Infraestructura

La infraestructura pública es aquella que pertenece o está disponible para uso público ( representado por el gobierno ). ^{[ 10 ]} Incluye: ^{[ 10 ]}

• Infraestructura de transporte : vehículos, carreteras, ferrocarriles, cables y financiación del transporte.
  • Infraestructura aeronáutica : tecnología de control de tráfico aéreo en la aviación.
  • Transporte ferroviario : vías, señalización, electrificación de raíles
  • Transporte por carretera : carreteras, puentes, túneles
• Infraestructura crítica : activos necesarios para sustentar la vida humana.
• Infraestructura energética : transmisión y almacenamiento de combustibles fósiles y fuentes renovables.
• Infraestructura de información y comunicación : sistemas de almacenamiento y distribución de información.
• Capital público – activos propiedad del gobierno
• Obras públicas : infraestructura municipal, funciones de mantenimiento y agencias.
• Residuos sólidos municipales : generación, recolección y gestión de basura/desechos.
• Infraestructura urbana sostenible : tecnología, arquitectura y políticas para una vida sostenible.
• Red de suministro de agua : distribución y mantenimiento del suministro de agua.
• Infraestructura de aguas residuales : eliminación y tratamiento de aguas residuales
• Desarrollo basado en infraestructura

Una forma de comprender la infraestructura personal es pensarla en términos de capital humano . ^{[ 11 ]} La Encyclopædia Britannica define el capital humano como "recursos colectivos intangibles que poseen los individuos y grupos dentro de una población determinada". ^{[ 12 ]} El objetivo de la infraestructura personal es determinar la calidad de los valores de los agentes económicos. Esto da lugar a tres tareas principales: la función de los agentes económicos en el proceso económico (docentes, mano de obra no cualificada y cualificada, etc.); la importancia de la infraestructura personal para un individuo (consumo de educación a corto y largo plazo); y la relevancia social de la infraestructura personal. ^{[ 11 ]} En esencia, la infraestructura personal representa el impacto humano en la infraestructura en relación con la economía, el crecimiento individual y el impacto social.

La infraestructura institucional se deriva del término «constitución económica». Según Gianpiero Torrisi , la infraestructura institucional es objeto de la política económica y jurídica. Esta compromete el crecimiento y establece normas. ^{[ 11 ]} Se refiere al grado de trato equitativo de los datos económicos y determina el marco dentro del cual los agentes económicos pueden formular sus propios planes económicos y llevarlos a cabo en cooperación con otros.

La infraestructura sostenible se refiere a los procesos de diseño y construcción que consideran su impacto ambiental, económico y social. ^{[ 9 ]} Esta sección incluye varios elementos de los esquemas sostenibles, como materiales, agua, energía, transporte e infraestructura de gestión de residuos. ^{[ 9 ]} Si bien existen muchos otros factores a considerar, no se abordarán en esta sección.

La infraestructura material se define como "aquellos bienes de capital inmóviles y no circulantes que contribuyen esencialmente a la producción de bienes y servicios de infraestructura necesarios para satisfacer las necesidades físicas y sociales básicas de los agentes económicos ". ^{[ 11 ]} Existen dos cualidades distintivas de las infraestructuras materiales: 1) satisfacción de necesidades sociales y 2) producción en masa . La primera característica se refiere a las necesidades básicas de la vida humana. La segunda característica es la indisponibilidad de bienes y servicios de infraestructura. ^{[ 11 ]} Hoy en día, existen diversos materiales que pueden utilizarse para construir infraestructura. Los más comunes son el asfalto, el hormigón, el acero, la mampostería, la madera, los polímeros y los materiales compuestos. ^{[ 13 ]}

Según el diccionario de negocios, la infraestructura económica se puede definir como "las instalaciones internas de un país que posibilitan la actividad empresarial, tales como las redes de comunicación, transporte y distribución , las instituciones financieras y los mercados internacionales relacionados, y los sistemas de suministro de energía ". ^{[ 14 ]} La infraestructura económica apoya las actividades y eventos productivos. Esto incluye carreteras, autopistas, puentes, aeropuertos, infraestructura para ciclistas , redes de distribución de agua , sistemas de alcantarillado y plantas de riego . ^{[ 11 ]}

La infraestructura social puede definirse ampliamente como la construcción y el mantenimiento de instalaciones que apoyan los servicios sociales . ^{[ 15 ]} Las infraestructuras sociales se crean para aumentar el bienestar social y promover la actividad económica. Estas incluyen escuelas, parques y áreas de juego , estructuras para la seguridad pública , plantas de tratamiento de residuos , hospitales y áreas deportivas. ^{[ 11 ]}

Los activos básicos proporcionan servicios esenciales y tienen características monopolísticas. ^{[ 16 ]} Los inversores que buscan infraestructura básica buscan cinco características diferentes: ingresos, baja volatilidad de los rendimientos, diversificación, protección contra la inflación y correspondencia de pasivos a largo plazo. ^{[ 16 ]} La infraestructura básica incorpora todos los tipos principales de infraestructura, como carreteras, autopistas, ferrocarriles, transporte público , agua y suministro de gas .

La infraestructura básica se refiere a las principales vías férreas, carreteras, canales, puertos y muelles, el telégrafo electromagnético, el drenaje, los diques y la recuperación de tierras. ^{[ 11 ]} Consiste en las características más conocidas y comunes de la infraestructura que encontramos en nuestra vida diaria (edificios, carreteras, muelles).

La infraestructura complementaria se refiere a elementos como ferrocarriles ligeros, tranvías y suministro de gas, electricidad y agua. ^{[ 11 ]} Complementar algo significa perfeccionarlo o completarlo. La infraestructura complementaria se ocupa de los pequeños detalles del mundo de la ingeniería que hacen la vida más cómoda y eficiente. Son necesarios para garantizar el uso y la comercialización exitosos de un producto ya terminado, como en el caso de los puentes de carretera . ^{[ 17 ]} Otros ejemplos son las luces en las aceras, el paisajismo alrededor de los edificios y los bancos donde los peatones pueden descansar.

Los ingenieros generalmente limitan el término "infraestructura" a describir activos fijos que se presentan en forma de una gran red; en otras palabras, infraestructura física . Los esfuerzos por idear definiciones más genéricas de infraestructuras se han referido típicamente a los aspectos de red de la mayoría de las estructuras y al valor acumulado de las inversiones en las redes como activos. Una de estas definiciones de 1998 definía la infraestructura como la red de activos "donde el sistema en su conjunto está destinado a mantenerse indefinidamente a un estándar de servicio específico mediante el reemplazo y la renovación continuos de sus componentes". ^{[ 18 ]}

Los planificadores de defensa civil y los economistas del desarrollo suelen referirse tanto a la infraestructura física como a la infraestructura social, incluyendo servicios públicos como escuelas y hospitales , servicios de emergencia como la policía y los bomberos, y servicios básicos en el sector económico . La noción de desarrollo basado en infraestructura, que combina inversiones a largo plazo en infraestructura por parte de agencias gubernamentales a nivel central y regional con asociaciones público-privadas, ha demostrado ser popular entre los economistas de Asia (especialmente Singapur y China), Europa continental y América Latina.

La infraestructura militar comprende los edificios e instalaciones permanentes necesarios para el apoyo de las fuerzas militares, ya sea que estén estacionadas en bases, desplegadas o participando en operaciones. Algunos ejemplos son los cuarteles, los cuarteles generales, los aeródromos, las instalaciones de comunicaciones, los almacenes de equipo militar, las instalaciones portuarias y las estaciones de mantenimiento. ^{[ 19 ]}

La infraestructura de comunicaciones comprende los canales de comunicación, tanto informales como formales, las redes políticas y sociales , las creencias de los miembros de determinados grupos, así como la tecnología de la información y las herramientas de desarrollo de software. Subyacente a estos usos más conceptuales se encuentra la idea de que la infraestructura proporciona estructura organizativa y apoyo al sistema u organización a la que sirve, ya sea una ciudad, una nación, una corporación o un grupo de personas con intereses comunes. Algunos ejemplos son la infraestructura de TI , la infraestructura de investigación, la infraestructura antiterrorista, la infraestructura laboral y la infraestructura turística.

La demanda de infraestructura, tanto por parte de los consumidores como de las empresas, es mucho mayor que la cantidad invertida. ^{[ 24 ]} Existen severas limitaciones en la oferta de infraestructura en Asia. ^{[ 25 ]} La brecha de financiación de infraestructura entre lo que se invierte en Asia-Pacífico (alrededor de US$48 mil millones) y lo que se necesita (US$228 mil millones) es de alrededor de US$180 mil millones cada año. ^{[ 24 ]}

En América Latina, se necesitaría invertir el tres por ciento del PIB (alrededor de US$71 mil millones) en infraestructura para satisfacer la demanda, sin embargo, en 2005, por ejemplo, solo se invirtió alrededor del dos por ciento, lo que dejó un déficit de financiamiento de aproximadamente US$24 mil millones. ^{[ 24 ]}

En África, para alcanzar el crecimiento anual del siete por ciento calculado necesario para cumplir con los ODM para 2015, se requerirían inversiones en infraestructura de alrededor del quince por ciento del PIB, o unos 93 mil millones de dólares al año. En los estados frágiles , se requeriría más del treinta y siete por ciento del PIB. ^{[ 24 ]}

La fuente de financiación para infraestructuras varía significativamente entre sectores. Algunos sectores están dominados por el gasto público , otros por la ayuda oficial al desarrollo (AOD) y otros por inversores privados . ^{[ 24 ]} En California, los gobiernos locales establecen distritos de financiación de infraestructuras para pagar instalaciones y servicios físicos dentro de un área específica mediante aumentos en los impuestos sobre la propiedad. ^{[ 26 ]} Para facilitar la inversión del sector privado en los mercados de infraestructuras de los países en desarrollo, es necesario diseñar mecanismos de asignación de riesgos con mayor cuidado, dados los mayores riesgos de dichos mercados. ^{[ 27 ]}

El gasto público es menor que antes. Desde la década de 1930 hasta 2019, Estados Unidos pasó de gastar el 4,2 % del PIB al 2,5 % del PIB en infraestructura. ^{[ 28 ]} Estas subinversiones se han acumulado; de hecho, según el Informe de Infraestructura de la ASCE de 2017, entre 2016 y 2025, la infraestructura tendrá una subinversión de 2 billones de dólares. ^{[ 28 ]} En comparación con los porcentajes del PIB mundial, Estados Unidos se encuentra empatado en el penúltimo lugar, con un porcentaje promedio del 2,4 %. Esto significa que el gobierno gasta menos dinero en la reparación de infraestructura antigua o en infraestructura en general. ^{[ 29 ]}

En África subsahariana , los gobiernos gastan alrededor de 9400 millones de dólares estadounidenses de un total de 24 900 millones. En riego , los gobiernos representan casi la totalidad del gasto. En transporte y energía, la mayor parte de la inversión corresponde al gasto público. En TIC y abastecimiento de agua y saneamiento , el sector privado representa la mayor parte del gasto de capital. En general, la ayuda, el sector privado y los financiadores no pertenecientes a la OCDE superan el gasto público. El gasto del sector privado por sí solo iguala el gasto de capital estatal, aunque la mayor parte se centra en inversiones en infraestructura de TIC. La financiación externa aumentó en la década de 2000 y, solo en África, las inversiones externas en infraestructura aumentaron de 7000 millones de dólares estadounidenses en 2002 a 27000 millones en 2009. China, en particular, se ha consolidado como un inversor importante. ^{[ 24 ]}

La infraestructura energética sostenible incluye los distintos tipos de centrales eléctricas de energía renovable, así como los medios de intercambio entre la central y los hogares y empresas que utilizan dicha energía. La energía renovable abarca métodos bien investigados y ampliamente implementados, como la energía eólica, solar e hidráulica, así como tipos de generación de energía más recientes y menos comunes, como la energía de fusión. La infraestructura energética sostenible debe mantener una oferta sólida en relación con la demanda, y también debe mantener precios suficientemente bajos para los consumidores a fin de no disminuir la demanda. ^{[ 9 ]} Cualquier tipo de infraestructura energética renovable que no cumpla con estos requisitos de consumo y precio acabará siendo desplazada del mercado por las fuentes de energía no renovables predominantes.

La infraestructura hídrica sostenible se centra en el acceso suficiente de una comunidad a agua potable limpia y segura. ^{[ 9 ]} El agua es un bien público junto con la electricidad, lo que significa que los sistemas sostenibles de captación y distribución de agua deben seguir siendo asequibles para todos los miembros de una población. ^{[ 9 ]} "Agua sostenible" puede referirse a la capacidad de una nación o comunidad para ser autosostenible, con suficiente agua para satisfacer múltiples necesidades, incluyendo la agricultura, la industria, el saneamiento y el agua potable. También puede referirse a la gestión holística y eficaz de los recursos hídricos. ^{[ 37 ]} Cada vez más, los responsables políticos y los reguladores están incorporando soluciones basadas en la naturaleza (SBN o SbN) en los intentos de lograr una infraestructura hídrica sostenible.

Los sistemas de gestión de residuos sostenibles buscan minimizar la cantidad de residuos generados por individuos y empresas. ^{[ 38 ]} Los planes de gestión de residuos comerciales han evolucionado desde simples planes de eliminación de residuos hasta planes integrales centrados en reducir la cantidad total de residuos generados antes de su eliminación. ^{[ 38 ]} La gestión de residuos sostenible es beneficiosa para el medio ambiente y también puede reducir los costos para las empresas que disminuyen la cantidad de bienes desechados. ^{[ 38 ]}

El transporte sostenible implica un cambio de los automóviles privados que emiten gases de efecto invernadero a favor de la adopción de métodos de transporte que sean neutros en carbono o que reduzcan las emisiones de carbono, como las bicicletas o los sistemas de autobuses eléctricos. ^{[ 39 ]} Además, las ciudades deben invertir en entornos construidos adecuados para estos modos de transporte ecológicamente preferibles. ^{[ 39 ]} Las ciudades deberán invertir en redes de transporte público, así como en redes de ciclovías, entre otras soluciones sostenibles que incentiven a los ciudadanos a utilizar estas opciones de transporte alternativas. Reducir la dependencia urbana de los automóviles es un objetivo fundamental del desarrollo del transporte sostenible, y esto no se puede lograr sin un enfoque coordinado tanto en la creación de los propios métodos de transporte como en la provisión de redes que sean igual o más eficientes que las redes de automóviles existentes, como los sistemas de autopistas obsoletos. ^{[ 39 ]}

Otra solución para la transición hacia una infraestructura más sostenible es el uso de materiales más sostenibles. Un material es sostenible si la cantidad necesaria puede producirse sin agotar los recursos no renovables. ^{[ 40 ]} También debe tener un bajo impacto ambiental, sin alterar su equilibrio de estado estacionario establecido. ^{[ 40 ]} Los materiales también deben ser resistentes, renovables, reutilizables y reciclables. ^{[ 41 ]}

Hoy en día, el hormigón es uno de los materiales más comunes utilizados en infraestructura. Se utiliza el doble de hormigón en la construcción que todos los demás materiales de construcción combinados. ^{[ 42 ]} Es la columna vertebral de la industrialización, ya que se utiliza en puentes, muelles, tuberías, pavimentos y edificios. ^{[ 43 ]} Sin embargo, si bien sirven como conexión entre ciudades, transporte de personas y mercancías, y protección del suelo contra inundaciones y erosión, solo duran entre 50 y 100 años. ^{[ 44 ]} Muchos se construyeron en los últimos 50 años, lo que significa que muchas infraestructuras necesitan un mantenimiento sustancial para seguir funcionando.

Sin embargo, el hormigón no es sostenible. La producción de hormigón contribuye hasta con el 8% de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero. ^{[ 45 ]} Una décima parte del consumo mundial de agua industrial proviene de la producción de hormigón. ^{[ 45 ]} Incluso el transporte de las materias primas a las plantas de producción de hormigón contribuye a la contaminación atmosférica. ^{[ 45 ]} Además, las plantas de producción y las infraestructuras mismas eliminan tierras agrícolas que podrían haber sido suelos fértiles o hábitats vitales para el ecosistema.

Un techo verde es una azotea que está parcial o totalmente cubierta con vegetación en crecimiento plantada sobre una membrana. También incluye capas adicionales, como una barrera para raíces y sistemas de drenaje e irrigación. ^{[ 49 ]} Hay varias categorías de techos verdes, incluyendo extensivos (con una profundidad de sustrato de cultivo que oscila entre dos y seis pulgadas) e intensivos (con un sustrato de cultivo con una profundidad mayor a seis pulgadas). ^{[ 49 ]} Una ventaja de los techos verdes es que reducen la escorrentía de aguas pluviales debido a su capacidad para almacenar agua en su sustrato de cultivo, lo que reduce la escorrentía que ingresa al sistema de alcantarillado y a los cursos de agua, lo que también disminuye el riesgo de desbordamientos de alcantarillado combinado. ^{[ 49 ]} Reducen el consumo de energía ya que el sustrato de cultivo proporciona aislamiento adicional, reduce la cantidad de radiación solar en la superficie del techo y proporciona enfriamiento evaporativo del agua en las plantas, lo que reduce las temperaturas de la superficie del techo y el flujo de calor. ^{[ 49 ]} Los techos verdes también reducen el dióxido de carbono atmosférico ya que la vegetación secuestra carbono y, dado que reducen el consumo de energía y la isla de calor urbana al reducir la temperatura del techo, también reducen las emisiones de dióxido de carbono de la generación de electricidad. ^{[ 50 ]}

La plantación de árboles proporciona una gran cantidad de beneficios ecológicos, sociales y económicos. Los árboles pueden interceptar la lluvia, favorecer la infiltración y el almacenamiento de agua en el suelo, disminuir el impacto de las gotas de lluvia en superficies áridas, minimizar la humedad del suelo mediante la transpiración y ayudan a reducir la escorrentía de aguas pluviales. ^{[ 47 ]} Además, los árboles contribuyen a recargar los acuíferos locales y mejoran la salud de los sistemas de cuencas hidrográficas. Los árboles también reducen el consumo de energía al proporcionar sombra y liberar agua a la atmósfera, lo que enfría el aire y reduce la cantidad de calor absorbido por los edificios. ^{[ 48 ]} Finalmente, los árboles mejoran la calidad del aire al absorber contaminantes atmosféricos nocivos, reduciendo la cantidad de gases de efecto invernadero.

Hay una variedad de tipos de prácticas de biorretención e infiltración, incluyendo jardines de lluvia y biocunetas. ^{[ 48 ]} Un jardín de lluvia se planta en una pequeña depresión o pendiente natural e incluye arbustos y flores nativas. Retienen y absorben temporalmente el agua de lluvia y son eficaces para eliminar hasta el 90% de los nutrientes y químicos y hasta el 80% de los sedimentos de la escorrentía. ^{[ 51 ]} Como resultado, absorben un 30% más de agua que los jardines convencionales. ^{[ 51 ]} Las biocunetas se plantan en áreas pavimentadas como estacionamientos o aceras y están hechas para permitir el desbordamiento hacia el sistema de alcantarillado al atrapar el limo y otros contaminantes, que normalmente quedan de superficies impermeables. ^{[ 48 ]} Tanto los jardines de lluvia como las biocunetas mitigan los impactos de las inundaciones y evitan que el agua de lluvia contamine las vías fluviales locales; aumentan el suministro de agua utilizable al reducir la cantidad de agua necesaria para el riego exterior; mejorar la calidad del aire al minimizar la cantidad de agua que ingresa a las plantas de tratamiento, lo que también reduce el consumo de energía y, como resultado, reduce la contaminación del aire ya que se emiten menos gases de efecto invernadero. ^{[ 48 ]}

Masdar City es una ciudad inteligente de cero emisiones propuesta que se construirá en los Emiratos Árabes Unidos. ^{[ 52 ]} Algunas personas se han referido a este asentamiento planificado como "utópico", debido a que contará con múltiples elementos de infraestructura sostenible, incluyendo energía, agua, gestión de residuos y transporte. Masdar City tendrá una infraestructura energética que incluirá métodos de energía renovable, incluyendo energía solar. ^{[ 52 ]}

La ciudad de Masdar se encuentra en una región desértica, lo que significa que la recolección y distribución sostenible del agua depende de la capacidad de la ciudad para utilizar el agua en etapas innovadoras del ciclo del agua. ^{[ 53 ]} La ciudad utilizará agua subterránea, aguas grises, agua de mar, aguas negras y otros recursos hídricos para obtener agua tanto para consumo humano como para riego de jardines. ^{[ 53 ]}

Inicialmente, Masdar City estará libre de residuos. ^{[ 52 ]} Se fomentará el reciclaje y otros métodos de gestión y reducción de residuos. ^{[ 52 ]} Además, la ciudad implementará un sistema para convertir los residuos en fertilizante, lo que disminuirá la cantidad de espacio necesario para la acumulación de residuos y proporcionará una alternativa ecológica a los métodos tradicionales de producción de fertilizantes.

No se permitirá la circulación de automóviles en Masdar City, lo que contribuirá a reducir las emisiones de carbono dentro de los límites de la ciudad. ^{[ 52 ]} En cambio, se priorizarán las opciones de transporte alternativas durante el desarrollo de la infraestructura. Esto significa que habrá una red de carriles bici accesible y completa, y también estarán disponibles otras opciones. ^{[ 52 ]}