Investigadores de la Universidad Estatal de Colorado (CSU) han desarrollado un enfoque de programación dinámica aproximada para mejorar la seguridad alimentaria de las comunidades afectadas por desastres naturales. Su trabajo de exploración de métodos para ayudar a la recuperación comunitaria abarca varios artículos. Su artículo más reciente, prepublicado en arXiv, se centra en la restauración de la cartera de edificios, uno de los aspectos más desafiantes de la recuperación comunitaria.

"La investigación relacionada con la resiliencia durante la última década ha llevado a recomendaciones de métricas para describir el desempeño aceptable de los sistemas de infraestructura civil independientes e interdependientes después de los peligros naturales extremos, "Saeed Nozhati, uno de los investigadores que realizó el estudio, dijo a TechXplore. "Estas métricas se han desarrollado para diferentes sistemas, como las redes de energía eléctrica y de agua y los sistemas de transporte. Sin embargo, Ha habido muy poco esfuerzo que conecte la interrupción de la infraestructura civil con las fallas en la distribución de alimentos. a pesar de que la seguridad alimentaria depende de estos sistemas de infraestructura crítica, identificado en la Directiva de Política Presidencial 21. "

El estudio reciente llevado a cabo por los investigadores de CSU explora la conexión entre fallas en la distribución de alimentos e interrupciones en la infraestructura civil. Después de desastres naturales, Los problemas de seguridad alimentaria de los hogares tienden a empeorar considerablemente. Por ejemplo, en 2015, huracanes Rita, Wilma y Katrina dieron como resultado programas de alimentos relacionados con el desastre que distribuyeron $ 928 millones en beneficios a 2.4 millones de hogares.

"Para el propósito de nuestra investigación, nos centramos en tres dimensiones que son particularmente pertinentes y relevantes para el nexo entre el desempeño de la infraestructura y la seguridad alimentaria de los hogares en términos de accesibilidad alimentaria, disponibilidad y asequibilidad, "Prof. Bruce Ellingwood, uno de los investigadores que realizó el estudio, dijo a TechXplore.

En el contexto de la seguridad alimentaria, la asequibilidad captura la capacidad de los hogares para comprar alimentos a los minoristas. Accesibilidad, por otra parte, se refiere a si un hogar tiene acceso físico a los puntos de venta de alimentos, que a menudo depende del estado de las redes de transporte. Finalmente, la disponibilidad se refiere a la funcionalidad de la infraestructura de distribución de alimentos, incluidos los mayoristas, minoristas y, en última instancia, consumidores.

"Varios estudios han abordado la cuestión de mantener un sistema de distribución de alimentos resistente antes de los desastres, pero la escasez de trabajo sobre la recuperación óptima del sistema de distribución de alimentos después del peligro fue la principal motivación para abordar este difícil problema, "Prof. Edwin Chong, uno de los investigadores que realizó el estudio, dijo a TechXplore.

En su trabajo anterior, los investigadores exploraron varias ideas, considerando la funcionalidad de la energía, minoristas de agua y alimentos. Sin embargo, encontraron que el problema de restaurar la cartera de edificios dentro de una comunidad era algo esquivo, debido a la escala del problema en términos de cálculo. Por lo tanto, en su estudio reciente, decidieron centrarse en la restauración de la cartera de edificios, que es un elemento esencial de disponibilidad y desempeña un papel importante en el tratamiento de los problemas de seguridad alimentaria.

Los investigadores introdujeron un algoritmo de programación estocástico para identificar las estrategias óptimas de recuperación de la cartera de edificios. Su enfoque proporciona una formulación computacionalmente manejable que puede administrar sistemas de infraestructura de múltiples estados y gran escala.

"Después de que ocurre un peligro natural, el daño a la cartera de edificios de la ciudad se calcula utilizando varios modelos, ", Explicó Saeed." Según estos modelos, utilizamos los tiempos de reparación asociados con los niveles de daño para programar la asignación de recursos de manera óptima, para que nuestro objetivo de seguridad alimentaria, definido como el número máximo de habitantes de la comunidad que tienen estructuras de unidades domésticas seguras por unidad de tiempo, se cumple."

Para sortear las dificultades computacionales asociadas con la asignación óptima de recursos, los investigadores propusieron un marco de programación no preventivo, en el que los recursos no se reasignan para reparar edificios dentro de la comunidad hasta que se completen los trabajos de reparación en el sitio de construcción actualmente asignado.

"Esto es ideal cuando el tomador de decisiones trata con partes interesadas no centrales y propietarios privados, que es el caso de una cartera típica de construcción comunitaria, "Dijo el profesor Chong." En contraste con estudios previos sobre este tema, mostramos la eficacia de nuestro enfoque en una comunidad real afectada por un severo terremoto. Grupos vulnerables y con inseguridad alimentaria dentro de la comunidad, incluidos los niños y las personas mayores, debe recibir más atención durante la recuperación. Demostramos cómo identificar áreas y segmentos vulnerables de la población ".

Los investigadores de CSU utilizaron una comunidad de banco de pruebas inspirada en la ciudad de Gilroy, California, para ilustrar cómo su enfoque podría informar las decisiones relacionadas con la recuperación de edificios después de un terremoto severo. En este caso, su enfoque de optimización dinámica estocástica planeó con éxito una recuperación casi óptima de la cartera de edificios.

"Debido a que nuestro enfoque es fácilmente escalable a diferentes comunidades, y adaptable a otros sistemas de infraestructura y peligros, anticipamos que nuestra técnica tendrá un impacto significativo en la planificación posterior a un desastre en el futuro cercano, "Yugandhar Sarkale, uno de los investigadores que realizó el estudio, dijo a TechXplore. "Nuestro marco también apoya a los tomadores de decisiones de la comunidad informados sobre los riesgos durante las caóticas circunstancias posteriores al peligro".

La investigación realizada por Nozhati, Sarkale, Prof. Ellingwood, Prof. Chong y su colega Hussam Mahmoud, presenta un marco basado en los riesgos para evaluar los problemas asociados con la seguridad alimentaria después de los peligros naturales graves. Al definir métricas de seguridad alimentaria basadas en la disponibilidad de alimentos, accesibilidad y asequibilidad probabilísticamente, ya sea a nivel de parcela o de comunidad, su enfoque podría, en última instancia, orientar la planificación pública y la toma de decisiones después de los desastres naturales.

"Nuestro objetivo en este estudio fue la restauración de la cartera de construcción comunitaria, que es un factor importante en el mantenimiento de la seguridad alimentaria de la comunidad, ", Dijo el profesor Ellingwood." En el trabajo futuro, Incorporaremos otros aspectos que sabemos que son importantes para la seguridad alimentaria, extender nuestros modelos desde los sistemas de infraestructura física a los sistemas sociales y económicos, junto con sus interdependencias, para abordar mejor las tres dimensiones de la seguridad alimentaria identificadas anteriormente ".

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