el programa de mejoramiento de resiliencia de cinco pasos...

CONVENIO CONACYT 2015-1187. PROYECTOS DE DESARROLLO PARA ATENDER PROBLEMAS NACIONALES

El Programa de Mejoramiento de

Resiliencia de Cinco Pasos para

comunidades urbanas en México

13 de AGOSTO de 2018 DR. NORBERTO DOMÍNGUEZ RAMÍREZ SECCIÓN DE ESTUDIOS DE POSGRADO E INVESTIGACIÓN

ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA UNIDAD ZACATENCO

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

Diálogo con Ingenieros. COLEGIO DE INGENIEROS CIVILES DE MÉXICO. 13-agosto-2018

La siguiente presentación es realizada

En el marco del Programa CONACYT:

Proyectos de Desarrollo Para Resolver Problemas Nacionales

2015-1187:

DESARROLLO DE UN PLAN PILOTO PARA EL

MEJORAMIENTO DE LA RESILIENCIA DE UNA REGIÓN

VULNERABLE A SISMOS Y/O INUNDACIONES,

REPRESENTATIVA DE GRANDES CONCENTRACIONES

URBANAS DE LA REPÚBLICA MEXICANA


Hagamos un poco de historia…

Los antecedentes de la Resiliencia

1


Una situación real y precaria

En los años recientes, la globalización de las actividades humanas acentuada por un acelerado progreso tecnológico de las telecomunicaciones ha permitido observar (prácticamente en tiempo real), el desarrollo y evolución de desastres naturales, sin que esto incida directamente y en forma eficaz en la reducción de sus efectos entre la población:

1

Terremoto

Océano Índico 2004:

230 000 muertos

Sismo de l’Aquila,

Italia 2009: 308 muertos




1

Chile 2010: el 6º. Sismo

más fuerte

jamás registrado

en la historia

Haití 2010:

316 000 muertos




Japón 2011: Fukushima

1


Nariai H.(2012), “Fact and cause of Fukushima nuclear power plants accident”, Proceedings of the International Symposium on Engineering Lessons Learned from the 2011 Great East Japan Earthquake, Tokyo, Japan.

La central de energía nuclear de Fukushima Daiichi estuvo expuesta a los

efectos de un gran sismo de 9.0 Mw y a la devastación de un Tsunami el 11

marzo de 2011.

El contexto actual: Fukushima 1


Los cinco ejes de acción de la Resiliencia

enfocados a la Ingeniería:

El Marco Sendai para la Reducción de Riesgos de Desastres 2015 1

1) Iniciar Programas de Mejoramiento de la Resiliencia ó PMR (“Resiliency Improvement Programme”)

2) Profundizar en el conocimiento fundamental de los fenómenos de riesgo, en el

comportamiento no lineal real de edificaciones y sistemas de infraestructura.

3) Promover la investigación avanzada en: i. métodos numéricos para predecir el estado real de las estructuras; ii. uso de aisladores y iii. otros sistemas de protección.

4) Proponer nuevas metodologías refinadas (Diseño Basado en Resiliencia) que fortalezcan las metodologías simplificadas de ingeniería, integrando aspectos probabilistas.

5) Finalmente, integrar el punto de vista de la comunidad en el desarrollo del PMR, creando conciencia entre la población sobre los diferentes riesgos.


Y antes que nada…

¿Qué es RESILIENCIA?

2


Una palabra de moda con múltiples definiciones…

La resiliencia es un término de origen

mecanicista asociado a la

capacidad de recuperación de la forma de un cuerpo luego de haber sido sometido a una carga. Sin embargo…

2

En los últimos veinte años, lo han adoptado en

Sustentabilidad y cambio climático –respecto a la capacidad de adaptación de los ecosistemas-

Manejo del riesgo y recuperación de datos – sobre todo empresas que almacenan y controlan información tipo Google

Recuperación y previsión psicológica de los individuos – tanto durante y después de un shock como ante pérdidas de cualquier tipo

En recuperación de funcionalidad de la sociedad ante desastres extremos – que es la definición que particularmente nos interesa…


RESILIENCIA

Según la

Organización para la Cooperación y

Desarrollo Económicos

es la capacidad de una comunidad para

recuperarse en el menor tiempo posible

después de que un evento desastroso ocurre interrumpiendo

sus actividades ordinarias, reduciendo y controlando cualquier

crisis a largo plazo así como las inevitables incertidumbres.

OECD (2014) Guidelines for resilience systems analysis, OECD Publishing

2


Asimismo, la

LEY GENERAL DE PROTECCIÓN CIVIL

la define como

la capacidad de un sistema, comunidad o sociedad

potencialmente expuesta a un peligro para

resistir, asimilar, adaptarse y recuperarse

de sus efectos en un corto plazo y de manera eficiente,

a través de la preservación y restauración de sus estructuras básicas y

funcionales, logrando una mejor protección futura,

y mejorando las medidas de reducción de riesgos.

SEDATU (2016) Guía de Resiliencia Urbana, https://www.gob.mx/sedatu/documentos/guia-de-resiliencia-urbana-2016

2 RESILIENCIA

https://www.gob.mx/sedatu/documentos/guia-de-resiliencia-urbana-2016










Por otra parte, la

AGENCIA DE RESILIENCIA DE LA CDMX

la define como

la capacidad para sobrevivir, crecer y

adaptarse que tienen las personas, comunidades,

empresas y sistemas que están dentro de una

ciudad, independientemente de las tensiones

crónicas e impactos agudos que experimenten.

Agencia de Resiliencia (2016) Estrategia de Resiliencia de CDMX, 100 Ciudades Resilientes

2 RESILIENCIA


Desde el punto de vista de la Ingeniería Civil,

la RESILIENCIA se refiere a mantener

la seguridad y la funcionalidad tanto de estructuras convencionales (edificios, hospitales, escuelas, museos, etc.)

como de toda la infraestructura

(líneas vitales, puertos, sistemas hidráulicos, centrales eléctricas, etc. )

respecto a riesgos tales como

sismos, huracanes, incendios, etc.

adoptando estándares superiores de construcción e ingeniería.

… y a todo esto ¿qué es RESILIENCIA? 2


El Proyecto CONACYT 2015-1187…

El PMR5p: Programa de

Mejoramiento de Resiliencia de 5 Pasos

3


• El Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología de

México (CONACYT) es la agencia gubernamental

encargado de administrar y promover los mayores

proyectos de investigación en México.

Proyectos de Desarrollo para Resolver Problemas Nacionales

• El Proyecto PDCPN 2015-1187:

DESARROLLO DE UN PLAN PILOTO PARA EL MEJORAMIENTO DE LA

RESILIENCIA DE UNA REGIÓN VULNERABLE A SISMOS Y/O

INUNDACIONES, REPRESENTATIVA DE GRANDES CONCENTRACIONES

URBANAS DE LA REPÚBLICA MEXICANA

Fue aprobado en julio de 2016, e inició en enero de 2017

3


Elaboración de un proyecto de

PMR Programa de Mejoramiento de Resiliencia

Los dos grandes objetivos del PN-2015-1187 3

1

Desarrollo de una Metodología para el

DBR Diseño Basado en Resiliencia

2


Dos grandes regiones en estudio

Región Urbana Continental

Riesgo Mayor: SISMO A

3

1

2


Dos grandes regiones en estudio

Región Urbana Costera

Riesgo Mayor: HURACÁN B

3

1

2


Elaboración de un proyecto de

PMR Programa de Mejoramiento de Resiliencia

Los dos grandes objetivos del PN-2015-1187 3

1

Desarrollo de una Metodología para el

DBR Diseño Basado en Resiliencia

2


La concepción del

Programa de Mejoramiento de Resiliencia de 5 pasos

1 ) Filosofía Multi-sistemas:

Una región urbana se compone de varios multi-sistemas, de los cuales el sistema prioritario es el MSC (Multi-Sistema Comunitario)

3


• Una amplia región urbana se integra de al menos 5 SISTEMAS CLAVE:

La filosofía multi-sistemas (Sistema de Sistemas)

1) Sistema bunker

3

Una estructura en sí misma (museo, hospital,

escuela etc.), junto con sus componentes de

infraestructura



2) Sistema empresarial

3 La filosofía multi-sistemas (Sistema de Sistemas)

Un sistema corporativo, productivo y de

servicios que debe mantener funcionando una

parte mínima de sus actividades económicas

(autobuses, alimentos, etc.)



3) Sistema Institucional


Un sistema gubernamental/ONG que debe

mantenerse activo ya sea en apoyo a la

comunidad o por la responsabilidad social hacia

sus miembros (IPN, UNAM, CICM, etc.)



4) Sistema de movilidad

e interconectividad


Este es un sistema que se vuelve CRÍTICO al

brindar uno de los mayores soportes para la

calma inmediata y la pronta recuperación de

la comunidad



5) Sistema comunitario



La concepción del


1) Filosofía Multi-sistemas: Una región urbana se compone de varios multi-sistemas, de los cuales el sistema prioritario es el MSC (Multi-Sistema Comunitario)

2) Multi-Sistema Comunitario: Este sistema se integra de múltiples Células Comunitarias o Barrios Resilientes* que se caracterizan por su economía propia, usos y costumbres. Cada uno debe tener la capacidad de auto-organizarse de forma resiliente.

* Agencia de Resiliencia CDMX

3



Sistema

comunitario Cada región urbana debe poseer al menos un

Sistema Crítico Resiliente (SCR), el cual debe

interconectarse a los otros SCR.



La concepción del



2) Multi-Sistema Comunitario: Este sistema se integra de múltiples Células Comunitarias o Barrios Resilientes* que se caracterizan por su economía propia, usos y costumbres. Cada uno debe tener la capacidad de auto-organizarse de forma resiliente.

3) Sistema Crítico Resiliente: El SCR es un centro de mando que consta de un Núcleo Resiliente y de sus componentes de infraestructura, que deben revisarse de acuerdo al Diseño Basado en Resiliencia (DBR)

3



Sistema

comunitario

Es necesario constituir un Grupo Semilla Resiliente

(GSR) para iniciar los trabajos de resiliencia en la

comunidad.



La concepción del



2) Multi-Sistema Comunitario: Este sistema se integra de múltiples Células Comunitarias o Barrios Resilientes* que se caracterizan por su economía propia, usos y costumbres.

3) Sistema Crítico Resiliente: El SCR es un centro de mando que consta de un Núcleo Resiliente y de sus componentes de infraestructura, que deben revisarse de acuerdo al Diseño Basado en Resiliencia (DBR).

4) Grupo Semilla Resiliente: El GSR debe conformarse por una triada: comunidad-especialistas-autoridades y deben contar con líderes locales y una figura de autoridad

3


Los actores

que participan

en este modelo

3

AUTORIDADES

ESPECIALISTAS

ACCIONES Y DECISIONES RESILIENTES

La concepción del


COMUNIDAD


La concepción del





4) Grupo Semilla Resiliente: El GSR debe conformarse por una triada: comunidad-especialistas-autoridades y deben contar con líderes locales y una figura de autoridad.

5) Modelo Dinámico de 7 Capas: La región urbana así formulada, puede conceptualizarse en un Modelo Multi-capas evolutivo en el cada Sistema puede ocupar una capa

3


3

Término acuñado por la Agencia de Resiliencia CDMX

La concepción del



La concepción del





4) Grupo Semilla Resiliente: El GSR debe conformarse por una triada: comunidad-especialistas-autoridades y deben contar con líderes locales y una figura de autoridad.

5) Modelo Dinámico de 7 Capas: La región urbana así formulada, puede conceptualizarse en un Modelo Multi-capas evolutivo en el cada Sistema puede ocupar una capa.

6) Programa de Mejoramiento de Resiliencia de Cinco Pasos: El Programa puede ser adoptado por la triada comunidad-especialistas-autoridades de forma natural y simple siguiendo la secuencia de los dedos de la mano

3


Descripción del PMR5p

Un plan de cinco pasos

3


Una primera aplicación exitosa

El PMR5p explicado mediante su

aplicación en el IPN

4


El campus de la ESIA UZ IPN 4 6000 estudiantes

de licenciatura

350 estudiantes de posgrado

597 profesores

48 investigadores

25 funcionarios

175 administrativos

¿? Afanadores


El Grupo Semilla Resiliente 4 2015 - Capítulo Estudiantil del ACI

Nucleación (Grupo-Semilla-Resiliente) 1

Grupo Semilla Resiliente - 2018


División Política y administrativa De la Ciudad de México (CDMX)

El PMR5p aplicado en ESIA UZ IPN

Nucleación (Grupo-Semilla-Resiliente) 1 4


Consulta Pública y Detección del Núcleo Resiliente 2

13%

43%

40%

4%

Nivel de daño aceptable

• Ningún daño • Daño mínimo • Daño considerable • Daño extremo

71%

12%

13%

3% 1%

Tiempo de respuesta aceptable

• 1-12 horas • 12-24 horas • 1-7 días • 1 semana- 1 mes • 6 meses – 1 año

El PMR5p aplicado en ESIA UZ IPN 4

86%

3% 6%

3% 2%

Fenómeno de mayor riesgo en la escuela

• Sismo • Inundación • Incendio • Explosión • Otros

44%

31%

0%

2%

3% 10%

2%

2% 1%

3%

2%

Estacionamiento

Explanada

Ninguno

Área de posgrado

Edificios

Canchas

Laboratorios

Auditorio

Escaleras

Biblioteca

Gestión Escolar

6%

1%

84%

3%

1%

2% 1% 1%

1%

Laboratorios

Todos

Edificios 10, 11, 12

Auditorio

Biblioteca

Estacionamiento

Áreas verdes

Explanada

Cafetería

Los lugares más seguros y más inseguros para quedarse en la escuela


Diseño Basado en Resiliencia (RBD) 3 Modelo MEGA

Campus ESIA Zacatenco

4 El PMR5p aplicado en ESIA UZ IPN

Modelo MACRO

BIBLIOTECA


Acciones y Decisiones 4

• Acciones Activas: aquellas

enfocadas a transformar de forma

profunda la situación actual de

una región urbana, necesitando el

soporte político y económico del

gobierno local

• Acciones Pasivas: provisiones

mínimas a ser ejecutadas con la

colaboración de la comunidad –

sin recursos adicionales

El PMR5p aplicado en ESIA UZ IPN 4


Un plan con acciones urgentes para el IPN

Un urgente plan de acciones post-sísmicas

Acción 1: Inspección visual de las instalaciones

Acción 2: monitoreo de vibraciones ambientales

Acción 3: Integración de un Comité de Seguridad

Estructural

Acción 4: Pruebas no destructivas para materiales

Acción 5: Evaluación del estado real de la seguridad de

las edificaciones

Acción 6: Campañas de información

Acción 7: Análisis Avanzado de los edificios principales y

propuestas de reforzamiento

Acción 8: Reparación de daños locales

Acción 9: Implementación del PMR5p en cada escuela del

IPN

4


El panorama del PMR5p en el IPN 4

= TTZ TECAMACHALCO

TICOMÁN

ZACATENCO

¿Fue EFICAZ la participación de la comunidad politécnica

para el IPN, para la CDMX, y para el País en general?


El panorama del PMR5p en el IPN 4 Implementación y Retroalimentación 5


El panorama del PMR5p en el IPN 4 Implementación y Retroalimentación 5

• Catastro de las instalaciones del IPN y mapas de riesgo

• Protocolo de acción del CISER-IPN en caso de un evento extremo

• Protocolo de evaluación de edificaciones del IPN en apoyo del POI

• Implementación de Programas de Mejoramiento de Resiliencia

• Construcción de una base de datos de registros geotécnicos, modelos numéricos y registros de desplazamientos y verticalidad para el control, monitoreo y seguimiento de todas las instalaciones del IPN


El inicio de los trabajos en la región costera

Estudio del caso: Juchitán de Zaragoza, Oaxaca

5


Sismo en México: 8.2 Mw, 7 de septiembre de 2017

Juchitán, Oaxaca

5


Juchitán, Oaxaca … hoy

5


Juchitán… hoy 5


El nacimiento del Grupo Semilla Resiliente en Juchitán 5


Una última reflexión: ¿Esperar a Sufrir para Actuar?


JAPÓN DESPUÉS DE TOHOKU-2011

Un área de interés: los niños de Japón

MIRAIKAN, el Museo de Ciencias para los Niños




Un equipo de

investigadores de élite ha

sido reunido para resolver

algunos de los problemas

más difíciles usando

matemáticas. Necesitamos

que te conviertas en el

8vo. Miembro del equipo

y los ayudes empleando

modelos matemáticos…




Misión 6: Previsiones para las réplicas


Contacto

Dudas o comentarios

Dr. Norberto Domínguez Ramírez

Jefatura de la Sección de Estudios de Posgrado e

Investigación ESIA UZ

Ext. 53120

[email protected]


Agradecemos al

Comité de Resiliencia de la Infraestructura del CICM


El Grupo de Resiliencia de la ESIA Zacatenco dedicamos esta presentación a:

Itzel Víctor Ponce


GRACIAS POR SU ATENCIÓN

La Técnica al Servicio de la Patria

= TTZ TECAMACHALCO

TICOMÁN

ZACATENCO


La simulación numérica como recurso de ingeniería

Diseño Basado en Resiliencia desde la perspectiva del

análisis numérico avanzado

5


Modelación multi-escalas


Diseño Basado en Resiliencia

A MIcro-escala

Modelos no lineales adecuados

Fenómenos de daño en CR -> amortiguamiento

B MAcro-escala

Elementos finitos recomendables

Amortiguamiento variable > análisis sísmico

Análisis con sistemas de aislamiento

Análisis de acoplamiento Multi-riesgos

Estrategia multi-escalas MICRO-MACRO

C MEga-escala

Metodología para el análisis del Sistema Crítico Resiliente

Ensayo y prueba de algunos casos de SCR empleando el

modelo DBR

Simulación de las interacciones entre

inmuebles/instalaciones/ infraestructura/suelo

Estrategia multi-escalas MACRO-MEGA


Diseño Basado en Resiliencia

• La consulta pública permitió identificar a la Biblioteca como el

Núcleo Resiliente del Sistema Crítico Resiliente.

Luis Botello Granillo (2017): Modelación de una región urbana en el marco del Diseño Basado en Resiliencia

Construcción de mallado en GMSH (transferencia a FEAP via GtoF)

5

ETAPA 1: modelo a la escala MEGA


Señal sísmica registrada

El 19 de septiembre de 1985

En la Ciudad de México

Análisis sísmico Realizado en FEAP

Diseño Basado en Resiliencia 5


ETAPA 2: Simulación dinámica con fronteras absorbentes en el suelo



Fuerzas y desplazamientos impuesto a

La Biblioteca a partir del modelo MEGA

Diseño Basado en Resiliencia 5 ETAPA 3: Simulación del Núcleo Resiliente a la escala MACRO

el programa de mejoramiento de resiliencia de cinco pasos...

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