La infraestructura es el conjunto de instalaciones y sistemas que sirven a un país, ciudad u otra área, [1] y abarca los servicios e instalaciones necesarios para que su economía, hogares y empresas funcionen. [2] La infraestructura está compuesta por estructuras físicas públicas y privadas como carreteras , ferrocarriles , puentes , aeropuertos , sistemas de transporte público , túneles , suministro de agua , alcantarillas , redes eléctricas y telecomunicaciones (incluida la conectividad a Internet y el acceso de banda ancha ). En general, la infraestructura se ha definido como "los componentes físicos de sistemas interrelacionados que proporcionan bienes y servicios esenciales para permitir, sostener o mejorar las condiciones de vida de la sociedad " y mantener el medio ambiente circundante. [3]
En particular, en vista de las enormes transformaciones sociales necesarias para mitigar y adaptarse al cambio climático, las conversaciones contemporáneas sobre infraestructura se centran con frecuencia en el desarrollo sostenible y la infraestructura verde . Reconociendo esta importancia, la comunidad internacional ha creado políticas centradas en la infraestructura sostenible a través de los Objetivos de Desarrollo Sostenible , especialmente el Objetivo de Desarrollo Sostenible 9 " Industria, Innovación e Infraestructura ".
Una forma de describir los diferentes tipos de infraestructura es clasificarlos en dos tipos distintos: infraestructura dura e infraestructura blanda . [4] La infraestructura dura son las redes físicas necesarias para el funcionamiento de una sociedad o industria industrial moderna . [5] Esto incluye carreteras, puentes y ferrocarriles. La infraestructura blanda son todas las instituciones que mantienen los estándares económicos , sanitarios , sociales , ambientales y culturales de un país. [5] Esto incluye programas educativos , estadísticas oficiales , parques e instalaciones recreativas , agencias de aplicación de la ley y servicios de emergencia .
La palabra «infraestructura» se utiliza en francés desde 1875 y en inglés desde 1887, y originalmente significaba «instalaciones que forman la base de cualquier operación o sistema». [6] [7] Es un préstamo del francés, donde ya se utilizaba para establecer una plataforma de material de sustrato, necesaria antes de que se pudieran colocar vías de ferrocarril o pavimento construido sobre ella. La palabra es una combinación del prefijo latino infra- , que significa «debajo», ya que muchas de estas construcciones son subterráneas (por ejemplo, túneles, sistemas de agua y gas y ferrocarriles), y la palabra francesa structure . El uso del término por parte del ejército alcanzó popularidad en los Estados Unidos después de la formación de la OTAN en la década de 1940, y en 1970 fue adoptado por los planificadores urbanos en su sentido civil moderno. [ cita requerida ]
Un panel del Consejo Nacional de Investigación de Estados Unidos adoptó en 1987 el término " infraestructura de obras públicas ", refiriéndose a:
"... tanto los modos funcionales específicos –autopistas, calles, caminos y puentes; transporte público ; aeropuertos y vías aéreas; suministro de agua y recursos hídricos ; gestión de aguas residuales ; tratamiento y eliminación de residuos sólidos ; generación y transmisión de energía eléctrica ; telecomunicaciones; y gestión de residuos peligrosos– como el sistema combinado que estos elementos modales comprenden. Una comprensión de la infraestructura abarca no sólo estas instalaciones de obras públicas, sino también los procedimientos operativos, las prácticas de gestión y las políticas de desarrollo que interactúan con la demanda social y el mundo físico para facilitar el transporte de personas y bienes, el suministro de agua para beber y una variedad de otros usos, la eliminación segura de los productos de desecho de la sociedad, el suministro de energía donde se necesita y la transmisión de información dentro y entre las comunidades". [8]
La Sociedad Estadounidense de Ingenieros Civiles publica un "Informe de Infraestructura" que representa la opinión de las organizaciones sobre el estado de varias infraestructuras cada 2 a 4 años. [9] A partir de 2017, [update]califican 16 categorías, a saber, aviación, puentes, represas, agua potable , energía, residuos peligrosos , vías navegables interiores , diques , parques y recreación , puertos , ferrocarril , carreteras , escuelas, residuos sólidos , tránsito y aguas residuales . [9] : 4 Estados Unidos ha recibido una calificación de "D +" en su infraestructura. [10] Esta infraestructura envejecida es el resultado de la negligencia gubernamental y la financiación inadecuada. [10] Como Estados Unidos presumiblemente busca actualizar su infraestructura existente, las medidas sostenibles podrían ser una consideración de los planes de diseño, construcción y operación.
La infraestructura pública es aquella que es propiedad del público (representado por el gobierno ) o está disponible para su uso. [11] Incluye: [11]
Una forma de representar la infraestructura personal es pensar en ella en términos de capital humano . [12] La Enciclopedia Británica define el capital humano como "recursos colectivos intangibles que poseen los individuos y grupos dentro de una población dada". [13] El objetivo de la infraestructura personal es determinar la calidad de los valores de los agentes económicos. Esto da como resultado tres tareas principales: la tarea de los representantes económicos en el proceso económico (maestros, mano de obra no calificada y calificada, 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. [12] Esencialmente, la infraestructura personal mapea 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 el objeto de la política económica y jurídica. Compromete el crecimiento y establece normas. [12] Se refiere al grado de tratamiento justo de datos económicos iguales 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 sustentable se refiere a los procesos de diseño y construcción que tienen en cuenta su impacto ambiental, económico y social. [10] En esta sección se incluyen varios elementos de los esquemas sustentables, incluidos los materiales, el agua, la energía, el transporte y la infraestructura de gestión de residuos. [10] Aunque hay un sinfín de otros factores a tener en cuenta, no se cubrirán en esta sección.
La infraestructura material se define como "aquellos bienes de capital inmóviles, no circulantes, que contribuyen esencialmente a la producción de bienes y servicios de infraestructura necesarios para satisfacer los requisitos físicos y sociales básicos de los agentes económicos ". [12] Existen dos cualidades distintas de las infraestructuras materiales: 1) la satisfacción de las necesidades sociales y 2) la producción en masa . La primera característica se ocupa de las necesidades básicas de la vida humana. La segunda característica es la no disponibilidad de bienes y servicios de infraestructura. [12] Hoy en día, existen diversos materiales que se pueden utilizar para construir infraestructura. Los más frecuentes son el asfalto, el hormigón, el acero, la mampostería, la madera, los polímeros y los compuestos. [14]
Según el diccionario de negocios, la infraestructura económica puede definirse como "instalaciones internas de un país que hacen posible la actividad comercial, como las redes de comunicación, transporte y distribución , las instituciones financieras y los mercados internacionales relacionados, y los sistemas de suministro de energía ". [15] La infraestructura económica respalda 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 . [12]
La infraestructura social puede definirse en términos generales como la construcción y el mantenimiento de instalaciones que respaldan los servicios sociales . [16] Las infraestructuras sociales se crean para aumentar el confort social y promover la actividad económica. Estas incluyen escuelas, parques y áreas de juegos , estructuras para la seguridad pública , plantas de eliminación de desechos , hospitales y áreas deportivas. [12]
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Los activos básicos proporcionan servicios esenciales y tienen características monopolísticas. [17] 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. [17] La infraestructura básica incorpora todos los tipos principales de infraestructura, como carreteras, autopistas, ferrocarriles, transporte público , suministro de agua y gas .
La infraestructura básica se refiere a los principales ferrocarriles, carreteras, canales, puertos y muelles, el telégrafo electromagnético, el drenaje, los diques y la recuperación de tierras. [12] 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 cosas como trenes ligeros, tranvías y suministro de gas/electricidad/agua. [12] Complementar algo significa llevarlo a la perfección o completarlo. La infraestructura complementaria se ocupa de las pequeñas partes del mundo de la ingeniería que hacen la vida más cómoda y eficiente. Son necesarias para garantizar el uso y la comercialización exitosos de un producto ya terminado, como en el caso de los puentes de carretera . [18] 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" para describir activos fijos que tienen la forma de una gran red; en otras palabras, infraestructura dura . [ cita requerida ] 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. [ cita requerida ] Una de esas definiciones de 1998 definió la infraestructura como la red de activos "donde el sistema en su conjunto está destinado a mantenerse indefinidamente en un estándar específico de servicio mediante el reemplazo y reacondicionamiento continuo de sus componentes". [19]
Los planificadores de defensa civil y los economistas del desarrollo generalmente se refieren tanto a la infraestructura física como a la infraestructura blanda, incluidos los servicios públicos como escuelas y hospitales , los servicios de emergencia como la policía y los bomberos, y los servicios básicos del sector económico . La noción de desarrollo basado en la infraestructura que combina inversiones en infraestructura a largo plazo por parte de agencias gubernamentales a nivel central y regional con asociaciones público-privadas ha demostrado ser popular entre los economistas de Asia (notablemente Singapur y China), Europa continental y América Latina.
La infraestructura militar son los edificios e instalaciones permanentes necesarios para el apoyo de las fuerzas militares, ya sea que estén estacionadas en bases, desplegadas o involucradas en operaciones. Algunos ejemplos incluyen cuarteles, cuarteles generales, aeródromos, instalaciones de comunicaciones, depósitos de equipo militar, instalaciones portuarias y estaciones de mantenimiento. [20]
La infraestructura de comunicaciones son los canales informales y formales de comunicación, las redes políticas y sociales , o las creencias de los miembros de grupos particulares, así como la tecnología de la información y las herramientas de desarrollo de software. Detrás de estos usos más conceptuales está la idea de que la infraestructura proporciona una estructura organizativa y soporte para el sistema u organización al 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 terrorista, la infraestructura de empleo y la infraestructura turística. [ cita requerida ]
El término "infraestructura" puede confundirse con los siguientes conceptos superpuestos o relacionados.
La mejora de la tierra y el desarrollo de la tierra son términos generales que en algunos contextos pueden incluir infraestructura, pero en el contexto de una discusión sobre infraestructura se referirían solo a sistemas o trabajos de menor escala que no están incluidos en la infraestructura, porque normalmente están limitados a una sola parcela de tierra y son propiedad del propietario y están operados por él. Por ejemplo, un canal de irrigación que sirve a una región o distrito se incluiría en la infraestructura, pero los sistemas de irrigación privados en parcelas de tierra individuales se considerarían mejoras de la tierra, no infraestructura. Las conexiones de servicio a redes de servicios públicos y municipales también se considerarían mejoras de la tierra, no infraestructura. [21] [22]
El término " obras públicas " incluye infraestructuras de propiedad y gestión del gobierno, así como edificios públicos, como escuelas y juzgados. Las obras públicas generalmente se refieren a los activos físicos necesarios para prestar servicios públicos . Los servicios públicos incluyen tanto la infraestructura como los servicios que generalmente proporciona el gobierno.
La infraestructura puede ser propiedad de los gobiernos o de empresas privadas, como las empresas de servicios públicos o las empresas ferroviarias, y estar gestionada por ellos. En general, la mayoría de las carreteras, los principales aeropuertos y otros puertos, los sistemas de distribución de agua y las redes de alcantarillado son de propiedad pública, mientras que la mayoría de las redes de energía y telecomunicaciones son de propiedad privada. [ cita requerida ] La infraestructura de propiedad pública puede financiarse con impuestos, peajes o tarifas de usuario con medidor, mientras que la infraestructura privada generalmente se financia con tarifas de usuario con medidor. [23] [24] Los grandes proyectos de inversión generalmente se financian con la emisión de bonos a largo plazo . [ cita requerida ]
La infraestructura de propiedad y gestión gubernamental puede desarrollarse y gestionarse en el sector privado o en asociaciones público-privadas , además de en el sector público . En 2008 [update], por ejemplo, en los Estados Unidos, el gasto público en infraestructura ha variado entre el 2,3% y el 3,6% del PIB desde 1950. [25] Muchas instituciones financieras invierten en infraestructura.
Según los investigadores del Overseas Development Institute , la falta de infraestructura en muchos países en desarrollo representa una de las limitaciones más importantes para el crecimiento económico y el logro de los Objetivos de Desarrollo del Milenio (ODM) . Las inversiones en infraestructura y su mantenimiento pueden ser muy costosos, especialmente en zonas como los países africanos sin litoral, rurales y escasamente poblados. Se ha sostenido que las inversiones en infraestructura contribuyeron a más de la mitad de la mejora del crecimiento de África entre 1990 y 2005, y que es necesario aumentar la inversión para mantener el crecimiento y combatir la pobreza. Los rendimientos de la inversión en infraestructura son muy significativos: en promedio, se obtienen entre un treinta y un cuarenta por ciento de rendimientos en el caso de las inversiones en telecomunicaciones ( TIC ), más del cuarenta por ciento en el caso de la generación de electricidad y el ochenta por ciento en el de las carreteras . [26]
La demanda de infraestructura, tanto por parte de los consumidores como de las empresas, es mucho mayor que la cantidad invertida. [26] Existen severas restricciones en el lado de la oferta de la provisión de infraestructura en Asia. [27] La brecha de financiamiento 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. [26]
En América Latina, sería necesario invertir el tres por ciento del PIB (alrededor de 71 mil millones de dólares) en infraestructura para satisfacer la demanda, pero en 2005, por ejemplo, sólo se invirtió alrededor del dos por ciento, lo que dejó un déficit de financiamiento de aproximadamente 24 mil millones de dólares. [26]
En África, para alcanzar el crecimiento anual del siete por ciento que se calcula que se requiere para cumplir los ODM en 2015, se requerirían inversiones en infraestructura de alrededor del quince por ciento del PIB, o alrededor de 93.000 millones de dólares al año. En los Estados frágiles , se requerirían más del treinta y siete por ciento del PIB. [26]
La fuente de financiación de la infraestructura varía considerablemente según los sectores. Algunos sectores están dominados por el gasto público , otros por la ayuda exterior para el desarrollo (AOD) y otros por inversores privados . [26] En California, los gobiernos locales establecen distritos de financiación de infraestructura para pagar instalaciones y servicios físicos dentro de una zona específica mediante aumentos del impuesto a la propiedad. [28] Para facilitar la inversión del sector privado en los mercados de infraestructura de los países en desarrollo, es necesario diseñar mecanismos de asignación de riesgos con más cuidado, dados los mayores riesgos de sus mercados. [29]
El dinero que proviene del gobierno para gastos 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. [30] Estas subinversiones se han acumulado; de hecho, según el Informe de Infraestructura de la ASCE de 2017, de 2016 a 2025, la infraestructura estará subinvertida en 2 billones de dólares. [30] En comparación con los porcentajes del PIB mundial, Estados Unidos está empatado en el penúltimo lugar, con un porcentaje promedio del 2,4%. Esto significa que el gobierno gasta menos dinero en reparar infraestructura vieja y/o en infraestructura en su conjunto. [31]
En el África subsahariana , los gobiernos gastan alrededor de 9.400 millones de dólares de un total de 24.900 millones. En irrigación , los gobiernos representan casi la totalidad del gasto. En transporte y energía, la mayoría de la inversión es gasto gubernamental. En TIC y suministro de agua y saneamiento , el sector privado representa la mayoría del gasto de capital. En general, entre ellos, la ayuda, el sector privado y los financiadores no pertenecientes a la OCDE superan el gasto gubernamental. El gasto del sector privado por sí solo equivale al gasto de capital estatal, aunque la mayoría se centra en inversiones en infraestructura de TIC. La financiación externa aumentó en la década de 2000 y, solo en África, las inversiones en infraestructura externa aumentaron de 7.000 millones de dólares en 2002 a 27.000 millones de dólares en 2009. China, en particular, ha surgido como un importante inversor. [26]
La pandemia de COVID-19 de 2020 no ha hecho más que exacerbar la falta de financiación de la infraestructura a nivel mundial que se venía acumulando desde hacía décadas. La pandemia ha aumentado el desempleo y ha perturbado ampliamente la economía, lo que tiene graves repercusiones en los hogares, las empresas y los gobiernos federales, estatales y locales. Esto es especialmente perjudicial para la infraestructura porque depende en gran medida de la financiación de las agencias gubernamentales: los gobiernos estatales y locales representan aproximadamente el 75% del gasto en infraestructura pública en los Estados Unidos. [32]
Los gobiernos se enfrentan a enormes disminuciones de ingresos, crisis económicas, sistemas de salud sobrecargados y una fuerza laboral indecisa, lo que genera enormes déficits presupuestarios en todos los ámbitos. Sin embargo, también deben aumentar la inversión pública para garantizar una reapertura exitosa, impulsar el crecimiento y el empleo y hacer más ecológicas sus economías. [33] La escala inusualmente grande de los paquetes necesarios para la COVID-19 estuvo acompañada de llamados generalizados a "hacerlos más ecológicos" para cumplir con los objetivos duales de recuperación económica y sostenibilidad ambiental . [34] Sin embargo, a marzo de 2021, solo una pequeña fracción de las medidas fiscales del G20 relacionadas con la COVID-19 se consideró amigable con el clima. [34]
Aunque es evidente que se necesita mucho esfuerzo para reparar el daño económico infligido por la epidemia de coronavirus, un retorno inmediato a la normalidad podría ser perjudicial para el medio ambiente, como lo demostró la crisis financiera de 2007-2008 en los Estados Unidos. Si bien la desaceleración económica resultante redujo las emisiones globales de gases de efecto invernadero en 2009, las emisiones alcanzaron un nivel récord en 2010, en parte debido a las medidas de estímulo económico implementadas por los gobiernos sin tener en cuenta mínimamente las consecuencias ambientales. [35] La preocupación es si este mismo patrón se repetirá. El período posterior a la COVID-19 podría determinar si el mundo cumple o no los objetivos de emisiones del Acuerdo de París de 2015 y limita el calentamiento global a 1,5 grados C o 2 grados C. [36]
Como resultado de la epidemia de COVID-19, una serie de factores podrían poner en peligro un plan de recuperación con bajas emisiones de carbono: esto incluye una menor atención en el escenario político global (la Cumbre del Clima de la ONU de 2020 se ha pospuesto a 2021), la relajación de las regulaciones ambientales en pos del crecimiento económico, la disminución de los precios del petróleo que impide que las tecnologías bajas en carbono sean competitivas y, finalmente, los programas de estímulo que quitan fondos que podrían haberse utilizado para promover el proceso de descarbonización . [35] La investigación sugiere que un plan de recuperación basado en emisiones de carbono más bajas no solo podría lograr reducciones significativas de emisiones necesarias para combatir el cambio climático, sino también crear más crecimiento económico y empleos que un plan de recuperación con altas emisiones de carbono. [35] Un estudio publicado en Oxford Review of Economic Policy, más de 200 economistas y funcionarios económicos informaron que las iniciativas de recuperación económica "verdes" funcionaron al menos tan bien como las iniciativas menos "verdes". [37] También ha habido llamados para que un organismo independiente pueda proporcionar una evaluación comparable de las políticas fiscales de los países, promoviendo la transparencia y la rendición de cuentas a nivel internacional. [34]
Además, en un estudio econométrico publicado en la revista Economic Modelling, un análisis del gasto gubernamental en tecnología energética mostró que el gasto en el sector de energía renovable creó cinco empleos más por millón de dólares invertido que el gasto en combustibles fósiles . [38] Dado que la infraestructura sostenible es más beneficiosa tanto en un contexto económico como ambiental, representa el futuro de la infraestructura. Especialmente con la creciente presión del cambio climático y la disminución de los recursos naturales, la infraestructura no solo necesita mantener el desarrollo económico y el desarrollo de empleos, y una alta calidad de vida para los residentes, sino también proteger el medio ambiente y sus recursos naturales. [33]
La infraestructura energética sostenible incluye los tipos de plantas de energía renovable, así como los medios de intercambio desde la planta hasta los hogares y las empresas que utilizan esa energía. La energía renovable incluye métodos bien investigados y ampliamente implementados, como la energía eólica, solar e hidráulica, así como tipos de generación de energía más nuevos y menos utilizados, como la energía de fusión. La infraestructura energética sostenible debe mantener una oferta fuerte en relación con la demanda, y también debe mantener precios suficientemente bajos para los consumidores como para no reducir la demanda. [10] Cualquier tipo de infraestructura de energía renovable que no cumpla con estos requisitos de consumo y precio, en última instancia, se verá expulsada 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. [10] 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. [10] "Agua sostenible" puede referirse a la capacidad de una nación o comunidad de ser autosostenible, con suficiente agua para satisfacer múltiples necesidades, incluidas la agricultura, la industria, el saneamiento y el agua potable. También puede referirse a la gestión holística y eficaz de los recursos hídricos. [39] Cada vez más, los responsables de las políticas y los reguladores están incorporando soluciones basadas en la naturaleza (NBS o NbS) en los intentos de lograr una infraestructura hídrica sostenible.
Los sistemas de gestión sostenible de residuos tienen como objetivo minimizar la cantidad de desechos producidos por individuos y corporaciones. [40] Los planes de gestión de residuos comerciales han pasado de ser simples planes de eliminación de residuos a planes integrales centrados en reducir la cantidad total de residuos producidos antes de su eliminación. [40] La gestión sostenible de residuos es beneficiosa para el medio ambiente y también puede reducir los costos para las empresas que reducen la cantidad de bienes desechados. [40]
El transporte sostenible incluye 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 reduzcan las emisiones de carbono, como las bicicletas o los sistemas de autobuses eléctricos. [41] Además, las ciudades deben invertir en los entornos construidos adecuados para estos modos de transporte ecológicamente preferibles. [41] Las ciudades tendrán que invertir en redes de transporte público, así como en redes de carriles bici, 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 dotación de redes que sean igual o más eficientes que las redes de automóviles existentes, como los antiguos sistemas de carreteras. [41]
Otra solución para la transición hacia una infraestructura más sostenible es el uso de materiales más sostenibles. Un material es sostenible si se puede producir la cantidad necesaria sin agotar los recursos no renovables. [42] También debe tener un bajo impacto ambiental al no alterar el equilibrio estacionario establecido. [42] Los materiales también deben ser resistentes, renovables, reutilizables y reciclables. [43]
Hoy en día, el hormigón es uno de los materiales más utilizados en las infraestructuras. Se utiliza el doble de hormigón en la construcción que todos los demás materiales de construcción juntos. [44] Es la columna vertebral de la industrialización, ya que se utiliza en puentes, muelles, tuberías, pavimentos y edificios. [45] Sin embargo, si bien sirven como conexión entre ciudades, transporte de personas y mercancías y protección de la tierra contra inundaciones y erosión, solo duran entre 50 y 100 años. [46] 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. Su producción contribuye hasta con un 8% de las emisiones de gases de efecto invernadero del mundo. [47] Una décima parte del consumo industrial mundial de agua se produce en la producción de hormigón. [47] Incluso el transporte de las materias primas a las plantas de producción de hormigón contribuye a la contaminación atmosférica. [47] Además, las plantas de producción y las propias infraestructuras eliminan tierras agrícolas que podrían haber sido suelo fértil o hábitats vitales para el ecosistema.
La infraestructura verde es un tipo de infraestructura sostenible. La infraestructura verde utiliza sistemas de plantas o suelos para restaurar algunos de los procesos naturales necesarios para gestionar el agua, reducir los efectos de desastres como las inundaciones [48] y crear entornos urbanos más saludables [49] . En un sentido más práctico, se refiere a una red descentralizada de prácticas de gestión de aguas pluviales, que incluye techos verdes, árboles, biorretención e infiltración y pavimento permeable [50] . La infraestructura verde se ha convertido en una estrategia cada vez más popular en los últimos años debido a su eficacia para proporcionar beneficios ecológicos, económicos y sociales, incluido el impacto positivo en el consumo de energía, la calidad del aire y la reducción y el secuestro de carbono [50] .
Un techo verde es un tejado que está cubierto parcial o totalmente con vegetación en crecimiento plantada sobre una membrana. También incluye capas adicionales, incluida una barrera de raíces y sistemas de drenaje e irrigación. [51] Hay varias categorías de techos verdes, incluidos los extensivos (tienen una profundidad de sustrato de cultivo que varía de dos a seis pulgadas) y los intensivos (tienen un sustrato de cultivo con una profundidad mayor de seis pulgadas). [51] Un beneficio 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 las vías fluviales, lo que también disminuye el riesgo de desbordamientos combinados de alcantarillado. [51] Reducen el uso 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 por evaporación del agua en las plantas, lo que reduce las temperaturas de la superficie del techo y la entrada de calor. [51] Los techos verdes también reducen el dióxido de carbono atmosférico ya que la vegetación secuestra carbono y, dado que reducen el uso 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. [52]
La plantación de árboles proporciona una serie 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 estériles, minimizar la humedad del suelo mediante la transpiración y ayudar a reducir la escorrentía de aguas pluviales. [49] 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. [50] Por último, los árboles mejoran la calidad del aire al absorber contaminantes atmosféricos nocivos, lo que reduce la cantidad de gases de efecto invernadero.
Existen diversos tipos de prácticas de biorretención e infiltración, incluidos los jardines de lluvia y los bioswales. [50] 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 productos químicos y hasta el 80% de los sedimentos de la escorrentía. [53] Como resultado, absorben un 30% más de agua que los jardines convencionales. [53] Los bioswales se plantan en áreas pavimentadas como estacionamientos o aceras y están hechos para permitir el desbordamiento hacia el sistema de alcantarillado atrapando el limo y otros contaminantes, que normalmente quedan de las superficies impermeables. [50] Tanto los jardines de lluvia como los bioswales mitigan los impactos de las inundaciones y evitan que las aguas pluviales contaminen los cursos de agua locales; aumentan el suministro de agua utilizable al reducir la cantidad de agua necesaria para el riego al aire libre; mejorar la calidad del aire minimizando la cantidad de agua que llega a las instalaciones de tratamiento, lo que también reduce el uso de energía y, como resultado, reduce la contaminación del aire ya que se emiten menos gases de efecto invernadero. [50]
Las ciudades inteligentes utilizan métodos innovadores de diseño e implementación en varios sectores de infraestructura y planificación para crear comunidades que operan a un nivel más alto de sostenibilidad relativa que sus contrapartes tradicionales. [10] En una ciudad sostenible, tanto la resiliencia urbana como la confiabilidad de la infraestructura deben estar presentes. [10] La resiliencia urbana se define por la capacidad de una ciudad para adaptarse o recuperarse rápidamente de los defectos de la infraestructura, y la confiabilidad de la infraestructura significa que los sistemas deben funcionar de manera eficiente mientras continúan maximizando su producción. [10] Cuando la resiliencia urbana y la confiabilidad de la infraestructura interactúan, las ciudades pueden producir el mismo nivel de producción a costos igualmente razonables en comparación con otras comunidades no sostenibles, al mismo tiempo que mantienen la facilidad de operación y uso.
Masdar City es una propuesta de ciudad inteligente de cero emisiones que se contratará en los Emiratos Árabes Unidos. [54] Algunas personas se han referido a este asentamiento planificado como "de tipo utópico", debido al hecho de que contará con múltiples elementos de infraestructura sostenible, incluidos energía, agua, gestión de residuos y transporte. Masdar City tendrá una infraestructura energética que contendrá métodos de energía renovable, incluida la energía solar. [54]
La ciudad de Masdar está situada en una región desértica, lo que significa que la recolección y distribución sostenibles de agua dependen de la capacidad de la ciudad para utilizar el agua en etapas innovadoras del ciclo del agua. [55] La ciudad utilizará aguas subterráneas, aguas grises, agua de mar, aguas negras y otros recursos hídricos para obtener agua potable y para jardinería. [55]
Inicialmente, la ciudad de Masdar estará libre de residuos. [54] Se fomentará el reciclaje y otros métodos de gestión y reducción de residuos. [54] Además, la ciudad implementará un sistema para convertir los residuos en fertilizantes, lo que reducirá la cantidad de espacio necesario para la acumulación de residuos y proporcionará una alternativa respetuosa con el medio ambiente a los métodos tradicionales de producción de fertilizantes.
No se permitirá el paso de automóviles en la ciudad de Masdar, lo que contribuirá a reducir las emisiones de carbono dentro de los límites de la ciudad. [54] En cambio, se priorizarán las opciones de transporte alternativo durante el desarrollo de la infraestructura. Esto significa que habrá una red de carriles bici accesible y completa, y también habrá otras opciones disponibles. [54]
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