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2.9. Infraestructura Sostenible y Resiliente (SRI)
Esta área de conocimiento integra los principios de sostenibilidad, resiliencia y adaptación climática en el ciclo de vida de la infraestructura civil. Se enfoca en diseñar, construir y gestionar sistemas que satisfagan las necesidades presentes sin comprometer la capacidad de las generaciones futuras para satisfacer las suyas propias, mientras resisten y se recuperan de choques y tensiones naturales y antropogénicos.
2.9.1. SRI/Principios Fundamentales de Sostenibilidad y Triple Resultado (Core Tier1: 1 hr, Core Tier2: 1 hr) ↑ Volver arriba
Temas:
Core
- Marco de triple resultado (TBL) y métricas de sostenibilidad
- Pensamiento de ciclo de vida y análisis de etapas para proyectos de infraestructura
- Diseño regenerativo y objetivos de impacto neto positivo
Aprendizaje esperado (Learning Outcomes):
Core:
- Definir los tres pilares del triple resultado y dar un ejemplo relacionado con infraestructura para cada uno [Familiarizarse]
- Aplicar el pensamiento de ciclo de vida para comparar los impactos a largo plazo de dos materiales alternativos para pavimentación [Evaluar]
- Desarrollar un objetivo de proyecto para lograr un impacto ambiental neto positivo [Evaluar]
2.9.2. SRI/Eficiencia de Recursos y Economía Circular (Core Tier1: 1 hr, Core Tier2: 1 hr) ↑ Volver arriba
Temas:
Core
- Eficiencia de recursos: minimización del consumo de energía, agua y materiales
- Principios de economía circular: reducir, reutilizar, reciclar, recuperar (R4)
- Adquisición sostenible y gestión de la cadena de suministro
Aprendizaje esperado (Learning Outcomes):
Core:
- Calcular la energía incorporada o la huella hídrica de un componente estructural simple [Usar]
- Explicar cómo se pueden aplicar los principios de economía circular a los residuos de construcción y demolición [Familiarizarse]
2.9.3. SRI/Dimensiones Social, Económica y de Gobernanza de la Infraestructura Sostenible (Core Tier1: 1 hr, Core Tier2: 1 hr) ↑ Volver arriba
Temas:
Core
- Sostenibilidad social: equidad, accesibilidad y bienestar comunitario
- Sostenibilidad económica: costo de ciclo de vida y costo total de propiedad
- Marcos políticos y sistemas de clasificación verde (p. ej., Envision, LEED para Infraestructura)
Aprendizaje esperado (Learning Outcomes):
Core:
- Evaluar las implicaciones de equidad social de un proyecto de transporte propuesto [Evaluar]
- Realizar un análisis de costo de ciclo de vida para justificar una inversión inicial mayor en un material duradero [Usar]
- Utilizar una lista de verificación de un sistema de clasificación de infraestructura verde para evaluar el desempeño de sostenibilidad de un proyecto [Familiarizarse]
2.9.4. SRI/Diseño Resiliente para Riesgos Naturales y Cambio Climático (Core Tier1: 1 hr, Core Tier2: 1 hr) ↑ Volver arriba
Estrategias de diseño y soluciones de ingeniería para mejorar la capacidad de los sistemas de infraestructura para anticipar, absorber, adaptarse a y recuperarse de choques agudos (p. ej., terremotos, inundaciones) y tensiones crónicas (p. ej., elevación del nivel del mar, aumento de temperatura) de manera oportuna y eficiente.
Temas:
Core
- Conceptos de resiliencia: robustez, redundancia, ingenio, recuperación rápida
- Identificación de peligros y evaluación probabilística de riesgos
- Enfoques de diseño multi-peligro y compensaciones
- Proyecciones de cambio climático y su traducción a parámetros de diseño
- Resiliencia estructural: diseño basado en desempeño y tecnologías de control de daños
- Resiliencia de sistemas de sistemas para redes de infraestructura interconectadas
- Capacidad adaptativa y diseño flexible para futuros inciertos
- Resiliencia comunitaria y dimensiones sociales de la recuperación de infraestructura
- Financiamiento de resiliencia: análisis costo-beneficio y mecanismos innovadores de financiamiento
Aprendizaje esperado (Learning Outcomes):
Core:
- Describir las cuatro propiedades clave (4Rs) de un sistema resiliente [Familiarizarse]
- Realizar una evaluación de riesgo cualitativa para un sitio expuesto a múltiples peligros naturales [Evaluar]
- Incorporar la proyección de elevación del nivel del mar o aumento de precipitación en la base de diseño de una estructura costera o de drenaje [Usar]
- Explicar cómo el aislamiento de base o dispositivos de amortiguamiento mejoran la resiliencia estructural [Familiarizarse]
- Analizar las fallas en cascada en redes interconectadas de agua y energía después de un terremoto [Evaluar]
- Diseñar un sistema de cimentación flexible que pueda adaptarse para cargas futuras aumentadas [Usar]
- Evaluar el papel del capital social y la preparación comunitaria en la recuperación post-desastre [Evaluar]
- Realizar un análisis costo-beneficio para una mejora propuesta de resiliencia de infraestructura [Usar]
2.9.5. SRI/Sistemas de Edificación Sostenible y Desarrollo Urbano Sostenible (Core Tier1: 1 hr, Core Tier2: 1 hr) ↑ Volver arriba
Diseño integrado de edificios de alto desempeño y formas urbanas sostenibles que minimizan el impacto ambiental, optimizan el uso de recursos y mejoran la salud y el bienestar humanos, considerando energía, agua, materiales, calidad ambiental interior y ecología del sitio.
Temas:
Core
- Envolventes de edificio de alto desempeño y estrategias de diseño pasivo
- Modelado energético, sistemas HVAC eficientes y generación renovable in situ
- Eficiencia del agua: accesorios de bajo flujo, captación de agua pluvial y reúso de agua gris
- Calidad ambiental interior (IEQ): confort térmico, iluminación natural y calidad del aire
- Diseño sostenible de sitio: gestión de aguas pluviales, reducción de isla de calor, preservación de hábitat
- Diseño de edificio de energía y agua neto cero
- Tecnologías de edificios inteligentes y IoT para optimización operacional
- Sostenibilidad urbana: desarrollo orientado al transporte, densidad y planificación de usos mixtos
- Sistemas de certificación de edificación sostenible: LEED, BREEAM, Living Building Challenge
Aprendizaje esperado (Learning Outcomes):
Core:
- Diseñar una sección de edificio que ilustre estrategias clave de calefacción y enfriamiento pasivo [Evaluar]
- Dimensionar un sistema de captación de agua pluvial para un área de techo y demanda determinadas [Usar]
- Explicar los parámetros clave que afectan la calidad del aire interior y el confort térmico [Familiarizarse]
- Desarrollar un plan de sitio que minimice superficies impermeables e incorpore infraestructura verde [Usar]
- Modelar el uso de energía de un edificio para demostrar un camino hacia energía neta cero [Evaluar]
- Describir cómo un sistema de automatización de edificios puede optimizar el uso de energía y agua [Familiarizarse]
- Planificar un nodo de desarrollo orientado al transporte (TOD) para reducir la dependencia vehicular [Evaluar]
- Preparar documentación para un proyecto orientado a un nivel específico de certificación LEED [Usar]
2.9.6. SRI/Evaluación del Ciclo de Vida (ECV) y Contabilidad de Carbono Incorporado ↑ Volver arriba
Metodología para cuantificar los impactos ambientales de un producto, proceso o sistema a lo largo de todo su ciclo de vida, desde la extracción de materia prima hasta la disposición final, con un enfoque específico en calcular y reducir el carbono incorporado en materiales y ensamblajes de construcción.
Temas:
Core
- Metodología ECV: definición de objetivos, análisis de inventario, evaluación de impactos, interpretación
- Fuentes y bases de datos de inventario de ciclo de vida (LCI) (p. ej., Ecoinvent)
- Categorías de evaluación de impactos: potencial de calentamiento global, acidificación, eutrofización
- Carbono incorporado: definiciones, métodos de cálculo y referencias
- Herramientas de software ECV y su aplicación a sistemas de construcción e infraestructura
- ECV de edificio completo e integración con BIM
- ECV dinámica y consideraciones temporales en la evaluación de impactos
- Secuestro de carbono en materiales biobasados y hormigón
- Impulsores políticos: presupuestos de carbono, regulaciones y precio del carbono
Aprendizaje esperado (Learning Outcomes):
Core:
- Esquematizar las cuatro fases principales de una Evaluación del Ciclo de Vida (ECV) estándar [Familiarizarse]
- Compilar un inventario de ciclo de vida para una mezcla de hormigón usando una base de datos estándar [Usar]
- Calcular el potencial de calentamiento global (carbono incorporado) de un elemento estructural definido [Evaluar]
- Interpretar los resultados de una ECV comparativa para dos opciones de diseño competitivas [Familiarizarse]
- Utilizar una herramienta de software ECV simplificada para modelar un ensamblaje pequeño de edificio [Usar]
- Realizar una ECV de edificio completo usando herramientas integradas con BIM [Evaluar]
- Explicar la importancia del horizonte temporal y factores dinámicos en la contabilidad de carbono [Familiarizarse]
- Cuantificar el beneficio potencial de almacenamiento de carbono de usar madera masiva en lugar de hormigón [Evaluar]
- Analizar cómo un impuesto al carbono afectaría la selección de materiales para un proyecto [Evaluar]
2.9.7. SRI/Soluciones basadas en la Naturaleza y Desarrollo de Bajo Impacto ↑ Volver arriba
Uso de procesos naturales y ecosistemas (p. ej., humedales, techos verdes, pavimentos permeables) para gestionar el agua, reducir la contaminación, mitigar el calor urbano, mejorar la biodiversidad y proporcionar otros servicios de infraestructura, a menudo combinados con sistemas convencionales de ingeniería.
Temas:
Core
- Conceptos de Soluciones basadas en la Naturaleza (NbS), tipología y co-beneficios
- Principios de Desarrollo de Bajo Impacto (LID) y técnicas a escala de sitio
- Infraestructura verde para aguas pluviales: canales bioswales, jardines de lluvia, humedales construidos
- Infraestructura azul-verde: restauración de arroyos urbanos y recuperación de ríos entubados
- Restauración de suelos y vegetación urbana para mitigación de calor y secuestro de carbono
- Ingeniería ecológica y creación de hábitat
- Sistemas híbridos gris-verdes y su cuantificación de desempeño
- Compromiso comunitario y aceptación social de NbS
- Marcos de política y planificación para integrar NbS a escala urbana
Aprendizaje esperado (Learning Outcomes):
Core:
- Definir Soluciones basadas en la Naturaleza y enumerar tres beneficios clave más allá de la gestión del agua [Familiarizarse]
- Diseñar un canal bioswale o jardín de lluvia para tratar el escurrimiento de un pequeño estacionamiento [Usar]
- Comparar el costo y desempeño de un techo verde vs. un techo convencional para retención de aguas pluviales [Evaluar]
- Explicar el concepto de "daylighting" de un arroyo y sus beneficios urbanos [Familiarizarse]
- Diseñar un espacio verde multifuncional que proporcione almacenamiento de inundación y hábitat [Evaluar]
- Cuantificar la reducción de escurrimiento y atenuación de caudal pico de un plan propuesto de infraestructura verde [Evaluar]
- Desarrollar una estrategia de participación pública para un proyecto propuesto de restauración de humedales urbanos [Familiarizarse]
- Integrar NbS en un plan maestro municipal de aguas pluviales [Evaluar]
2.9.8. SRI/Infraestructura Energética e Integración de Energía Renovable ↑ Volver arriba
Planificación, diseño y evaluación de sistemas energéticos para edificios y comunidades, con énfasis en eficiencia energética, fuentes de energía renovable (solar, eólica, geotérmica), almacenamiento de energía, microredes y el papel de la infraestructura civil para habilitar la transición energética.
Temas:
Core
- Fundamentos de sistemas energéticos: demanda, suministro, conversión y distribución
- Tecnologías de energía renovable: PV solar, solar térmica, eólica, bombas de calor geotérmicas
- Eficiencia energética en edificios y procesos industriales
- Tecnologías de almacenamiento de energía: baterías, bombeo hidráulico, almacenamiento térmico
- Integración a la red de recursos energéticos distribuidos y redes inteligentes
- Diseño de microredes para resiliencia e independencia energética comunitaria
- Papel de la infraestructura civil: PV integrado a edificio, cimentaciones de turbinas eólicas, pozos geotérmicos
- Análisis energético del ciclo de vida de proyectos de energía renovable
- Política, economía y financiamiento de infraestructura de energía renovable
Aprendizaje esperado (Learning Outcomes):
Core:
- Describir los principios de operación y aplicaciones típicas de tres tecnologías principales de energía renovable [Familiarizarse]
- Calcular la generación anual potencial de energía de una instalación fotovoltaica en techo [Usar]
- Auditar un edificio simple para identificar oportunidades clave de mejora de eficiencia energética [Evaluar]
- Explicar la función del almacenamiento de energía en el balanceo de la generación renovable variable [Familiarizarse]
- Diseñar una microred conceptual para un campus universitario para mejorar la resiliencia energética [Evaluar]
- Evaluar las consideraciones estructurales y geotécnicas para el emplazamiento de una turbina eólica a escala de utilidad [Evaluar]
- Realizar un análisis energético simple del ciclo de vida para una granja solar [Usar]
- Analizar el impacto de una tarifa de compensación neta en la viabilidad financiera de un proyecto solar residencial [Familiarizarse]