáticas permanecen relativamente estables a lo largo del tiempo, lo que ha permitido definir cargas normativas basadas en registros históricos. No obstante, el cambio climático ha invalidado esta hipótesis al introducir una variabilidad que altera tanto la frecuencia como la intensidad de los fenómenos atmosféricos y compromete la fiabilidad de los métodos de predicción empleados en el ámbito de la ingeniería.

Las estructuras diseñadas bajo códigos convencionales pueden experimentar cargas superiores a las previstas en su diseño original, lo que resulta en un aumento del riesgo estructural y la necesidad de reevaluaciones constantes para garantizar su seguridad. La acumulación de efectos derivados de condiciones climáticas extremas no solo afecta a la estabilidad estructural inmediata, sino que acelera los procesos de deterioro de los materiales y compromete la capacidad de servicio de la infraestructura a largo plazo.

El análisis de la no estacionariedad climática requiere el desarrollo de nuevas herramientas de modelado que permitan proyectar escenarios de carga climática futura con mayor precisión. La variabilidad espacial y temporal de las alteraciones climáticas obliga a establecer criterios de diseño diferenciados según la localización geográfica, la exposición a determinados fenómenos y la importancia funcional de cada infraestructura. En este contexto, la colaboración entre científicos del clima e ingenieros estructurales se erige como un componente esencial para la elaboración de mapas de cargas dinámicos que reflejen las condiciones cambiantes del entorno.

Aumento de cargas climáticas y su impacto en la estabilidad estructural

El cambio climático incide directamente en la magnitud y distribución de las cargas climáticas, lo que supone un desafío significativo para el diseño estructural. El incremento de la temperatura media global y la intensificación de eventos meteorológicos extremos tienen un impacto directo en la resistencia y durabilidad de los materiales de construcción, lo que requiere una revisión exhaustiva de los criterios de diseño para adaptarlos a condiciones más exigentes.

El aumento de la carga de viento, debido a la mayor frecuencia de tormentas severas y huracanes, plantea desafíos particulares para estructuras expuestas a esfuerzos aerodinámicos, tales como rascacielos, puentes y torres de telecomunicaciones. La variabilidad en la dirección y velocidad de los vientos extremos introduce incertidumbre en el diseño convencional, lo que requiere la aplicación de metodologías de análisis probabilístico que permitan anticipar los efectos acumulativos de estas fuerzas sobre los elementos estructurales.

Ciertamente, la carga de nieve y hielo constituye un factor de riesgo cuya evolución en un clima cambiante requiere especial atención. En climas fríos, la combinación de precipitaciones extremas y ciclos de congelación y deshielo genera esfuerzos adicionales sobre cubiertas y soportes, lo que puede ocasionar la fatiga de los materiales y aumentar el riesgo de fallos estructurales. La acumulación de hielo en líneas de transmisión eléctrica y otros elementos de infraestructura crítica puede comprometer su funcionalidad, lo que resalta la necesidad imperante de implementar estrategias de adaptación en el diseño de dichos sistemas.

El aumento del nivel del mar y la intensificación de tormentas costeras representan amenazas crecientes para las infraestructuras situadas en zonas litorales. La erosión del suelo y la intrusión salina pueden afectar la estabilidad de las cimentaciones y las estructuras de contención, mientras que el aumento en la magnitud de las marejadas ciclónicas aumenta el riesgo de colapso en las edificaciones expuestas. Por lo tanto, es esencial adoptar enfoques probabilísticos para estimar las cargas de inundación y considerar criterios de adaptación costera en el diseño estructural, con el fin de mitigar estos efectos y garantizar la seguridad y estabilidad de las infraestructuras en zonas litorales.

Resiliencia estructural y continuidad operativa en escenarios de riesgo creciente

En lo que respecta a la resistencia inmediata de las infraestructuras a eventos climáticos extremos, su capacidad de recuperación y continuidad operativa tras un desastre constituye un aspecto de suma importancia en el contexto del cambio climático. La resiliencia estructural implica no solo garantizar que las edificaciones y redes de transporte soporten cargas excepcionales sin fallar, sino también que puedan volver a estar plenamente operativas en un tiempo razonable tras una interrupción.

La planificación de infraestructuras resilientes requiere un enfoque basado en la funcionalidad tras el desastre, estableciendo criterios de diseño que permitan minimizar los tiempos de inactividad y optimizar los procesos de reparación y reconstrucción. Este enfoque cobra especial relevancia en infraestructuras críticas, tales como hospitales, plantas de tratamiento de agua y redes de energía, cuya operatividad continua resulta esencial para la estabilidad de las comunidades.

El diseño basado en rendimiento (Performance-Based Design, PBD) surge como una herramienta clave para integrar la resiliencia en la ingeniería estructural. A diferencia de los enfoques convencionales basados en requisitos normativos predeterminados, el PBD permite establecer objetivos concretos de rendimiento para cada tipo de estructura, considerando tanto su resistencia ante cargas extremas como su capacidad de recuperación tras eventos disruptivos.

Conclusión: La adaptación de las infraestructuras al cambio climático como una necesidad inaplazable

La evidencia científica sobre el impacto del cambio climático en la infraestructura es concluyente y requiere una revisión exhaustiva de los criterios de diseño estructural. La dependencia exclusiva de datos históricos ya no constituye una estrategia viable en un contexto donde la frecuencia e intensidad de eventos extremos están en constante aumento. Por ello, es necesario implementar análisis probabilísticos, actualizar periódicamente los mapas de cargas climáticas y adoptar estrategias de resiliencia estructural. Estos cambios son fundamentales para garantizar la seguridad y funcionalidad de las infraestructuras en el futuro.

La ingeniería estructural debe evolucionar hacia un enfoque basado en la adaptación y la gestión del riesgo, integrando modelos de predicción climática en el diseño y planificación de nuevas construcciones. La colaboración entre ingenieros, científicos del clima y responsables de políticas públicas será esencial para desarrollar normativas que reflejen la realidad cambiante del entorno y permitan la creación de infraestructuras más seguras y sostenibles.

La adaptación al cambio climático no es únicamente una cuestión técnica, sino una necesidad económica y social que determinará la capacidad de las comunidades para hacer frente a los desafíos del siglo XXI. El diseño estructural del futuro debe asumir este reto con un enfoque proactivo, asegurando que las infraestructuras no solo resistan el clima cambiante, sino que también contribuyan a la estabilidad y el bienestar de la sociedad en su conjunto.

Referencias:

  • ASCE. (2015). Adapting infrastructure and civil engineering practice to a changing climate. Reston, VA: ASCE.
  • ASCE. (2018). Climate-resilient infrastructure: Adaptive design and risk management, MOP 140. Reston, VA: ASCE.
  • ASCE. (2021). Hazard-resilient infrastructures: Analysis and design, MOP 144. Reston, VA: ASCE.
  • Bruneau, M., Barbato, M., Padgett, J. E., Zaghi, A. E., et al. (2017). State-of-the-art on multihazard design. Journal of Structural Engineering, 143(10), 03117002.
  • Cooke, R. M. (2015). Messaging climate change uncertainty. Nature Climate Change, 5(1), 8–10.
  • Ellingwood, B. R., van de Lindt, J. W., & McAllister, T. (2020). Community resilience: A new challenge to the practice of structural engineering. Structural Magazine, 27(11), 28–30.
  • Ellingwood, B. R., Bocchini, P., Lounis, Z., Ghosn, M., Liu, M., Yang, D., Capacci, L., Diniz, S., Lin, N., Tsiatas, G., Biondini, F., de Lindt, J., Frangopol, D.M., Akiyama, M., Li, Y., Barbato, M., Hong, H., McAllister, T., Tsampras, G. & Vahedifard, F. (2024). Impact of Climate Change on Infrastructure Performance. In Effects of Climate Change on Life-Cycle Performance of Structures and Infrastructure Systems: Safety, Reliability, and Risk (pp. 115-206). Reston, VA: American Society of Civil Engineers.
  • Eisenhauer, E., Henson, S., Matsler, A., Maxwell, K., Reilly, I., Shacklette, M., Julius, S., Kiessling, B., Fry, M., Nee, R., Bryant, J., Finley, J., & Kieber, B. (2024). Centering equity in community resilience planning: Lessons from case studies. Natural Hazards Forum, Washington, D.C.
  • IPCC (1997). The regional impacts of climate change: an assessment of vulnerability. IPCC, Geneva.
  • McAllister, T., Walker, R., & Baker, A. (2022). Assessment of resilience in codes, standards, regulations, and best practices for buildings and infrastructure systems. NIST Technical Note 2209. National Institute of Standards and Technology. https://doi.org/10.6028/NIST.TN.2209
  • O’Neill, B., van Aalst, M., Zaiton Ibrahim, Z., Berrang Ford, L., Bhadwal, S., Buhaug, H., Diaz, D., Frieler, K., Garschagen, M., Magnan, A., Midgley, G., Mirzabaev, A., Thomas, A., & Warren, R. (2022). Key risks across sectors and regions. In H.-O. Pörtner, D. C. Roberts, M. Tignor, E. S. Poloczanska, K. Mintenbeck, A. Alegría, M. Craig, S. Langsdorf, S. Löschke, V. Möller, A. Okem, & B. Rama (Eds.), Climate change 2022: Impacts, adaptation and vulnerability. Contribution of Working Group II to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change (pp. 2411–2538). Cambridge University Press. https://doi.org/10.1017/9781009325844.025
  • Poland, C. D. (2009). The resilient city: Defining what San Francisco needs from its seismic mitigation policies. San Francisco Planning and Urban Research Association Report. Earthquake Engineering Research Institute.
  • Vogel, J., Carney, K. M., Smith, J. B., Herrick, C., et al. (2016). Climate adaptation: The state of practice in US communities. The Kresge Foundation and Abt Associates.

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Evaluación de la vulnerabilidad urbana desde la perspectiva de la planificación estratégica

Destrucción causada por la DANA del 29 de octubre de 2024 en Valencia. https://www.iagua.es/blogs/jose-maria-bodoque/como-mejorar-gestion-riesgo-zonas-afectadas-dana-evitar-catastrofe

La evaluación de la vulnerabilidad urbana (EVA) se ha convertido en una herramienta esencial para la gestión de riesgos y la planificación estratégica de ciudades sostenibles. Un artículo publicado en el Journal of Cleaner Production describe los avances en este campo, abordando las metodologías más avanzadas, las líneas de investigación prioritarias y sus implicaciones para la práctica y la formulación de políticas. Este informe desglosa los hallazgos principales y resalta su impacto práctico y las aportaciones metodológicas. Destacamos la importancia de este trabajo, relacionado directamente con el desastre provocado por la DANA en Valencia, el 29 de octubre de 2024.

El trabajo se enmarca dentro de los proyectos de investigación HYDELIFE y RESILIFE que dirijo como investigador principal en la Universitat Politècnica de València.

¿Qué es la vulnerabilidad urbana y por qué evaluarla?

La vulnerabilidad urbana mide la susceptibilidad de las ciudades a impactos negativos como desastres naturales, cambios climáticos, fallos en la infraestructura y crisis sociales. Según el artículo, la vulnerabilidad de un sistema urbano depende de:

  • Exposición: Grado en que el sistema está sujeto a una amenaza.
  • Sensibilidad: Capacidad del sistema para ser afectado negativamente.
  • Capacidad adaptativa: Habilidad para responder y recuperarse de las amenazas.

La Evaluación de Vulnerabilidad Urbana (EVA) tiene como objetivo identificar estos factores para informar sobre la toma de decisiones en el ámbito de la planificación estratégica, orientando las acciones hacia la resiliencia y la sostenibilidad urbana.

Relación con la Planificación Estratégica Urbana (USP)

La planificación estratégica urbana, basada en enfoques que evolucionan desde la predicción y el control hacia la adaptabilidad y la inclusión, proporciona un marco idóneo para integrar la EVA. Ambas disciplinas comparten desafíos como la incertidumbre, la necesidad de enfoques multidimensionales y la participación de actores clave.

Evolución y marco conceptual

Tres etapas en la evolución de la EVA

El artículo traza la evolución de la EVA a través de tres etapas fundamentales:

  1. Etapa predictiva: Los métodos iniciales se enfocaban en evaluar impactos utilizando modelos simples y lineales. Estos se limitaban a prever riesgos y sugerir respuestas reactivas.
  2. Etapa de vulnerabilidad: Incorporó conceptos de capacidad adaptativa y sensibilidad. Comenzó a incluir enfoques más integrales que consideraban aspectos socioeconómicos y biológicos.
  3. Etapa adaptativa: Introduce una visión dinámica, aceptando la incertidumbre y adoptando estrategias que respondan a cambios continuos. Esta etapa se centra en la planificación adaptativa y el manejo de riesgos en múltiples escenarios.

Marco conceptual para la EVA

El análisis del artículo se estructura en torno a atributos genéricos y de investigación, que permiten categorizar y evaluar los métodos de EVA:

  • Atributos genéricos:
    1. Abordaje: Clasificado en biológico, social e integral. Este último combina ambos factores, proporcionando una evaluación más holística.
    2. Estímulos: Incluyen amenazas como terremotos, inundaciones y fallas de infraestructura, clasificadas como de primer o segundo orden según su origen.
    3. Etapa de desarrollo: Impacto (diagnóstico inicial), vulnerabilidad (caracterización de capacidades) o adaptación (formulación de estrategias adaptativas).
  • Atributos de investigación:
    1. Robustez: Habilidad del modelo para manejar incertidumbre.
    2. Procesos participativos: Incorporación de opiniones y experiencias de múltiples actores.
    3. Multiescala: Integración de diferentes niveles de análisis.
    4. Naturaleza dinámica: Consideración del cambio en el tiempo y el contexto.
    5. Capacidad multiobjetivo: Evaluación de múltiples intereses y conflictos.
    6. Enfoques cognitivos: Identificación de relaciones causa-efecto y apoyo al aprendizaje en la toma de decisiones.

Metodología aplicada en el análisis

El artículo utiliza una metodología sistemática en cuatro pasos para identificar y analizar métodos EVA:

  1. Búsqueda exhaustiva: En bases de datos como Scopus y Web of Science, enfocándose en estudios recientes (a partir de 2010).
  2. Revisión por contenido: Identificación de trabajos relevantes que incluyan métodos novedosos de EVA.
  3. Categorización: Clasificación según atributos genéricos y de investigación.
  4. Análisis cuantitativo: Uso de herramientas estadísticas para evaluar tendencias, correlaciones y vacíos en la investigación.

De los 65 estudios seleccionados, la mayoría se encuentra en la etapa de vulnerabilidad, lo que refleja una transición hacia enfoques más integrales y adaptativos.

Hallazgos principales

Los estudios actuales muestran un predominio de métodos integrales que combinan factores biológicos y sociales (35 %), superando a los enfoques exclusivamente biológicos (34 %) y sociales (31 %), lo que permite evaluaciones más precisas para la toma de decisiones. El atributo más investigado es la robustez (33 %), lo que refleja la prioridad de gestionar la incertidumbre y mejorar la fiabilidad de los resultados. Sin embargo, la participación ciudadana, que es fundamental para integrar las perspectivas sociales, está poco desarrollada (22 %), mientras que las dimensiones multiescalares y dinámicas, que son esenciales para entender la complejidad urbana, reciben poca atención (6 %).

Relación entre atributos y estímulos

Los métodos EVA se centran principalmente en amenazas naturales como terremotos (34 %) e inundaciones (24 %). Estas categorías tienen mayor presencia en enfoques biológicos e integrales, mientras que los estímulos sociales y relacionados con infraestructuras están menos representados.

Impacto de los enfoques integrales

Los enfoques integrales son eficaces para avanzar hacia etapas adaptativas. En el caso de los fallos de infraestructura, combinar simulaciones con análisis socioeconómicos permite identificar vulnerabilidades críticas y proponer soluciones integradas. En casos de inundaciones, los modelos de robustez y el análisis de participación comunitaria refuerzan la legitimidad de las estrategias adaptativas.

Implicaciones prácticas

Política y planificación

  1. Desarrollo de infraestructuras resilientes: Incorporar resultados de EVA en la planificación de sistemas urbanos adaptativos y flexibles.
  2. Participación comunitaria: Diseñar procesos inclusivos que canalicen las perspectivas ciudadanas hacia decisiones legítimas y eficaces.
  3. Integración de escalas: Conectar análisis locales con dinámicas regionales y globales, fomentando la coherencia entre niveles de planificación.

Investigación y tecnología

  1. Mejora de modelos de robustez: Implementar técnicas avanzadas como redes complejas y análisis de Monte Carlo.
  2. Promoción de métodos multiobjetivo: Usar enfoques heurísticos y de optimización para equilibrar múltiples intereses.
  3. Fomento de enfoques dinámicos: Incluir simulaciones basadas en el tiempo para anticipar cambios en la vulnerabilidad.

Conclusión

La evaluación de la vulnerabilidad urbana ha progresado significativamente hacia enfoques integrales y adaptativos, pero persisten desafíos, especialmente en lo que respecta a la participación ciudadana, la multiescala y la naturaleza dinámica. Los métodos EVA son fundamentales para abordar la complejidad de la planificación urbana en un mundo cada vez más incierto. El artículo destaca que la inversión en investigación interdisciplinaria y tecnología puede acelerar la transición hacia ciudades más resilientes y sostenibles.

Referencia:

SALAS, J.; YEPES, V. (2018). Urban vulnerability assessment: Advances from the strategic planning outlook. Journal of Cleaner Production, 179:544-558. DOI:10.1016/j.jclepro.2018.01.088

Os paso la versión autor del artículo completo, por si os interesa leerlo.

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Jorge Salas Herranz, Premio Extraordinario 2019 a su tesis doctoral

De izquierda a derecha, Víctor Yepes, Montserrat Zamorano, Jorge Salas, Eugenio Pellicer y Javier Ordóñez

No es fácil obtener el Premio Extraordinario a la tesis doctoral en la Universitat Politècnica de València. De hecho, en la convocatoria del año 2019 solo ha habido una tesis premiada en el área de ingeniería civil. Esa tesis tuve el honor de dirigirla al Dr. Jorge Salas Herranz, cuyo título fue “Vulnerabilidad urbana, nueva caracterización y metodología para el diseño de escenarios óptimos”, y que se defendió el 1 de marzo de 2019.

Este premio extraordinario se suma al ya conseguido por otros de mis doctorandos como Ignacio Payá, Cristina Torres o Leonardo Sierra. Seguro que no serán los únicos.

Desde mi blog quiero expresar mi enhorabuena a Jorge por dicho premio, merecido, sin duda. En un artículo anterior ya presenté un resumen de la tesis. Ahora os paso también algunas de las publicaciones de mayor impacto fruto de dicho trabajo de investigación. Lo mejor está por venir.

 

 

Referencias:

SALAS, J.; YEPES, V. (2020). Enhancing sustainability and resilience through multi-level infrastructure planning. International Journal of Environmental Research and Public Health, 17(3): 962. DOI:10.3390/ijerph17030962

SALAS, J.; YEPES, V. (2019). VisualUVAM: A Decision Support System Addressing the Curse of Dimensionality for the Multi-Scale Assessment of Urban Vulnerability in Spain. Sustainability, 11(8): 2191. DOI:10.3390/su11082191

SALAS, J.; YEPES, V. (2019). MS-ReRO and D-ROSE methods: assessing relational uncertainty and evaluating scenarios’ risks and opportunities on multi-scale infrastructure systems. Journal of Cleaner Production, 216:607-623. DOI:10.1016/j.jclepro.2018.12.083

SALAS, J.; YEPES, V. (2018). Urban vulnerability assessment: Advances from the strategic planning outlook. Journal of Cleaner Production, 179:544-558. DOI:1016/j.jclepro.2018.01.088

SALAS, J.; YEPES, V. (2018). A discursive, many-objective approach for selecting more-evolved urban vulnerability assessment models. Journal of Cleaner Production, 176:1231-1244. DOI:1016/j.jclepro.2017.11.249

VisualUVAM: Una nueva herramienta para el apoyo en la toma de decisiones sobre vulnerabilidad urbana

Nos acaban de publicar en la revista Sustainaibility (segundo cuartil en Web of Science) un artículo donde se explica una nueva metodología, VisualUVAM, que sirve de apoyo en la toma de decisiones relacionada con la vulnerabilidad urbana. Esta herramienta se ha aplicado a nivel regional, provincial y municipal en España. Complementa los artículos y estudios previos realizados por nuestro grupo de investigación en el marco del proyecto de  investigación DIMALIFE, plasmados en la tesis doctoral de Jorge Salas, de la que ya comentamos algo en un artículo anterior.

Como se trata de una publicación en abierto, os dejo a continuación el artículo completo para su descarga.

Referencia:

SALAS, J.; YEPES, V. (2019). VisualUVAM: A Decision Support System Addressing the Curse of Dimensionality for the Multi-Scale Assessment of Urban Vulnerability in Spain. Sustainability, 11(8), 2191. doi:10.3390/su11082191

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Tesis doctoral: Vulnerabilidad urbana, nueva caracterización y metodología para el diseño de escenarios óptimos

Ayer 1 de marzo de 2019 tuvo lugar la defensa de la tesis doctoral de D. Jorge Salas Herranz denominada «Vulnerabilidad urbana, nueva caracterización y metodología para el diseño de escenarios óptimos», dirigida por Víctor Yepes Piqueras. La tesis recibió la calificación de «Sobresaliente cum laude» por unanimidad. Presentamos a continuación un pequeño resumen de la misma.

Resumen:

La vulnerabilidad urbana es un problema a cuya solución la planificación estratégica urbana puede realizar una importante contribución, y cuya evaluación ha despertado un interés creciente en diferentes países. En España, este interés ha cristalizado en forma de Observatorio de Vulnerabilidad Urbana, donde se ofrece una evaluación que clasifica barrios en vulnerables o no vulnerables de acuerdo a tres indicadores básicos. Esta evaluación, sin embargo, no se ajusta aún a los requisitos actuales en materia de planificación estratégica, dificultando así su implementación en este tipo de procesos y haciendo necesaria su actualización.

La tendencia actual en planificación estratégica urbana se caracteriza por una serie de atributos que han sido objeto de desigual interés por parte de la comunidad científica, dando lugar a diferentes grados de avance en los métodos con los que implementarlos. Estos métodos tienen por objetivo posibilitar el empleo de enfoques cognitivos, e incorporar procesos participativos en el diseño de estrategias como medio de legitimarlas y para captar las preferencias de los diferentes interesados. También persiguen modelizar la naturaleza dinámica y multi-escala de los aspectos tanto temporales como político-administrativos que afectan a los problemas de planificación propios de este campo. La capacidad estratégica es, así mismo, otra cualidad demandada, para lo cual el empleo de enfoques multi-objetivo ofrecen una alternativa válida a la hora de localizar estrategias con las que hacer frente a los diversos problemas que acucian a nuestra sociedad.

Flamante doctor junto con el tribunal (Montserrat Zamorano, Javier Ordóñez y Eugenio Pellicer) y el director de la tesis

Toda estrategia, además, cifra buena parte de sus posibilidades de éxito en una correcta apreciación de las circunstancias que la rodean lo cual, por otro lado, la hace dependiente de las incertidumbres asociadas. En el ámbito de la planificación estratégica urbana, la creciente necesidad de incorporar estas incertidumbres a los procesos decisionales ha marcado la evolución que ha experimentado dicho campo, dando lugar al desarrollo de diferentes métodos de evaluación basados en la generación de escenarios y el análisis de alternativas bajo estos supuestos. Estos métodos analizan el comportamiento de diferentes estrategias a lo largo de un conjunto de escenarios que pueden ser óptimos o pésimos, pero no ambos. Esta laguna supone una limitación a la hora de identificar estrategias a la vez robustas frente a los escenarios más adversos, y sensibles frente a los más favorables. Entre estas técnicas, además, no figura ningún intento por incorporar la incertidumbre relacional, característica en sistemas de infraestructura implementados a lo largo de diferentes escalas político-administrativas.

Esta investigación propone solucionar dichas carencias mediante un sistema de soporte decisional integrado por diversos módulos que, en sintonía con los atributos actualmente exigibles a toda herramienta de planificación estratégica, cubra el proceso decisional completo. Partiendo de la selección de un modelo apropiado de evaluación de vulnerabilidad urbana, el sistema propuesto genera alternativas de planificación con las que hacerla frente, y permite seleccionar aquella que ofrezca un balance adecuado de riesgos y oportunidades. Así mismo, al final del proceso se ofrece un conjunto óptimo de medidas, en forma de sistema relacional, con las que acompañar la implementación de la alternativa elegida a través del tejido político-administrativo de un territorio.

Como consecuencia, es de esperar que la aplicación de la metodología propuesta contribuya a una mejor distribución de los importantes recursos movilizados para reducir la vulnerabilidad urbana y mejorar la resiliencia. Además, el sistema decisional está compuesto por una serie de métodos de caracterización, propuesta de alternativas y evaluación de incertidumbres, aplicables a problemas similares que puedan resultar de interés en el campo de la planificación estratégica urbana.

Referencias:

SALAS, J.; YEPES, V. (2019). VisualUVAM: A Decision Support System Addressing the Curse of Dimensionality for the Multi-Scale Assessment of Urban Vulnerability in Spain. Sustainability, 11, 2191. Doi:10.3390/su11082191

SALAS, J.; YEPES, V. (2019). MS-ReRO and D-ROSE methods: assessing relational uncertainty and evaluating scenarios’ risks and opportunities on multi-scale infrastructure systems. Journal of Cleaner Production, 216:607-623. DOI:10.1016/j.jclepro.2018.12.083

SALAS, J.; YEPES, V. (2018). Urban vulnerability assessment: Advances from the strategic planning outlook. Journal of Cleaner Production, 179:544-558. DOI:1016/j.jclepro.2018.01.088

SALAS, J.; YEPES, V. (2018). A discursive, many-objective approach for selecting more-evolved urban vulnerability assessment models. Journal of Cleaner Production, 176:1231-1244. DOI:1016/j.jclepro.2017.11.249

 

 

 

Evaluación de la vulnerabilidad urbana: avances desde la perspectiva de la planificación estratégica

Acaban de publicarnos un artículo en la revista Journal of Cleaner Production (indexada en el JCR en el primer decil) sobre un estado del arte realizado sobre la evaluación de la vulnerabilidad urbana desde la perspectiva de la planificación estratégica. Os dejo a continuación el resumen, la referencia y el enlace al artículo.

Elsevier os permite la descarga gratuita del artículo hasta el 19 de marzo de 2018. Para ello os lo podéis descargar en el siguiente enlace: https://authors.elsevier.com/a/1WTR93QCo9Q~vf

ABSTRACT:

Urban strategic planning and urban vulnerability assessment have increasingly become important issues in both policy agenda and academia. However, a comprehensive review of the advances made in urban vulnerability, emphasizing their shared aspects, has yet to be performed. The aiming of this paper is to addresses the latter by conducting an evaluation on assessment methods disclosed in this decade. Once their common evolutive pathway is traced, the review follows an analytical framework, based on the above, evaluating the research requirements from both a quantitative and qualitative point of view. Our findings indicate that the robustness, cognitive and participatory research lines are those in which most advancement has been made, while those of urban dynamics and multi-scale progressed the least. Our analysis also demonstrates that methods integrating more lines of research, as well as the employment of comprehensive approaches, promotes advancing the developmental stage. We conclude that the focusing of research lines should be shifted, in order to bridge the qualitative gap identified without demanding an improbable, quantitative increase.

KEYWORDS:

  • Urban vulnerability;
  • Urban strategic planning;
  • Vulnerability assessment;
  • Current trend

REFERENCE:

SALAS, J.; YEPES, V. (2018). Urban vulnerability assessment: Advances from the strategic planning outlook. Journal of Cleaner Production, 179:544-558. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.01.088

 

Durabilidad y vida útil de las infraestructuras

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Deterioro prematuro del hormigón. Imagen: V. Yepes

La durabilidad de las construcciones es uno de los aspectos clave que preocupa y seguirá preocupando a los técnicos en las próximas décadas. Tras un crecimiento masivo en el sector de la construcción, surgen problemas tan serios como el mantenimiento y la sostenibilidad de las infraestructuras, con el fin de alcanzar los indicadores mínimos de servicio que permitan un uso seguro y adecuado de las mismas. Estamos inmersos, de hecho, en una verdadera «crisis de las infraestructuras», fuertemente relacionada con la crisis financiera, económica, social y ética que nos envuelve en este momento. Todo ello, como podemos ver, está relacionado con la durabilidad, tal y como se expuso en una tesis de máster que dirigí recientemente (Esteve, 2015). Para hablar de los factores que afectan a la durabilidad, primero hay que definir el concepto de durabilidad según la normativa y según diversos autores, así como los conceptos de vida útil, final de la vida útil y rendimiento. También se definen otros conceptos que aparecen en el estudio, como «vulnerabilidad» y «mantenibilidad».

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Cayo Julio Lacer,  y la leyenda «que durará tanto cuanto el mundo durare», constituye la lección más importante para los ingenieros siempre que se visita el puente de Alcántara (Cáceres).

Durabilidad

 

TROMPILLO-ROLANDOLa Instrucción de Hormigón Estructural (EHE-08) define la durabilidad de una estructura de hormigón como “su capacidad para soportar, durante la vida útil para la que ha sido proyectada, las condiciones físicas y químicas a las que está expuesta, y que podrían llegar a provocar su degradación como consecuencia de efectos diferentes a las cargas y solicitaciones consideradas en el análisis estructural. Una estructura durable debe conseguirse con una estrategia capaz de considerar todos los posibles factores de degradación y actuar consecuentemente sobre cada una de las fases de proyecto, ejecución y uso de la estructura”.

En la norma ISO 15686-1 se define la durabilidad como “la capacidad de los edificios o alguna de sus partes para desenvolver el papel para el cual fueron diseñados durante un período específico bajo la influencia de determinados agentes”.

El concepto de durabilidad también puede ser entendido como la “habilidad que un edificio o componente de un edificio tiene para alcanzar el rendimiento óptimo de sus funciones en un determinado ambiente o sitio, bajo un determinado tiempo sin realizar trabajos de mantenimiento correctivo ni reparaciones” (CSA, 2001).

Algunos autores han intentado ofrecer una definición de durabilidad más completa, teniendo en cuenta los efectos actuales del cambio climático. Es el caso de Mendoza y Castro (2009), que definen la durabilidad como “la capacidad de un material de construcción, elemento o estructura de hormigón de resistir las acciones físicas, químicas, biológicas y ambientales vinculadas al efecto del cambio climático global con su entorno durante un tiempo determinado previsto desde el proyecto, manteniendo su serviceabilidad y conservando su forma original, propiedades mecánicas y condiciones de servicio”. Se entiende por «serviceabilidad» (sic) como la capacidad de un producto, componente, ensamble o construcción para desempeñar las funciones para las cuales son diseñadas y construidas (ACI, 2000).

Vida útil

La Instrucción de Hormigón Estructural (EHE-08) define la vida útil de una estructura como el “período de tiempo, a partir de la fecha en la que finaliza su ejecución, durante el que debe mantenerse el cumplimiento de las exigencias. Durante ese período requerirá una conservación normal, que no implique operaciones de rehabilitación. La vida útil nominal depende del tipo de estructura y debe ser fijada por la Propiedad previamente al inicio del proyecto”. En esta instrucción, se emplea el término “vida útil” de forma equivalente a como lo hace el Código Técnico de la Edificación cuando hace referencia al “período de servicio”.

Acueducto de los Milagros (Mérida)
Acueducto de los Milagros (Mérida)

En la norma ISO 15686-1 se define la vida útil de un edificio como “el período de tiempo después de la instalación o construcción durante el cual un edificio o sus partes cumplen o exceden los requisitos mínimos de rendimiento para lo cual fueron diseñados y construidos”.

Muchas veces el concepto de vida útil es confundido con el de durabilidad. Según Silva (2001), puede considerarse que la vida útil es la cuantificación de la durabilidad, y por tanto es cada vez más importante que se proyecte y construya teniendo en cuenta criterios de durabilidad para, de ese modo, prolongar la vida útil de las edificaciones.

Algunos autores han propuesto una definición de vida útil o vida de servicio teniendo en cuenta los efectos actuales del cambio climático. Es el caso de Mendoza y Castro (2009), que definen la vida de servicio como el “periodo de tiempo durante el cual el desempeño de un material, elemento o estructura de hormigón conserva los requerimientos de proyecto en términos de seguridad (resistencia mecánica y estabilidad, seguridad en caso de incendio, seguridad en uso), funcionalidad (higiene, salud y medio ambiente, protección contra el ruido y ahorro energético y confort térmico) y estéticos (deformaciones, agrietamientos, desconchamientos), con un mínimo de mantenimiento que permita controlar los efectos del cambio climático global en su entorno”.

Fin de la vida útil

Es difícil determinar cuándo se produce el final de la vida útil de una edificación. Según autores como Talon et al. (2004) “el final de la vida útil llega cuando los materiales o componentes de construcción, una vez instalados y construidos, usados y aplicados a una parte del inmueble, ya no responden a los requerimientos de rendimiento; y cuando por sus fallos físicos ya no es conveniente económicamente seguir con un mantenimiento correctivo para dichos componentes”.

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¿Cuál será la vida útil de nuestras modernas infraestructuras? Ciudad de las Artes y las Ciencias (Valencia). Imagen: V. Yepes

Por su parte, otros autores como Gaspar (2002) definen el final de la vida útil de una construcción como un “punto en el tiempo en el cual ésta deja de poder asegurar las actividades que en ella se desarrollan, por obsolescencia funcional, falta de rentabilidad económica o degradación física de sus componentes más determinantes”.

En definitiva, el final de la vida útil se dará cuando los requisitos esenciales dejen de cumplirse. Los requisitos esenciales establecidos en el Código Técnico de la edificación son:

  • Seguridad estructural.
  • Seguridad en caso de incendio.
  • Seguridad de utilización y accesibilidad.
  • Higiene, salud y protección del medio ambiente.
  • Protección frente al ruido.
  • Ahorro de energía.

En la siguiente gráfica, elaborada por Ferreira (2009), se muestra cómo el fin de la vida útil está condicionado por los criterios de seguridad, funcionalidad y aspecto. La seguridad es el criterio más importante, por lo que su nivel de exigencia es superior al de los otros dos. No obstante, en ocasiones el fin de la vida útil puede verse condicionado solo por criterios estéticos o funcionales, como muestra la siguiente figura:

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Degradación de las diferentes propiedades de un elemento constructivo (Ferreira, 2009)

Rendimiento

El rendimiento, según la definición de Trinius (2005), “es la capacidad del material para cumplir con sus funciones dentro del sistema edificado, y se puede medir tanto cuantitativamente como cualitativamente, dependiendo de los requerimientos de diseño y de las condiciones de la fase de uso, operación y mantenimiento del inmueble”.

Por su parte, el British Standards Institute define el rendimiento de una edificación como el comportamiento de un producto durante su utilización.

Tal como establece Mairteinsson (2005), tanto la vida útil como el rendimiento dependerán directamente de los factores de uso del material, no solamente de manera aislada, sino de manera integrada al edificio como parte de un sistema completo.

Vulnerabilidad

La vulnerabilidad, según es entendida por Monjo (2007), “es el conjunto de debilidades (procesos patológicos posibles) que presenta un elemento constructivo al quedar expuesto a las acciones exteriores previsibles durante su vida útil”. La vulnerabilidad depende de la calidad del elemento constructivo, es decir. De sus características físicas y químicas, así como de la solución constructiva empleada. Puede considerarse la inversa de la durabilidad.

Según este autor, la durabilidad de un producto de construcción debe establecerse en función del análisis de su vulnerabilidad, y dicha vulnerabilidad depende de una serie de condiciones objetivas que afectan al elemento constructivo:

  • La función constructiva del elemento en el edificio.
  • Las acciones externas que actúan sobre el elemento constructivo.
  • La calidad del producto

Mantenibilidad

La norma ISO/IEC 2382-14 define la mantenibilidad como “la habilidad de una unidad funcional, bajo unas condiciones de uso dadas, para ser mantenidas, o restauradas a un estado en el cual puedan realizar sus funciones requeridas, cuando el mantenimiento es ejecutado bajo condiciones establecidas y utilizando procedimientos y recursos prescritos”.

Por su parte, Chew y Silva (2003) expresan el término mantenibilidad como la habilidad de lograr el rendimiento óptimo a través de la vida útil del edificio con un mínimo coste de ciclo de vida.

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