El informe internacional más reciente sobre el cambio climático muestra una imagen de la interrupción de la sociedad a menos que haya recortes drásticos y rápidos en las emisiones de gases de efecto invernadero.
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Aunque es temprano, algunas ciudades y municipios están comenzando a reconocer que las condiciones pasadas ya no pueden servir como indicadores razonables para el futuro.
Esto es particularmente cierto para la infraestructura del país. Las carreteras, las instalaciones de tratamiento de agua y la red eléctrica están en mayor riesgo de eventos climáticos extremos y otros efectos de un clima cambiante.
El problema es que la mayoría de los proyectos de infraestructura, incluido el plan de revitalización de infraestructura de la administración Trump, generalmente ignoran los riesgos del cambio climático.
En nuestro trabajo de investigación de sostenibilidad e infraestructura, alentamos y estamos comenzando a cambiar hacia el diseño de sistemas de infraestructura hechos por el hombre con la adaptabilidad en mente.
Diseñando para el pasado
Los sistemas de infraestructura son la primera línea de defensa contra inundaciones, calor, incendios forestales, huracanes y otros desastres. Los planificadores de la ciudad y los ciudadanos a menudo asumen que lo que se construye hoy continuará funcionando ante estos peligros, permitiendo que los servicios continúen y nos protejan como lo han hecho en el pasado. Pero estos sistemas están diseñados en base a historias de eventos extremos.
Las bombas, por ejemplo, se dimensionan según los eventos históricos de precipitación. Las líneas de transmisión están diseñadas dentro de los límites de cuánta potencia pueden mover mientras mantienen condiciones de operación seguras en relación con las temperaturas del aire. Los puentes están diseñados para resistir ciertos caudales en los ríos que cruzan. La infraestructura y el medio ambiente están íntimamente conectados.
Ahora, sin embargo, el país supera con mayor frecuencia estas condiciones históricas y se espera que vea eventos climáticos extremos más frecuentes e intensos. Dicho de otra manera, debido al cambio climático, los sistemas naturales ahora están cambiando más rápido que la infraestructura.
¿Cómo pueden adaptarse los sistemas de infraestructura? Primero consideremos las razones por las cuales los sistemas de infraestructura fallan en los extremos:
- El peligro excede las tolerancias de diseño. Este fue el caso de las inundaciones de la Interestatal 10 en Phoenix en el otoño de 2014, donde la intensidad de la lluvia superó las condiciones de diseño.
- Durante estos tiempos, hay menos capacidad adicional en todo el sistema: cuando algo sale mal, hay menos opciones para controlar el factor estresante, como desviar los flujos, ya sea agua, electricidad o incluso el tráfico.
- A menudo exigimos más de nuestra infraestructura durante eventos extremos, empujando los sistemas en un momento en que hay poca capacidad adicional.
El cambio gradual también presenta serios problemas, en parte porque no hay un evento distintivo que estimule un llamado a la acción. Este tipo de situación puede ser especialmente problemático en el contexto de los retrasos en el mantenimiento y los déficits presupuestarios que actualmente afectan a muchos sistemas de infraestructura. ¿Las ciudades y pueblos serán arrullados a la complacencia solo para descubrir que su infraestructura de larga vida ya no está funcionando como deberían?
Actualmente, el valor predeterminado parece estar asegurando fondos para construir más de lo que hemos tenido durante el siglo pasado. Pero los administradores de infraestructura deben dar un paso atrás y preguntar qué deben hacer nuestros sistemas de infraestructura para nosotros en el futuro.
Diseño ágil y flexible.
Se necesitan enfoques fundamentalmente nuevos para enfrentar los desafíos no solo de un clima cambiante, sino también de tecnologías disruptivas.
Estos incluyen una creciente integración de las tecnologías de la información y la comunicación, lo que aumenta el riesgo de ataques cibernéticos. Otras tecnologías emergentes incluyen vehículos autónomos y drones, así como energía renovable intermitente y almacenamiento de baterías en lugar de sistemas de energía convencionales. Además, las tecnologías conectadas digitalmente alteran fundamentalmente la cognición de las personas sobre el mundo que nos rodea: considere cómo nuestros dispositivos móviles ahora pueden redirigirnos de formas que no entendemos completamente en función de nuestro propio comportamiento de viaje y tráfico en una región.
Sin embargo, nuestros paradigmas actuales de diseño de infraestructura enfatizan los grandes sistemas centralizados destinados a durar décadas y que pueden soportar los peligros ambientales a un nivel de riesgo preseleccionado. El problema es que el nivel de riesgo ahora es incierto porque el clima está cambiando, a veces de maneras que no se comprenden muy bien. Como tal, los pronósticos de eventos extremos pueden ser un poco o mucho peores.
Dada esta incertidumbre, la agilidad y la flexibilidad deberían ser fundamentales para el diseño de nuestra infraestructura. En nuestra investigación, hemos visto cómo varias ciudades han adoptado principios para avanzar en estos objetivos y los beneficios que brindan.
Un túnel 'inteligente' en Kuala Lumpur está diseñado para complementar el sistema de drenaje de aguas pluviales de la ciudad. (David Boey, CC BY) En Kuala Lampur, los túneles de tráfico pueden pasar a la gestión de aguas pluviales durante los eventos de precipitación intensa, un ejemplo de multifuncionalidad.
En todo Estados Unidos, las tecnologías de teléfonos inteligentes basadas en los ciudadanos están comenzando a proporcionar información en tiempo real. Por ejemplo, el proyecto CrowdHydrology utiliza datos de inundación enviados por ciudadanos que los sensores convencionales limitados no pueden recopilar.
Ahora se requiere que los diseñadores y gerentes de infraestructura en varios lugares de EE. UU., Incluidos Nueva York, Portland, Miami y el sudeste de Florida y Chicago, planifiquen este futuro incierto, un proceso llamado roadmapping. Por ejemplo, Miami ha desarrollado un plan de US $ 500 millones para mejorar la infraestructura, incluida la instalación de una nueva capacidad de bombeo y la elevación de carreteras para proteger las propiedades frente al mar en riesgo.
Estas competencias se alinean con el pensamiento basado en la resiliencia y alejan al país de nuestros enfoques predeterminados de simplemente construir más grande, más fuerte o más redundante.
Planeando la incertidumbre
Debido a que ahora hay más incertidumbre con respecto a los peligros, la resiliencia en lugar del riesgo debería ser central para el diseño y la operación de la infraestructura en el futuro. La resiliencia significa que los sistemas pueden soportar eventos climáticos extremos y volver a funcionar rápidamente.
La tecnología Microgrid permite que edificios individuales operen en caso de un corte de energía más amplio y es una forma de hacer que el sistema eléctrico sea más resistente. (Amy Vaughn / Departamento de Energía de EE. UU., CC BY-ND) Esto significa que los planificadores de infraestructura no pueden simplemente cambiar su parámetro de diseño; por ejemplo, construir para resistir un evento de 1, 000 años en lugar de un evento de 100 años. Incluso si pudiéramos predecir con precisión cuáles deberían ser estos nuevos niveles de riesgo para el próximo siglo, ¿es factible técnica, financiera o políticamente construir estos sistemas más robustos?
Es por eso que se necesitan enfoques basados en la resiliencia que enfaticen la capacidad de adaptación. Los enfoques convencionales enfatizan la robustez, como la construcción de un dique que pueda soportar una cierta cantidad de aumento del nivel del mar. Estos enfoques son necesarios, pero dada la incertidumbre en el riesgo, necesitamos otras estrategias en nuestro arsenal.
Por ejemplo, proporcionar servicios de infraestructura a través de medios alternativos cuando nuestra infraestructura primaria falla, como el despliegue de microrredes antes de los huracanes. O bien, los planificadores pueden diseñar sistemas de infraestructura de modo que cuando fallan, las consecuencias para la vida humana y la economía se minimicen.
Esta es una práctica implementada recientemente en los Países Bajos, donde se permite que los ríos delta del Rin se inunden, pero a las personas no se les permite vivir en la llanura de inundación y los agricultores reciben una compensación cuando se pierden sus cultivos.
La incertidumbre es la nueva normalidad, y la confiabilidad depende de la infraestructura de posicionamiento para operar y adaptarse a esta incertidumbre. Si el país continúa comprometiéndose a construir la infraestructura del siglo pasado, podemos seguir esperando fallas de estos sistemas críticos y las pérdidas que conlleva.
Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation.
Mikhail Chester, Profesor Asociado de Ingeniería Civil, Ambiental y Sostenible, Universidad del Estado de Arizona; Braden Allenby, Profesor del Presidente y Profesor de Ingeniería y Ética de Lincoln, Escuela de Ingeniería Sostenible y Entorno Construido, Escuelas de Ingeniería Ira A. Fulton, Universidad Estatal de Arizona; y Samuel Markolf, Asociado de Investigación Postdoctoral, Red de Investigación de Sostenibilidad Urbana a los Extremos, Universidad Estatal de Arizona
