Ingeniería Civil y Cambio Climático

05-12-2024 | Publicado por Joaquín Martí

Comencemos con algunas verdades indiscutibles. El clima está cambiando. Y el cambio está siendo impulsado por el calentamiento causado por actividades humanas, esencialmente la liberación de gases de efecto invernadero, como el dióxido de carbono y el metano, por los sectores de transporte, energía e industria.

Como afirma Bill Wallace en su reciente libro “The Great Civil Engineering Overhaul” (ASCE, 2024), los ingenieros civiles somos parte del problema, ya que planeamos, diseñamos, construimos y operamos las instalaciones y sistemas que producen esas emisiones. Pero ahora podemos y debemos ser parte de la solución: reemplazando sistemas de energía fósil por otros con bajas o nulas emisiones de carbono, utilizando materiales con bajo contenido de carbono incorporado, y diseñando y construyendo infraestructuras resilientes y adaptables a las condiciones climáticas cambiantes.

Hasta el momento los ingenieros civiles no han respondido con rapidez, y es comprensible. La estacionariedad del clima está profundamente arraigada en nuestras mentes e integrada en prácticamente todos los códigos y normas. Además, hay que considerar la velocidad de cambio del clima en el contexto de la vida útil de las estructuras e instalaciones en que trabajamos.

En cualquier caso, todos tenemos un problema, un problema creciente que no desaparecerá a menos que se haga algo al respecto. Es útil por tanto revisar algunos de los aspectos dignos de atención.

Aumento de las temperaturas. Las temperaturas elevadas afectan al comportamiento de los materiales de construcción, pensemos por ejemplo en el asfalto. Una mayor expansión térmica en puentes y vías de ferrocarril puede requerir juntas de dilatación más robustas u otras adaptaciones.

Aumento del nivel del mar. El aumento del nivel del mar conlleva una mayor erosión costera y amenaza infraestructuras como carreteras, puentes y edificios. Además, las actuales defensas contra inundaciones pueden resultar inadecuadas, lo que obligaría a construir o mejorar diques y otras barreras.

Eventos climáticos extremos. Una mayor intensidad y frecuencia de tormentas puede causar daños en infraestructuras y edificios, sometidos a mayores velocidades de viento y presiones de agua. Por otro lado, mayores lluvias e intensidad de tormentas incrementan los riesgos de inundación, obligando a mejorar los sistemas de drenaje urbano, la gestión de aguas pluviales y la reglamentación aplicable.

Principia ha estado ya activa en varios proyectos que tienen en cuenta el cambio climático, analizando inundaciones costeras, estudiando efectos de incendios forestales en puentes, desarrollando criterios para un hotel sobre el agua en el Caribe, etc. El cambio climático obliga a adoptar un enfoque proactivo en la ingeniería civil, combinando diseño innovador, gestión adaptativa y prácticas sostenibles para garantizar la resiliencia y la longevidad. Para los ingenieros civiles, puede que no sea muy urgente, pero es sin duda importante; por tanto, debemos actuar, quizá sin prisa, pero sin pausa. Las recientes inundaciones en Valencia son un recordatorio de esa importancia.

Cambios hidrológicos. Los cambios en los patrones de precipitación afectan a la disponibilidad de agua, lo que requiere sistemas de suministro más resilientes y técnicas de conservación del agua. El aumento de las lluvias y de los caudales de los ríos pueden afectar la seguridad de presas y embalses.

Estabilidad de suelos y cimentaciones. Los cambios en precipitaciones y temperaturas afectan a la humedad del suelo y sus presiones intersticiales, y por tanto a la estabilidad de taludes y cimentaciones. En regiones árticas, el deshielo de permafrost puede desestabilizar carreteras, tuberías y cimentaciones.

Infraestructura energética. El aumento de temperaturas conlleva mayor demanda de refrigeración, lo que afecta al diseño y capacidad de plantas y redes de distribución de energía. La generación renovable afecta a la red y a las necesidades de almacenamiento; y el cambio de patrones climáticos impacta en el rendimiento y fiabilidad de fuentes renovables como la eólica, solar e hidroeléctrica.

Infraestructura de transporte. El calor extremo puede causar ablandamiento de pavimentos y pandeo de vías. Al aumentar los caudales y los riesgos de inundación, los puentes deberán ser capaces de soportar niveles de agua más altos y corrientes más rápidas.

Planificación y desarrollo urbano. Las áreas urbanas deben planificarse con la resiliencia en mente, incorporando espacios verdes, sistemas de drenaje sostenibles y normas de construcción robustas para hacer frente al clima cambiante. Y se necesitan prácticas de construcción sostenible que reduzcan la huella de carbono y mejoren la durabilidad.

Preparación y respuesta ante desastres. Los ingenieros deben colaborar con los profesionales de gestión de desastres para desarrollar planes de respuesta ante emergencias y diseñar infraestructuras que faciliten una rápida recuperación tras los desastres. Sistemas e infraestructuras redundantes ayudan a garantizar la operación de los servicios críticos durante y después de eventos climáticos extremos.

Estrategias de adaptación y mitigación. Los ingenieros civiles desempeñan un papel crucial tanto en la adaptación de las infraestructuras para soportar los impactos del cambio climático como en la mitigación de sus efectos reduciendo las emisiones de gases de efecto invernadero. Esto implica desarrollar materiales y técnicas de construcción más resilientes frente al cambio climático; incorporar prácticas sostenibles en todas las fases de la construcción, desde la planificación y diseño hasta la operación y mantenimiento; y defender el desarrollo y aplicación de normativa actualizada que considere los efectos a largo plazo del cambio climático.