RESILIENCIA: UN REQUISITO PARA LA SOSTENIBILIDAD PRÁCTICA GEOTÉCNICA

o Uso de materiales reciclados (por ejemplo, agregados derivados de neumáticos y vidrio) en la construcción de subrasantes y terraplenes.

o Reutilización de cimientos y reutilización de infraestructura subterránea.

o Diseño para construcciones relacionadas con energías renovables, como pilotes de energía geotérmica y pavimentos con calefacción geotérmica.

o Desarrollar marcos de evaluación de la sostenibilidad para la ingeniería geotécnica como la calculadora de carbono DFI y GeoSPeAR.

La mayoría de los proyectos geotécnicos que consideran la sostenibilidad se centran en sus aspectos técnicos, económicos y ambientales; La consideración de los aspectos de equidad social es difícil dentro de los contextos geotécnicos de un proyecto, pero deben sopesarse durante la conceptualización y planificación del proyecto general (Figura 1). Es importante enfatizar el contraste entre hacer el proyecto correcto y hacerlo bien. Al seleccionar el proyecto correcto (a menudo decidido por los responsables políticos) se pueden considerar sus aspectos económicos, ambientales y de equidad, pero los ingenieros geotécnicos a menudo se quedan con la tarea de ejecutar el proyecto de la manera correcta con opciones de sostenibilidad limitadas basadas únicamente en consideraciones económicas y consideraciones ambientales.

Con origen en la ecología, la resiliencia es un concepto complejo que ha sido interpretado y aplicado de manera diferente en diferentes disciplinas. Se entiende principalmente como la capacidad de un sistema de recuperar su funcionalidad normal cuando se ve afectado por interrupciones. La resiliencia es particularmente relevante en la práctica de la ingeniería geotécnica, donde eventos extremos como terremotos, deslizamientos de tierra e inundaciones a menudo interrumpen el funcionamiento de la geoinfraestructura. Por lo tanto, la sostenibilidad en la ingeniería geotécnica no se puede lograr sin incorporar la resiliencia en la práctica. Los aspectos clave de la resiliencia son:

o Resistencia a la disrupción (relacionada con la robustez)

o Recuperación en términos de velocidad o rapidez (cuando el sistema vuelve a la funcionalidad original), adaptabilidad (cuando el sistema regresa con una funcionalidad modificada) y transformabilidad (cuando se forma un sistema completamente nuevo con una funcionalidad diferente)

o Ingenio para la detección temprana y movilización de recursos

o Redundancia en el sistema con elementos sustituibles para minimizar las consecuencias

Para los sistemas de ingeniería e infraestructura, la resiliencia corresponde a la preparación y respuesta del sistema frente a eventos disruptivos. La preparación se asocia principalmente con la capacidad de mitigar proactivamente los efectos de los eventos disruptivos mediante la disposición de recursos adecuados y el diseño de estrategias antes de la disrupción. Esto incluiría un seguimiento adecuado del desempeño y el fortalecimiento oportuno de la infraestructura en previsión de eventos extremos. Se pueden esperar dos tipos de respuesta (absorción y recuperación) después del evento perturbador (extremo) (Figura 2). La absorción es la respuesta inmediata en la que el sistema (infraestructura) resiste la interrupción, y la recuperación son los esfuerzos organizacionales para reparar rápidamente el sistema dañado y mitigar las consecuencias propagadas a otros sistemas (por ejemplo, comunidades).

Se considera que la robustez, la rapidez, el ingenio y la redundancia son las propiedades clave de la resiliencia de la infraestructura que gobiernan las fases de absorción y recuperación. Como los sistemas de infraestructura ofrecen servicios públicos, su resiliencia tiene dimensiones técnicas, organizativas, sociales y económicas. La dimensión técnica se relaciona con la respuesta física de la infraestructura después de una interrupción; la dimensión organizacional representa la capacidad de toma de decisiones de la organización (responsable de la infraestructura) para gestionar la disrupción; la dimensión social considera los impactos de la falla de la infraestructura en la sociedad; y la dimensión económica se refiere a las pérdidas económicas directas e indirectas causadas por la perturbación. El aspecto de la resiliencia relacionado con la dimensión técnica (por ejemplo, diseño, construcción y monitoreo) puede considerarse resiliencia dura.

Mejorar las dimensiones organizacional, social y económica para minimizar el efecto perjudicial de la disrupción se considera resiliencia blanda. Incorporación de la resiliencia en la práctica geotécnica La resiliencia en la ingeniería geotécnica se puede practicar centrándose tanto en la resiliencia blanda como en la dura. La resiliencia blanda se puede lograr planificando de manera proactiva respuestas tácticas con respecto a la gestión de emergencias y la asignación de recursos para hacer frente mejor a posibles perturbaciones futuras. La incorporación de la resiliencia blanda en la ingeniería geotécnica requiere que las partes interesadas discutan la planificación estratégica, el análisis de impacto ambiental, el análisis de costo-beneficio, el análisis de impacto social y cualquier otro análisis para evaluar los aspectos ambientales, sociales y económicos de las respuestas tácticas con referencia a las comunidades locales.

Se puede lograr una gran resiliencia mejorando la confiabilidad, robustez y redundancia de las infraestructuras geotécnicas para aumentar su capacidad de absorber impactos externos. La investigación adecuada del sitio y la caracterización de los materiales, el análisis y diseño apropiados, la construcción con control de calidad y el monitoreo adecuado pueden contribuir a la gran resiliencia de la geoinfraestructura. No se puede dejar de enfatizar la importancia de una investigación detallada del sitio y pruebas del suelo para un proyecto geotécnico exitoso. Los códigos de construcción, los códigos de cimentación, los métodos de diseño geotécnico y los manuales de diseño se pueden mejorar incorporando enfoques basados en la resiliencia.

Las estructuras geotécnicas se pueden diseñar para mejorar su redundancia con el fin de mantener su operatividad y recuperarse rápidamente incluso después de que se produzcan interrupciones. Esto se puede lograr examinando fallas basadas en escenarios e identificando estrategias para una reparación y modernización de las estructuras fácil y eficiente en el tiempo a través de extensas simulaciones de modelos. Por ejemplo, los cimientos de pilotes pueden diseñarse para formar bisagras de plástico en ubicaciones preferidas bajo cargas extremas. Esto reducirá las demandas sísmicas a otros elementos, como los pilares de los puentes.

De manera similar, los estribos pueden diseñarse para separarse durante las cargas sísmicas y disipar energía a medida que movilizan la resistencia pasiva contra el relleno. Debido a que la sostenibilidad aboga por el uso mínimo de recursos, los ingenieros que practican la sostenibilidad a menudo tienden a optar por diseños ajustados. Pero el diseño “ajustado” no es necesariamente un diseño “verde” en ingeniería geotécnica debido a las mayores incertidumbres asociadas con las características del sitio y las cargas extremas en comparación con la ingeniería estructural, por ejemplo. Si una geoestructura colapsa ante un ligero aumento de las cargas con respecto a sus valores de diseño, entonces se perderá todo el propósito del diseño sostenible. Por lo tanto, un diseño y ejecución bien planificados que equilibren los aspectos técnicos, económicos y ambientales con estudios de escenarios de peligro es esencial para incorporar la sostenibilidad y la resiliencia en la práctica de la ingeniería geotécnica.