El calentamiento global podría provocar un deterioro térmico prematuro de las infraestructuras y reducir de forma significativa su vida útil hacia 2100 si continúan las actuales tendencias de aumento de temperatura, según un estudio desarrollado por investigadores de la Universitat Politècnica de València (UPV) y el Hunan Institute of Science and Engineering, en China, que analiza el efecto de las temperaturas extremas sobre la durabilidad de las estructuras y las emisiones asociadas a su deterioro.
El estudio está publicado en la revista científica Thermal Science and Engineering Progress (1), de Elsevier.
Hasta 25 años menos
El trabajo, firmado por Zhiwu Zhou, Faxing Ding, Julián Alcalá y Víctor Yepes, presenta un nuevo modelo para evaluar cómo las temperaturas extremas afectan a la durabilidad de las infraestructuras y cómo ese deterioro puede repercutir, a su vez, en las emisiones de carbono derivadas de reparaciones o sustituciones anticipadas.
Según las proyecciones obtenidas mediante este modelo, el calentamiento global podría reducir entre 18,52 y 25,15 años la vida útil de las infraestructuras globales hacia 2100. La investigación señala además que el calentamiento registrado durante el último siglo habría provocado un envejecimiento prematuro en alrededor del 8,67% de los puentes analizados a escala mundial.
El investigador de la UPV Víctor Yepes explica que el trabajo sintetiza una investigación sobre el impacto del calentamiento global en la infraestructura crítica y, de forma particular, sobre los puentes atirantados de hormigón, utilizados como objeto principal de análisis para estudiar los efectos de la temperatura sobre su durabilidad.
Según Yepes, los resultados reflejan una “presión dual” sobre las infraestructuras. Por un lado, el aumento de las temperaturas acelera la degradación estructural y, por otro, este deterioro incrementa las emisiones de carbono incorporadas al hacer necesarias demoliciones anticipadas y reparaciones que no estaban previstas inicialmente.
Más deterioro y emisiones
El equipo de investigadores de España y China concluye que el 8,67% de los puentes atirantados analizados a nivel mundial han entrado en una fase de demolición prematura durante su etapa operativa, una circunstancia que también tiene consecuencias sobre las emisiones asociadas a estas infraestructuras.
De acuerdo con los cálculos del estudio, esta situación ha generado más de 100.000 toneladas de emisiones de carbono excedentes. Yepes señala que esta cantidad equivale a 2,70 veces la producción de carbono proyectada durante la etapa de diseño original de las estructuras estudiadas.
El trabajo vincula así la reducción de la vida útil de las infraestructuras no solamente con un problema de durabilidad estructural, sino también con un incremento de las emisiones derivado de la necesidad de intervenir antes de lo previsto mediante actuaciones de reparación, refuerzo o demolición.
Para desarrollar y validar el modelo, el equipo analizó cuatro puentes situados en China, seleccionados porque se encuentran sometidos a condiciones climáticas y altitudes muy diferentes. Esta diversidad permitió a los investigadores estudiar cómo los cambios térmicos pueden afectar de manera distinta a las estructuras dependiendo del entorno en el que se encuentran.
Uno de los casos analizados fue el puente de Nan'ao, situado en Shantou, en la provincia china de Guangdong. También se incluyó el puente del río Meixi, localizado cerca de Fengjie, en el municipio de Chongqing.
Los investigadores analizaron además el puente de Wuhekou, en Huai'an, provincia de Jiangsu, y el puente de Xiaoxihu sobre el río Amarillo, situado en Lanzhou, en la provincia de Gansu. Los cuatro emplazamientos presentan diferencias tanto de altitud como de condiciones climáticas.
El investigador de la UPV Julián Alcalá explica que los casos estudiados abarcan desde climas monzónicos subtropicales hasta un clima continental templado, lo que permite comprobar cómo los gradientes térmicos afectan de manera desigual a la durabilidad de las infraestructuras.
Regiones más vulnerables
El estudio advierte especialmente sobre los riesgos que afrontan las regiones con clima templado marítimo y continental, identificadas por los investigadores como zonas de alta vulnerabilidad frente al deterioro de las infraestructuras asociado al calentamiento.
Ante estos resultados, Alcalá considera necesaria una “recalibración urgente de los códigos de diseño” con el objetivo de garantizar la sostenibilidad y la resiliencia de la infraestructura global ante unas condiciones climáticas que pueden diferir de aquellas consideradas cuando fueron proyectadas las estructuras.
El análisis plantea que los efectos del calentamiento deben tenerse en cuenta desde las propias fases de planificación. Para reducir los riesgos identificados, los investigadores defienden la incorporación de escenarios climáticos futuros al diseño, mantenimiento y refuerzo de las infraestructuras.
Esta planificación permitiría, según el equipo, anticipar posibles daños estructurales asociados a la evolución de las temperaturas y reducir tanto los costes derivados de las intervenciones como las emisiones ocasionadas por reparaciones, refuerzos o demoliciones realizadas antes del final de la vida útil prevista.
El modelo desarrollado busca de esta manera proporcionar una herramienta que permita evaluar conjuntamente la durabilidad de las infraestructuras bajo temperaturas extremas y las consecuencias que un deterioro prematuro puede generar sobre su huella de carbono durante la etapa operativa.
La investigación se enmarca en el proyecto RESILIFE, dirigido en la Universitat Politècnica de València por Víctor Yepes como investigador principal, y centra su análisis en la relación entre cambio climático, degradación estructural y emisiones asociadas al ciclo de vida de las infraestructuras.
Referencias
- (1) Thermal damage and lifespan deterioration of global infrastructure under climate warming. Thermal Science and Engineering Progress.
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