16.2: Proteger la antrosfera

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La antrosfera construida con un alto grado de ingenio humano ha proporcionado un ambiente generalmente seguro y confortable para los seres humanos. El fundamento de todo este sistema de apoyo es la infraestructura, que incluye sistemas para purificar y entregar agua, sistemas de generación y distribución de electricidad, comunicaciones, redes de distribución de combustible, carreteras y ferrocarriles. La sofisticación y complejidad de la infraestructura es lo que la hace funcionar tan suavemente (en su mayor parte), pero también la hace vulnerable a los ataques. Un aspecto clave de esta susceptibilidad al ataque es la vulnerabilidad debido a la interconectividad, que surge del alto grado en que diversas partes de la infraestructura están interconectadas y mutuamente dependientes. Ninguna parte de la infraestructura ilustra más la vulnerabilidad debida a la interconectividad que las redes eléctricas modernas, que pueden extenderse a través de vastas regiones geográficas y fronteras nacionales. Un recordatorio de esta vulnerabilidad ocurrió el 14 de agosto de 2003, cuando una falla de la red eléctrica en el noreste de Estados Unidos y el sureste de Canadá resultó en un corte de energía para decenas de millones de personas en la ciudad de Nueva York, Detroit, Cleveland y Toronto. En este incidente se perdió un total de 68,100 megavatios de capacidad generadora —equivalente a 68 instalaciones generadoras de energía muy grandes y modernas— al apagarse decenas de líneas de transmisión de alta tensión. Esto ocurrió en unos 5 minutos, y el suceso que lo provocó probablemente tomó solo unos 10 segundos. El suceso precipitante no fue terrorismo —aunque bien podría haberlo sido— y probablemente resultó de nada más dramático que las ramas de los árboles que interfirieron con las líneas de transmisión.

La falla eléctrica descrita anteriormente ilustra un fenómeno llamado fallas en cascada en redes complejas, discutido en un artículo de 2009 en Scientific American. 1Un sistema de distribución de energía eléctrica es una red compleja de cientos de centrales eléctricas interconectadas por líneas de transmisión eléctrica. Dicho sistema permite una generación, distribución y utilización muy eficiente de energía eléctrica, ya que un aumento en la demanda en una parte del sistema puede compensarse mediante la redistribución de energía de la red a ese segmento del sistema. Por lo tanto, las instalaciones generadoras locales no tienen que mantener la capacidad de satisfacer la demanda temporal, lo que da como resultado una alta eficiencia y costos mucho menores. Otras partes de la infraestructura tienen redes similares. Los enrutadores en Internet están diseñados para enrutar el tráfico de Internet alrededor de cuellos de botella u otros enrutadores que están temporalmente fuera de servicio. Las operaciones de fabricación modernas que utilizan entregas “just-in-time” de componentes hacen innecesario almacenar grandes cantidades de piezas, minimizando así la necesidad de capacidad de producción y maximizando la eficiencia. La desventaja es que estos sistemas operan “cerca del borde” de modo que una falla relativamente pequeña, como la provocada por la travesura humana, puede caer rápidamente en cascada en una falla importante.

Podría decirse que la parte de la infraestructura más vulnerable debido a la interconectividad y sujeta a fallas en cascada resultantes de un ataque terrorista es la vasta red informática intrincadamente interconectada que ahora forma parte de todos los sistemas modernos de comunicación, comercio y operaciones militares. ² Estos sistemas son vulnerables a los llamados delitos cibernéticos en los que los componentes clave pueden ser interrumpidos llevando en el peor de los casos a una avería total del sistema. Gran parte del esfuerzo en seguridad nacional en Estados Unidos y esfuerzos similares en otros países se dedica a combatir el delito cibernético.

La química se puede aplicar a la protección de la infraestructura. Un área en la que esto es cierto es la producción de materiales que resisten el calor y la llama. Dichos materiales utilizados en edificios pueden proporcionar una protección sustancial contra incendios. Los procesos que son consistentes con la práctica de la química verde también brindan protección contra ataques. Por ejemplo, la química verde intenta reducir la producción y el uso de materiales peligrosos. Se puede usar química analítica sofisticada e instrumentación analítica para detectar agentes de ataque antes de que se produzcan daños.