La necesidad de estrategias de adaptación para reducir la amenaza de huracanes para la sociedad es de importancia crítica, como lo demuestra el daño reciente a las regiones costeras de los Estados Unidos y el Caribe el año pasado. El hecho de que el número de edificios residenciales en las zonas costerasha aumentado significativamente combinado con los riesgos crecientes de los impactos del debido cambio climático, lo que significa que el costo de los daños a los desarrollos costeros probablemente continuará aumentando.
Según Dan M. Frangopol, la Cátedra Fazlur R. Khan de Ingeniería Estructural y Arquitectura de la Universidad de Lehigh y You Dong, Profesor Asistente de Ingeniería Estructural de la Universidad Politécnica de Hong Kong, la mayoría de los estudios anteriores se han centrado en el rendimiento estructuraly evaluación de pérdidas bajo huracanes.
En un artículo, publicado recientemente en el ASCE Journal of Performance of Constructed Facilities , Frangopol y Dong proponen un marco para ayudar a la adaptación óptima de edificios residenciales considerando los efectos del cambio climático en un contexto de ciclo de vida. La ingeniería de ciclo de vida, de la cual Frangopol es un pionero reconocido, es un enfoque para evaluar los impactos ambientales enjunto con los impactos económicos que incluyen el ciclo de vida de una estructura desde su producción hasta su uso y su final.
En su documento, llamado "Optimización de la adaptación de edificios residenciales bajo amenaza de huracán considerando el cambio climático en un contexto de ciclo de vida", Frangopol y Dong presentan un marco sistemático para la adaptación óptima de edificios residenciales a gran escala en varios escenarios de cambio climático inminentedurante un intervalo a largo plazo. Se investigan diferentes estrategias de adaptación para garantizar un rendimiento estructural adecuado y mitigar la pérdida de daños y las consecuencias adversas para la sociedad. Se adopta un proceso de optimización basado en algoritmos genéticos para determinar los tipos de adaptación óptimos asociados con los edificios dentro de un edificio investigadoEl marco considera los modelos de ocurrencia probabilística de huracanes, vulnerabilidad estructural de edificios residenciales típicos, posibles escenarios de cambio climático y optimización de diversas estrategias de adaptación climática en un contexto de ciclo de vida.
Aplican su enfoque a un estudio de caso de la vida real: un grupo de edificios residenciales unifamiliares ubicados en el condado de Miami-Dade, Florida.
El artículo concluye :
"Este documento propuso un procedimiento computacional general asociado con estrategias de adaptación óptimas de edificios residenciales sujetos a huracanes y efectos del cambio climático. La pérdida de edificios bajo riesgo de viento probabilístico se calcula y los efectos de la adaptación en el rendimiento estructural se consideran en un contexto de ciclo de vidaLas estrategias óptimas de adaptación estructural se identifican considerando la pérdida / beneficio esperado del ciclo de vida y el costo total de adaptación estructural durante el intervalo de tiempo investigado. El enfoque presentado se ilustró en edificios residenciales ubicados en el condado de Miami-Dade, Florida.
Se extraen las siguientes conclusiones :
2. Para el estudio de caso analizado en este documento, los edificios dentro de 1-10 km de la costa revelaron la mayor pérdida en comparación con los edificios ubicados en otras regiones. Además, los edificios construidos antes de 1970 contribuyen sustancialmente a la pérdida anual total paralos edificios ubicados en esta región.
3. Los cambios en la probabilidad de ocurrencia e intensidad de huracanes debido al cambio climático tienen efectos significativos en la pérdida esperada del ciclo de vida de los edificios dentro de la región investigada. El cambio asociado con la intensidad del peligro tiene un efecto mayor en la pérdida que esodebido al aumento de la tasa de ocurrencia de peligro.
4. Las estrategias de adaptación óptimas de los edificios residenciales se pueden obtener utilizando un enfoque biobjetivo, lo que resulta en un frente óptimo de Pareto. Esto permite a los tomadores de decisiones tomar decisiones informadas basadas en sus preferencias particulares.
5. La evaluación de costo-beneficio y la optimización de las acciones de adaptación pueden producir las mejores estrategias de adaptación estructural considerando tanto la pérdida esperada del ciclo de vida como el costo total de adaptación estructural. El costo y el beneficio se pueden considerar juntos para determinar la efectividad de una alternativa.
6. En el contexto de la ingeniería del cambio climático, la pérdida del ciclo de vida, el análisis de costo-beneficio y la optimización pueden proporcionar al tomador de decisiones la información importante necesaria para la evaluación y adaptación de los sistemas estructurales a gran escala. Esta información puede utilizarse en el diseño,mantenimiento y procesos de gestión de infraestructura civil considerando eventos extremos y cambio climático ".
El profesor Dan M. Frangopol es el titular inaugural de la Cátedra Dotada de Ingeniería Estructural y Arquitectura Fazlur R. Khan en la Universidad de Lehigh. Es "ampliamente reconocido como un destacado educador y creador en el campo de la ingeniería del ciclo de vida".ASCE. Sus principales intereses de investigación están en el desarrollo y la aplicación de conceptos y métodos probabilísticos a la ingeniería civil y marina, que incluyen: confiabilidad estructural; análisis de costos del ciclo de vida; evaluación basada en la probabilidad, diseño y ciclo de vida de criterios múltiplesoptimización de estructuras y sistemas de infraestructura; monitoreo de salud estructural; mantenimiento y gestión del desempeño del ciclo de vida de estructuras e infraestructura distribuida bajo eventos extremos terremotos, tsunamis, huracanes e inundaciones; evaluación y toma de decisiones basadas en riesgos; mitigación de riesgos de múltiples peligros; sostenibilidad de la infraestructura y resistencia a los desastres; adaptación al cambio climático y mecánica probabilística. Su investigación, enseñanza y servicio haobtuve numerosos premios de ASCE, IASSAR, IABSE, SAE y otras organizaciones profesionales.
Según ASCE "Dan M. Frangopol es una autoridad preeminente en seguridad de puentes y gestión de mantenimiento, confiabilidad de sistemas estructurales e ingeniería civil de ciclo de vida. Sus contribuciones han definido gran parte de la práctica en torno a especificaciones de diseño, métodos de gestión y enfoques de optimizaciónDesde el mantenimiento de estructuras deterioradas y el desarrollo de factores de redundancia del sistema hasta la evaluación del rendimiento de estructuras de largo alcance, la investigación del Dr. Frangopol no solo ha ahorrado tiempo y dinero, sino que muy probablemente también ha salvado vidas ".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionados por Universidad de Lehigh . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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