Esta infografía resume visualmente los antecedentes de la investigación y el marco propuesto, que puede ayudar a mejorar la resistencia de las comunidades costeras a los eventos sísmicos. Credit: Adjunct Researcher Koki Aoki and Professor Mitsuyoshi Akiyama from Waseda University, Japan, Assistant Professor Abdul Kadir Alhamid from Bandung Institute of Technology, Indonesia, Professor Dan M. Frangopol from Lehigh University, US, and Professor Shunichi Koshimura from Tohoku University, Japan
Los tsunamis y los terremotos representan amenazas devastadoras para las comunidades costeras en todo el mundo. Sin embargo, más allá del poder destructivo inmediato de estos eventos, el impacto negativo de los desastre que producen a veces se pasa por alto.
Por ejemplo, cuando el terremoto de 2011 Great East Japan golpeó, se generaron aproximadamente 23 millones de toneladas de desechos, obstaculizando severamente los procesos de recuperación posterior al desastre. Del mismo modo, el terremoto de la península de 2024 Noto produjo 2.7 millones de toneladas de desechos, equivalente a siete años de eliminación de desechos normales. Por lo tanto, el procesamiento rápido de los residuos de desastres es esencial para restaurar la funcionalidad de la comunidad, lo que lo convierte en un componente crítico de la resiliencia.
La gestión de residuos de desastre efectiva depende de la operación perfecta del sistema de eliminación de residuos (WDS), que abarca sitios de recolección, almacenamiento temporal e instalaciones de procesamiento. Sin embargo, estos sistemas no funcionan de forma aislada, ya que dependen críticamente de la funcionalidad del sistema de redes (RNS) para el transporte de residuos.
Desafortunadamente, los métodos anteriores para estimar los tiempos de eliminación de desechos posteriores al desastre a menudo han pasado por alto las interdependencias entre estos dos sistemas, particularmente frente a los eventos que pueden dañar simultáneamente ambos.
En este contexto, un grupo de investigación dirigido por el profesor Mitsuyoshi Akiyama y el investigador adjunto Koki Aoki de la Universidad de Waseda, Japón, ha desarrollado un nuevo marco probabilístico para estimar el tiempo de eliminación de desechos de desastres en las comunidades costeras bajo la amenaza combinada de las riesgos y tsunami. Su último estudio, que se puso a disposición en línea en ingeniería de confiabilidad y seguridad del sistema el 14 de mayo de 2025, se centra en las interdependencias clave entre WDS y RNS, ofreciendo una predicción más realista de los plazos de recuperación posteriores al desastre.
La metodología recientemente propuesta comienza con el modelado de edificios, el WDS y el RNS dentro de la región analizada. Esto es seguido por una evaluación detallada de riesgos sísmicos y de tsunami, considerando la correlación espacial de las intensidades de riesgos. El marco incorpora una superficie de fragilidad sísmica y de tsunami para edificios, instalaciones de procesamiento existentes y puentes, lo que permite la estimación de probabilidades de daños bajo riesgos combinados.
Los investigadores propusieron un marco novedoso que considera las interdependencias entre las redes de carreteras y los sistemas de eliminación de residuos, con posibles implicaciones para mejorar la resiliencia en las comunidades costeras. Crédito: El investigador adjunto Koki Aoki y el profesor Mitsuyoshi Akiyama de la Universidad de Waseda, Japón, el profesor asistente Abdul Kadir Alhamid del Instituto de Tecnología de Bandung, Indonesia, Profesor Dan M. Frangopol de la Universidad de Lehigh, EE. UU. Y el Profesor Shunichi Koshimura de la Universidad de Tohoku, el enlace de la imagen de Japón, el enlace de la imagen de Japón: https://doi.org/10.1016/j.ress.2025.111242
Posteriormente, según las evaluaciones de daños, se estiman la cantidad de desechos de desastres generados y la pérdida de funcionalidad inicial de WDS y RNS. El núcleo del método se encuentra en su evaluación dependiente del tiempo de las funcionalidades de los dos sistemas, que representan tanto la interdependencia relacionada con el riesgo (daño simultáneo) como los procesos de restauración posteriores para ambos sistemas.
Utilizando simulaciones de Monte Carlo, el marco estima la probabilidad de completar la eliminación de desechos dentro de un plazo específico, considerando el transporte y la eliminación de residuos en función de los principios mínimos de flujo de costos y las capacidades que varían en el tiempo de ambos sistemas.
Para mostrar su método, el grupo de investigación aplicó el marco a una hipotética comunidad costera de 990 km2 en la prefectura de Mie, Japón, anticipando el terremoto predicho de Nankai. Este ejemplo ilustrativo demostró cómo el tiempo de eliminación de residuos de desastres se ve significativamente afectado por la funcionalidad de la red de carreteras, con puentes dañados que crean cuellos de botella incluso cuando las instalaciones de procesamiento siguen siendo operativas.
“Nuestros hallazgos sugieren que la modernización de puentes en el RNS y la colocación escasa de las instalaciones de procesamiento en el WDS antes del evento pueden reducir el tiempo de eliminación de desastres”, destacan los investigadores.
Tomados en conjunto, los resultados resaltan la importancia crítica de la toma de decisiones colaborativas entre las partes interesadas que administran la eliminación de residuos y la infraestructura de transporte. Entre varias estrategias de intervención, incluidas las mejoras en las instalaciones de procesamiento existentes y el aumento de la redundancia de la red de carreteras, la instalación rápida de las instalaciones de procesamiento temporal tiene el mayor impacto en los plazos de eliminación de desechos.
Sin embargo, la efectividad de las mejoras a WDS está significativamente limitada por la funcionalidad de la red vial, enfatizando la naturaleza interconectada de estos sistemas. “El método propuesto proporciona información crítica para la gestión de los residuos de desastres futuros para mejorar la resiliencia de la comunidad antes del anticipado terremoto de Nankai Trough”, concluyen los investigadores.
En general, este marco representa un avance significativo en la preparación para desastres, ofreciendo a las comunidades costeras una herramienta científicamente sólida para evaluar su resistencia a los riesgos sísmicos y de tsunami. La toma de decisiones más informada sobre las inversiones de infraestructura y la planificación de emergencias, con suerte, mejorará los resultados de recuperación cuando el desastre finalmente ocurra.
El estudio fue coautor del investigador adjunto Koki Aoki de la Universidad de Waseda, Japón; Profesor Mitsuyoshi Akiyama de la Universidad de Waseda, Japón; Profesor Asistente Abdul Kadir Alhamid del Instituto de Tecnología Bandung, Indonesia; Profesor Dan M. Frangopol de la Universidad de Lehigh, EE. UU.; y el profesor Shunichi Koshimura de la Universidad Tohoku, Japón.
Más información: Koki Aoki et al, Estimación basada en la resiliencia del tiempo de eliminación de residuos de desastre considerando las interdependencias entre la eliminación de residuos y los sistemas de redes de carreteras bajo riesgos sísmicos y de tsunami en comunidades costeras, ingeniería de confiabilidad y seguridad del sistema (2025). Doi: 10.1016/j.ress.2025.111242
Proporcionado por la Universidad de Waseda
Cita: Predicción de tiempos de eliminación de residuos posteriores al desastre para mejorar la resiliencia a los tsunamis y los terremotos (2025, 13 de junio) Recuperado el 13 de junio de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-06-DISASTER-DISSISPOSE-RESILIENCE-TSUNAMIS-ARTHQUEKES.HTML
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