Resiliencia = durabilidad y sostenibilidad

¿Qué tan bien preparada está nuestra infraestructura para poderosos huracanes, terremotos y otros desastres naturales? Los comités de ASTM están examinando el problema desde diferentes ángulos

Por Jack Maxwell

Paredes agrietadas y ventanas rotas. Agua fangosa que cubre muebles, electrodomésticos y recuerdos. Una chimenea solitaria en pie, como centinela sobre un montón de cenizas.

Los desastres naturales como los terremotos, los huracanes, las inundaciones y los incendios forestales ponen a prueba el temple de todas las personas que miran escenas como estas en sus hogares. Invariablemente, a raíz de tales tragedias, surgen historias de fortaleza y coraje inspiradores. Ya sea que se trate de personal de respuesta inmediata que trabaja día y noche, incluso cuando sus propios hogares enfrentan destrucción, o de familias que se proponen reconstruir, estos y un sinnúmero de otros ejemplos definen la esencia misma de la palabra "resiliencia".

Pero la resiliencia se puede ver en un contexto diferente, en el de la infraestructura física de una región. Hacerlo plantea varias preguntas importantes:

• ¿Cómo evaluamos la vulnerabilidad de los edificios ante terremotos, huracanes u otros peligros?
• ¿Cómo planificamos y diseñamos futuros proyectos de infraestructura para garantizar el mayor grado posible de resiliencia?
• ¿Cuál es la relación entre la resiliencia y la sostenibilidad?

Los comités de ASTM están trabajando para responder estas preguntas desde diversas perspectivas. Estos son algunos de sus esfuerzos.

Evaluación de la resiliencia

El día en que se escribieron estas palabras (26 de marzo), el sitio web del Servicio Geológico de EE. UU. enumeró 11 terremotos ocurridos en todo el mundo antes de las 11:00 a.m. horario del este de ese día. Los eventos en el listado son un recordatorio diario del alcance de la actividad sísmica global, desde una magnitud de 4.8 frente a la costa de Chile hasta una magnitud de 2.9 un poco al sureste de San Ardo, California.

Esta actividad es de particular interés para entidades crediticias, inversores institucionales y propietarios de edificios. Estos profesionales necesitan comprender la vulnerabilidad relativa de las propiedades que ellos financian mucho antes de que se sientan los primeros temblores débiles que anteceden un terremoto. Por supuesto, la esperanza es que tal evento nunca ocurra, pero si usted trabaja en el sector inmobiliario, especialmente en áreas de mayor riesgo como California, será mejor que planee para lo peor.

ASTM E2026 es la guía de estándares para la evaluación de riesgo sísmico de edificios. Se utiliza para determinar el potencial que tiene una propiedad de sufrir pérdidas relacionadas con terremotos, causadas por la sacudida del terreno y la inestabilidad del sitio, así como por problemas fuera del sitio como inundaciones por fallas de represas o diques.

E2026 "proporciona estandarización para una evaluación de riesgo sísmico de edificios", dice Josh Marrow, empleado sénior y director de ingeniería sísmica y estructural en Blackstone Consulting LLC, miembro del comité de desempeño de edificios (E06) de ASTM International y presidente del grupo de tareas técnicas de la guía de estándares E2026. "Proporciona oportunidades para identificar, por medio de transacciones de bienes raíces, cuáles son los edificios que con mucha frecuencia son peligrosos".

Esta guía de estándares es más que una herramienta que los inversores utilizan para evaluar los riesgos financieros. También ha contribuido a las mejoras en la resiliencia de edificios, y debería tener un impacto aún mayor ahora que se han aclarado las disposiciones sobre las calificaciones de las personas que realizan evaluaciones sísmicas.

Damian Wach es un colega de Josh Marrow en el comité E06, que es responsable de E2026 y vicepresidente de PGIM Real Estate Finance. Él y Marrow coinciden en que la falta de claridad en la redacción del estándar original llevó a algunas empresas consultoras a confiar en personal menos experimentado para realizar el trabajo de campo de la evaluación sísmica. "Los estándares sísmicos de ASTM siempre tuvieron los requisitos de que un ingeniero estructural o civil con 10 años de experiencia en diseño sísmico debería ser quien redactara el informe, pero no decía que esa persona tenía que visitar el sitio. No era clara en ese sentido”, dice Wach.

La ambigüedad encontrada en la versión anterior de E2026 se aclaró cuando se aprobó la actualización más reciente en 2016. "Tomamos la decisión de aplicar las calificaciones como obligatorias para ciertos niveles de investigación", dice Marrow.

Wach cree que el comité abordó las preocupaciones de las partes interesadas de la industria" de manera muy adecuada. A todos pareció gustarle y funcionó". Esencialmente, ahora hay dos niveles de calificaciones. Un ingeniero estructural o civil con 10 años de experiencia ahora debe hacer el trabajo de campo en edificios más antiguos o cuando los planos estructurales no están disponibles. Sin embargo, un asesor secundario que verifique la condición de la propiedad puede realizar la evaluación sísmica si el edificio cumple con los códigos de construcción más nuevos y estrictos, o si hay planos disponibles.

El impacto positivo del estándar E2026 en la resiliencia del edificio se puede ver en las transacciones que involucran a la Asociación Nacional de Hipotecas Federales, Fannie Mae, y Federal Home Loan Mortgage Corp., Freddie Mac, las dos entidades crediticias más grandes en el ámbito de viviendas multifamiliares. Josh Marrow señala que "Fannie y Freddie necesitan la guía E2026 debido al volumen que manejan. Necesitan saber que existe cierta coherencia en los informes y que las personas están calificadas, porque declararán eso ante el gobierno federal".

Más específicamente, Marrow cree que la confianza de Fannie y Freddie en la guía E2026 ha ayudado a que la infraestructura de California sea más resiliente. "Muchos edificios de apartamentos tienen lo que se conoce como estacionamiento bajo techo", dice. "En el sur de California es más dominante porque los tamaños de los lotes son más pequeños, por lo que no es posible construir un edificio de apartamentos y rodearlo con un estacionamiento. Así que el estacionamiento es proporcional al tamaño del edificio, en el primer piso, con unidades de apartamentos arriba. Cuando la tierra se sacude, el área de estacionamiento no tiene paredes para soportar las fuerzas sísmicas y el edificio puede colapsar, básicamente cayendo sobre los vehículos.

"Fannie y Freddie han sido intolerantes ante riesgos de colpaso como este, y cuando tengo clientes que acuden a ellos por un préstamo, evaluamos el edificio usando la E2026 y determinamos si el riesgo es inaceptable", señala Marrow. "Dado que Fannie y Freddie están haciendo préstamos a una tasa bastante decente, a menudo el prestatario tomará el préstamo y reajustará el edificio. Y esto es bastante común. Mi equipo ha reajustado más de 200 edificios en los últimos cinco años, y en gran medida fueron impulsados por las transacciones de Fannie o Freddie. No fue a raíz de una ordenanza de reajuste obligatorio, sino simplemente porque el prestamista no aceptó ese nivel de tolerancia al riesgo, y el inventario de edificios se vuelve más resiliente".

Diseñar con resiliencia

La temporada de huracanes en el Atlántico de 2017 fue una de las peores registradas, con no menos de 18 tormentas con nombres y tres devastadores huracanes de categoría 5 (Harvey, Irma y Maria). Se estima que los daños totales en los Estados Unidos totalizaron más de US$200 mil millones, la mayor cantidad desde la temporada del huracán Katrina en 2005.

Los Estados Unidos y las islas del Caribe no fueron las únicas partes del mundo que sufrieron un exceso de agua el año pasado. Las tormentas provocaron deslizamientos de tierra masivos en Sierra Leona, el río Danubio en Austria se elevó a su nivel máximo en casi 100 años, y Bangladesh enfrentó su peor inundación en 40 años.

En la mayoría de las naciones desarrolladas hay una amplia infraestructura para manejar el flujo de agua y los desechos; en los Estados Unidos, tales sistemas comprenden aproximadamente 2.56 millones de kilómetros de tubería. El plástico es cada vez más común, especialmente para las tuberías de servicio que conectan las viviendas a las redes municipales, pero las tuberías de hierro fundido (y, en menor medida, de acero) aún representan casi dos tercios de la infraestructura del sistema de agua. El hormigón prefabricado se usa para componentes como tuberías pluviales y sanitarias, alcantarillas y estructuras de drenaje.

En vista de las crecientes demandas en los sistemas sanitarios y de alcantarillado por las inundaciones generadas por tormentas, la pregunta de qué tan resilientes son estos sistemas y cómo pueden diseñarse para una mayor resiliencia se vuelve cada vez más importante. Dos comités de ASTM están buscando respuestas.

Josh Beakley, miembro del comité de tuberías de hormigón (C13) desde 1994, está bastante familiarizado con la especificación C1478, que cubre el rendimiento mínimo y los requisitos de materiales para conectores elásticos utilizados con componentes prefabricados de hormigón armado de sistemas de aguas pluviales. Para Beakley y sus colegas en el comité, la resiliencia no es una idea nueva en su discusión sobre la infraestructura.

"Siempre hemos tratado de fabricar un producto que pueda soportar eventos extremos", dice Beakley, vicepresidente de ingeniería de la American Concrete Pipe Association. "De hecho, está tan arraigado en lo que hacemos, que cuando se desarrolló ASTM C1478 en 2000, estábamos usando el término 'resiliente' en el título para referirnos a cómo las conexiones podrían adaptarse al movimiento. La resiliencia de los productos con respecto a la resistencia estructural se había dado por sentado durante mucho tiempo".

Beakley señala que las conexiones flexibles pueden ajustarse a los cambios en los ángulos de elevación y orientación de las juntas si se desplazan repentinamente, como puede ocurrir durante un terremoto, o cuando las aguas de inundación erosionan el suelo circundante. "Aunque la tubería de hormigón es una estructura rígida, el título del estándar C1478 permite que la gente entienda que las conexiones permiten el movimiento dentro de las juntas", comenta. "Las condiciones del suelo pueden cambiar y, por lo tanto, es importante tener una tubería y conexiones que puedan adaptarse a estos cambios".

Por supuesto, la importancia del hormigón en la resiliencia de la infraestructura se extiende más allá de las tuberías, dada la omnipresencia del material en carreteras, puentes y edificios. Cesar Constantino, director de desarrollo comercial de Separation Technologies LLC, una filial de Titan America, enfatiza el papel de los estándares de ASTM para asegurar el desempeño del hormigón en estas aplicaciones críticas.

“El cemento es uno de los ingredientes para hacer hormigón", dice Constantino, quien participa en varios comités de ASTM (incluidos el C01 y el C09), así como en la junta directiva y como parte de su Programa de Embajadores. "Junto con otros materiales cementantes complementarios, agregados, aditivos químicos y agua, las mezclas de hormigón adecuadamente dosificadas, mezcladas, colocadas, terminadas y curadas pueden funcionar bien en diversas aplicaciones, incluso cuando se enfrentan condiciones extremas atribuibles a desastres naturales. ASTM tiene estándares para estos”.

Pero Constantino hace una observación más amplia: aunque los estándares ASTM abordan la fabricación de los materiales para producir hormigón, la resiliencia de los elementos de hormigón (columnas, vigas y losas, por ejemplo) y las estructuras de hormigón, como estacionamientos, edificios, presas y puentes está directamente relacionada con la mano de obra, el diseño y el mantenimiento en servicio durante su ciclo de vida. "Es el diseño de ingeniería, siguiendo los códigos de construcción y la construcción, y siguiendo las guías y prácticas estándar, lo que permite que el material soporte terremotos, inundaciones y otros desastres naturales", dice Constantino. "Los arquitectos, ingenieros, contratistas y propietarios, todos con la resiliencia en mente, confían en los estándares ASTM, junto con los códigos de construcción y las prácticas de hormigonado estándar, para lograr un resultado deseable, tal como lo hace la sociedad al trabajar conjuntamente para alcanzar un objetivo común".

Resiliencia y sostenibilidad

Numerosas guías, prácticas y especificaciones de ASTM impactan aspectos particulares de edificios, redes de tuberías y otras categorías de plantas físicas. Los estándares también están disponibles para ayudar a los responsables de la toma de decisiones a planificar con anticipación, mejorando la capacidad de recuperación de la infraestructura a largo plazo. Un buen ejemplo es la guía para la planificación y estrategia de resiliencia climática (E3032).

"Es un marco general", según Helen Waldorf. "El concepto es utilizar mapas de cambio climático que han sido aceptados por muchos de los estudios, que califican los diferentes tipos de riesgo en una región en particular. Por ejemplo, el noreste [EE. UU.] tiene una gran cantidad de tormentas de gran escala ("nor'easters"), altos niveles de agua, vientos, y mareas astronómicas".

Waldorf, actualmente jubilado después de 30 años en el Departamento de Protección Ambiental de Massachusetts, es segundo vicepresidente del comité de evaluación ambiental, gestión de riesgos y medidas correctivas (E50), que desarrolló el estándar E3032. Ella explica que no se incluye una guía específica sobre la evaluación de riesgos, sino que utiliza un enfoque de matriz que refleja los riesgos regionales en función de la frecuencia histórica del clima extremo y otros eventos como incendios, inundaciones y sequías.

El subcomité de gestión de riesgos ambientales (E50.05) está trabajando actualmente en una guía similar que se centra específicamente en los recursos hídricos. "Después de redactar el estándar general para gestionar la resiliencia climática, utilizando un enfoque regional y basado en establecer prioridades, decidimos que necesitábamos algo un poco más específico que siga la misma idea", dice Waldorf. Esta nueva guía aborda la resiliencia climática para los recursos hídricos (embalses, ríos, arroyos, aguas subterráneas y estanques de almacenamiento) y la infraestructura para el suministro de agua, el tratamiento de residuos y el uso agrícola.

Los estándares están diseñados para ayudar a los interesados en su planificación de infraestructura a largo plazo. Hoy en día, por supuesto, un elemento clave de cualquier planificación de este tipo es la sostenibilidad, el enfoque del Comité E60.

Pero ¿cuál es la relación entre la resiliencia y la sostenibilidad? Michael Schmeida, director de servicios técnicos de Gypsum Association y ex presidente de E60, cree que "la resiliencia es realmente el siguiente paso, o quizás una manera diferente de ver la sostenibilidad, porque si los elementos perduran más allá de este tipo de eventos donde normalmente una pared sería reemplazada o se necesitaría reemplazar un techo, eso es ser sostenible, no se están utilizando tantos recursos en el largo plazo. Se están preservando esos recursos”.

Para promover la noción de que la infraestructura y la resiliencia están conectadas, el comité decidió desarrollar una guía de estándares para la evaluación de la resiliencia de los materiales en los sistemas. “Estábamos encontrando muchas discusiones sobre resiliencia muy a nivel macro o comunitario”, dice Schmeida. "Los ejemplos incluyen Nueva Orleans después del [Huracán] Katrina, o la región de Jersey Shore después del [Huracán] Sandy. Obviamente, es importante que la comunidad pueda regresar y al menos funcionar a un nivel básico. Pero un todo es solo tan bueno como la suma de sus partes. Entonces, se debe comenzar con sistemas que van a poder resistir lo que deberían poder resistir".

Los miembros del comité comenzaron a trabajar en la guía de estándares hace aproximadamente un año. Según Schmeida, el objetivo es "lograr que la gente especifique, o empujarlos en la dirección de especificar los materiales correctos para el sistema y situación específicos. Porque eso es lo que en última instancia permitirá alcanzar una mejor resiliencia".

Empujar a las partes interesadas hacia mejoras de la resiliencia es el objetivo final de todos los comités de ASTM que trabajan en el ámbito de la infraestructura. Ya sea que se trate de guías de evaluación de riesgos que impulsan mejoras en edificios en zonas propensas a terremotos, o especificaciones de materiales que ayuden a garantizar la integridad de sistemas de acueductos y alcantarillados, o estándares que promuevan un enfoque holístico de la relación entre sostenibilidad y durabilidad a largo plazo, los esfuerzos de las muchas personas dedicadas que ofrecen voluntariamente su tiempo y esfuerzo en estos comités están marcando una diferencia tangible en el entorno construido en todo el mundo.

Jack Maxwell es un escritor independiente que reside en Westmont, Nueva Jersey.