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 funcionen su economía, sus hogares y sus empresas. [2] La infraestructura está compuesta por estructuras físicas públicas y privadas como carreteras , ferrocarriles , puentes , túneles , suministro de agua , alcantarillado , redes eléctricas y telecomunicaciones (incluida la conectividad a Internet y el acceso a banda ancha ). En general, la infraestructura se ha definido como "los componentes físicos de sistemas interrelacionados que proporcionan productos y servicios esenciales para permitir, sostener o mejorar las condiciones de vida de la sociedad " y mantener el medio ambiente circundante. [3]
Especialmente a la luz 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 diferentes tipos de infraestructura es clasificarlos en dos tipos distintos: infraestructura física e infraestructura blanda . [4] La infraestructura física 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 significa "instalaciones que forman la base de cualquier operación o sistema". [6] [7] Es un préstamo del francés, donde ya se usaba para establecer una base de carretera con material de sustrato, necesario 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 "abajo", ya que muchas de estas construcciones son subterráneas (por ejemplo, túneles, sistemas de agua y gas, y ferrocarriles), y la palabra francesa estructura . El uso del término por parte del ejército se hizo popular 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 necesaria ]
En 1987, un panel del Consejo Nacional de Investigación de Estados Unidos adoptó el término " infraestructura de obras públicas ", en referencia a:
"... ambos modos funcionales específicos: carreteras, 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 y el sistema combinado que comprenden estos elementos modales. 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 la gestión. transporte de personas y bienes, suministro de agua para beber y una variedad de otros usos, eliminación segura de los productos de desecho de la sociedad, suministro de energía donde sea necesaria y transmisión de información dentro y entre comunidades". [8]
La Sociedad Estadounidense de Ingenieros Civiles publica un "Informe de infraestructura" que representa la opinión de la organización sobre el estado de diversas infraestructuras cada 2 a 4 años. [9] A partir de 2017, [update]clasifican 16 categorías, a saber, aviación, puentes, presas, agua potable , energía, desechos peligrosos , vías navegables interiores , diques , parques y recreación , puertos , ferrocarriles , carreteras , escuelas, desechos sólidos , tránsito y aguas residuales . [9] : 4 Estados Unidos ha recibido una calificación de "D+" por su infraestructura. [10] Esta infraestructura envejecida es el resultado de la negligencia gubernamental y la financiación inadecuada. [10] Dado que Estados Unidos presumiblemente busca mejorar su infraestructura existente, las medidas sostenibles podrían ser una consideración de los planes de diseño, construcción y operación.
Una forma de encarnar la infraestructura personal es pensar en ella en términos de capital humano . [11] La Encyclopædia Britannica define el capital humano como "recursos colectivos intangibles que poseen 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 resulta en tres tareas principales: la tarea de los representantes económicos en el proceso económico (maestros, mano de obra calificada y no 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. [11] Esencialmente, la infraestructura personal mapea el impacto humano en la infraestructura en su 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. Compromete el crecimiento y fija normas. [11] Se refiere al grado de trato 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 sostenible se refiere a los procesos de diseño y construcción que toman en consideración su impacto ambiental, económico y social. [10] En esta sección se incluyen varios elementos de esquemas sostenibles, incluidos materiales, agua, energía, transporte e infraestructura de gestión de residuos. [10] Aunque hay muchos otros factores a considerar, no se tratarán 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] Hay dos cualidades distintas de las infraestructuras materiales: 1) satisfacción de las necesidades sociales y 2) producción en masa . La primera característica tiene que ver con las necesidades básicas de la vida humana. La segunda característica es la falta de disponibilidad de bienes y servicios de infraestructura. [11] 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. [13]
Según el diccionario de negocios, la infraestructura económica puede definirse como "instalaciones internas de un país que hacen posible la actividad empresarial, tales como redes de comunicación, transporte y distribución , instituciones financieras y mercados internacionales relacionados, y sistemas de suministro de energía ". [14] La infraestructura económica sustenta las actividades y eventos productivos. Esto incluye carreteras, autopistas, puentes, aeropuertos, infraestructura para bicicletas , redes de distribución de agua , sistemas de alcantarillado y plantas de riego . [11]
La infraestructura social puede definirse en términos generales como la construcción y el mantenimiento de instalaciones que respaldan los servicios sociales . [15] Las infraestructuras sociales se crean para aumentar el confort social y promover la actividad económica. Estos incluyen escuelas, parques y áreas de juego , estructuras para la seguridad pública , plantas de eliminación de desechos , hospitales y áreas deportivas. [11]
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Los activos básicos proporcionan servicios esenciales y tienen características monopólicas. [16] Los inversores que buscan infraestructura básica buscan cinco características diferentes: ingresos, baja volatilidad de los rendimientos, diversificación, protección contra la inflación y equiparación de pasivos a largo plazo. [16] 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. [11] Consiste en las características más conocidas y comunes de la infraestructura con la que nos 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. [11] 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 conveniente 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 los activos fijos que tienen la forma de una gran red; en otras palabras, infraestructura física . [ cita necesaria ] Los esfuerzos para idear definiciones más genéricas de infraestructuras generalmente se han referido a los aspectos de red de la mayoría de las estructuras y al valor acumulado de las inversiones en las redes como activos. [ cita necesaria ] Una de esas definiciones de 1998 definió la infraestructura como la red de activos "donde se pretende que el sistema en su conjunto se mantenga indefinidamente en un estándar de servicio específico mediante el reemplazo y renovación continuos de sus componentes". [18]
Los planificadores de defensa civil y los economistas del desarrollo generalmente se refieren tanto a la infraestructura física como a la informática, incluidos 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 combine 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 (en particular 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 participando en operaciones. Los ejemplos incluyen cuarteles, cuarteles generales, aeródromos, instalaciones de comunicaciones, almacenes de equipo militar, instalaciones portuarias y estaciones de mantenimiento. [19]
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 las tecnologías de la información y las herramientas de desarrollo de software. Aún subyacente a estos usos más conceptuales está 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 conjunto de personas con intereses comunes. Los ejemplos incluyen infraestructura de TI , infraestructura de investigación, infraestructura terrorista, infraestructura de empleo e infraestructura turística. [ cita necesaria ]
El término "infraestructura" puede confundirse con los siguientes conceptos superpuestos o relacionados.
Mejoramiento y desarrollo de tierras son términos generales que en algunos contextos pueden incluir infraestructura, pero en el contexto de una discusión sobre infraestructura se referirían sólo a sistemas u obras de menor escala que no están incluidas en infraestructura, porque generalmente se limitan a un solo parcela de tierra , y son propiedad y están operadas por el propietario del terreno. Por ejemplo, un canal de riego que sirve a una región o distrito se incluiría en la infraestructura, pero los sistemas de riego privados en parcelas de tierra individuales se considerarían mejoras de la tierra, no infraestructura. Las conexiones de servicios a las redes de servicios municipales y de servicios públicos también se considerarían mejoras del terreno, no de infraestructura. [20] [21]
El término " obras públicas " incluye infraestructura operada y de propiedad gubernamental, 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 generalmente proporcionados por el gobierno.
La infraestructura puede ser propiedad y estar administrada por gobiernos o por empresas privadas, como empresas de servicios públicos exclusivos o empresas ferroviarias. 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 necesaria ] La infraestructura de propiedad pública se puede pagar con impuestos, peajes o tarifas de usuario con medidor, mientras que la infraestructura privada generalmente se paga con tarifas de usuario con medidor. [22] [23] Los grandes proyectos de inversión generalmente se financian mediante la emisión de bonos a largo plazo . [ cita necesaria ]
La infraestructura de propiedad y operación gubernamental puede desarrollarse y operarse en el sector privado o en asociaciones público-privadas , además del sector público . En 2008, [update]en Estados Unidos, por ejemplo, el gasto público en infraestructura ha variado entre el 2,3% y el 3,6% del PIB desde 1950. [24] Muchas instituciones financieras invierten en infraestructura.
Según 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 la consecución de los Objetivos de Desarrollo del Milenio (ODM) . Las inversiones y el mantenimiento de infraestructuras pueden resultar muy costosos, especialmente en zonas como los países africanos sin litoral, rurales y escasamente poblados. Se ha argumentado que las inversiones en infraestructura contribuyeron a más de la mitad del mejor desempeño del crecimiento de África entre 1990 y 2005, y que es necesario aumentar la inversión para mantener el crecimiento y abordar la pobreza. Los retornos de la inversión en infraestructura son muy significativos, con un promedio de retorno del treinta al cuarenta por ciento para las inversiones en telecomunicaciones ( TIC ), más del cuarenta por ciento para la generación de electricidad y el ochenta por ciento para las carreteras . [25]
La demanda de infraestructuras tanto por parte de los consumidores como de las empresas es muy superior al importe invertido. [25] Existen graves limitaciones en el lado de la oferta de infraestructura en Asia. [26] La brecha de financiación de infraestructura entre lo que se invierte en Asia y el Pacífico (alrededor de 48 mil millones de dólares) y lo que se necesita (228 mil millones de dólares) es de alrededor de 180 mil millones de dólares cada año. [25]
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; sin embargo, 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. [25]
En África, para alcanzar el siete por ciento de crecimiento anual calculado que se requiere para alcanzar los ODM para 2015 se necesitarían inversiones en infraestructura de alrededor del quince por ciento del PIB, o alrededor de 93 mil millones de dólares al año. En los Estados frágiles , se necesitaría más del treinta y siete por ciento del PIB. [25]
La fuente de financiación de la infraestructura varía significativamente entre sectores. Algunos sectores están dominados por el gasto público , otros por la ayuda exterior para el desarrollo (AOD) y otros más por inversores privados . [25] En California, los gobiernos locales establecen distritos de financiación de infraestructura para pagar las instalaciones y servicios físicos dentro de un área específica mediante aumentos del impuesto a la propiedad. [27] 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 más cuidadosamente, dados los mayores riesgos de sus mercados. [28]
El dinero para gastos que proviene del gobierno es menor de lo que solía ser. Desde la década de 1930 hasta 2019, Estados Unidos pasó de gastar el 4,2% del PIB al 2,5% del PIB en infraestructura. [29] 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. [29] En comparación con los porcentajes del PIB global, 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 la infraestructura antigua o en la infraestructura en su conjunto. [30]
En África subsahariana , los gobiernos gastan alrededor de 9.400 millones de dólares de un total de 24.900 millones de dólares. En riego , los gobiernos representan casi todo el gasto. En transporte y energía la mayor parte de la inversión es gasto público. 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 financistas no pertenecientes a la OCDE superan el gasto público. 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. El financiamiento externo aumentó en la década de 2000 y sólo en África las inversiones externas en infraestructura aumentaron de 7 mil millones de dólares en 2002 a 27 mil millones de dólares en 2009. China, en particular, se ha convertido en un inversor importante. [25]
La pandemia de COVID-19 de 2020 no ha hecho más que exacerbar la falta de financiación de infraestructura a nivel mundial que se ha ido acumulando durante décadas. La pandemia ha aumentado el desempleo y ha perturbado ampliamente la economía. Esto tiene graves impactos en los hogares, las empresas y los gobiernos federal, estatal y local. Esto es especialmente perjudicial para la infraestructura porque depende mucho de la financiación de las agencias gubernamentales: los gobiernos estatales y locales representan aproximadamente el 75% del gasto en infraestructura pública en Estados Unidos. [31]
Los gobiernos se enfrentan a enormes disminuciones de ingresos, crisis económicas, sistemas de salud sobrecargados y fuerzas laborales indecisas, lo que resulta en 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 ecologizar sus economías. [32] La escala inusualmente grande de los paquetes necesarios para el COVID-19 estuvo acompañada de llamados generalizados a "hacerlos más ecológicos" para cumplir con el doble objetivo de recuperación económica y sostenibilidad ambiental . [33] Sin embargo, en marzo de 2021, solo una pequeña fracción de las medidas fiscales del G20 relacionadas con la COVID-19 resultaron respetuosas con el clima. [33]
Aunque es evidente que se necesitan muchos esfuerzos para reparar el daño económico causado 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 2007-08 en los Estados Unidos. Si bien la consiguiente desaceleración económica 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 con una mínima consideración de las consecuencias ambientales. [34] 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 entre 1,5 y 2 grados C. [35]
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 pospuso hasta 2021), la flexibilización de las regulaciones ambientales en la búsqueda del crecimiento económico, la disminución de los precios del petróleo que impiden que las tecnologías bajas en carbono sean competitivas y, finalmente, programas de estímulo que eliminan fondos que podrían haberse utilizado para promover el proceso de descarbonización . [34] Las investigaciones sugieren que un plan de recuperación basado en bajas emisiones de carbono no sólo podría lograr las importantes reducciones 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. [34] En un estudio publicado en Oxford Review of Economic Policy, más de 200 economistas y funcionarios económicos informaron que las iniciativas "verdes" de recuperación económica tuvieron un desempeño al menos tan bueno como las iniciativas menos "verdes". [36] También se ha pedido 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. [33]
Además, en un estudio econométrico publicado en la revista Economic Modeling, un análisis sobre el gasto gubernamental en tecnología energética mostró que el gasto en el sector de energías renovables creaba cinco puestos de trabajo más por cada millón de dólares invertidos que el gasto en combustibles fósiles . [37] 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 sólo necesita mantener el desarrollo económico y el desarrollo del empleo y una alta calidad de vida para los residentes, sino también proteger el medio ambiente y sus recursos naturales. [32]
La infraestructura energética sostenible incluye tipos de plantas de energía renovable, así como los medios de intercambio desde la planta hasta los hogares y 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 creación de energía más nuevos y menos utilizados, 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 como para no disminuir la demanda. [10] Cualquier tipo de infraestructura de energía renovable que no cumpla con estos requisitos de consumo y precio será finalmente 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. [38] Cada vez más, los formuladores de políticas 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 tienen como objetivo minimizar la cantidad de productos de desecho producidos por individuos y corporaciones. [39] Los planes de gestión de residuos comerciales han pasado de simples planes de eliminación de residuos a planes integrales centrados en reducir la cantidad total de residuos producidos antes de su eliminación. [39] 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. [39]
El transporte sostenible incluye un alejamiento de los automóviles privados que emiten gases de efecto invernadero en 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. [40] Además, las ciudades deben invertir en entornos construidos apropiados para estos modos de transporte ecológicamente preferibles. [40] Las ciudades necesitarán invertir en redes de transporte público, así como en redes de carriles bici, entre otras soluciones sostenibles que motiven 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 proporcionarles redes que sean igual o más eficientes que las redes de automóviles existentes, como las que envejecen. sistemas de carreteras. [40]
Otra solución para la transición hacia una infraestructura más sostenible es utilizar materiales más sostenibles. Un material es sostenible si se puede producir la cantidad necesaria sin agotar los recursos no renovables. [41] También debería tener bajos impactos ambientales al no alterar su equilibrio de estado estacionario establecido. [41] Los materiales también deben ser resilientes, renovables, reutilizables y reciclables. [42]
Hoy en día, el hormigón es uno de los materiales más utilizados en infraestructura. En la construcción se utiliza el doble de hormigón que todos los demás materiales de construcción combinados. [43] Es la columna vertebral de la industrialización, ya que se utiliza en puentes, muelles, tuberías, pavimentos y edificios. [44] Sin embargo, si bien sirven como conexión entre ciudades, transporte de personas y bienes, y protección de la tierra contra inundaciones y erosión, solo duran entre 50 y 100 años. [45] Muchas de ellas 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 el 8% de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero. [46] Una décima parte del uso industrial de agua en el mundo proviene de la producción de hormigón. [46] Incluso el transporte de materias primas a los sitios de producción de concreto aumenta la contaminación del aire. [46] Además, los sitios de producción y las propias infraestructuras eliminan tierras agrícolas que podrían haber sido suelos fértiles 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 y crear entornos urbanos más saludables. [47] 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. [48] 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 un impacto positivo en el consumo de energía, la calidad del aire y la reducción y el secuestro de carbono. [48]
Un techo verde es un tejado que está parcial o completamente cubierto con vegetación en crecimiento plantada sobre una membrana. También incluye capas adicionales, incluida una barrera contra raíces y sistemas de drenaje e riego. [49] Hay varias categorías de techos verdes, incluidas las extensivas (tienen una profundidad de sustrato que varía de dos a seis pulgadas) y las intensivas (tienen un sustrato con una profundidad superior a seis pulgadas). [49] Un beneficio de los techos verdes es que reducen la escorrentía de aguas pluviales debido a su capacidad para almacenar agua en sus medios de cultivo, lo que reduce la escorrentía que ingresa al sistema de alcantarillado y a las vías fluviales, lo que también disminuye el riesgo de desbordamientos combinados de alcantarillado. [49] Reducen el uso de energía ya que el medio 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. [49] 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 provenientes de la generación de electricidad. [50]
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 áridas, minimizar la humedad del suelo a través de la transpiración y ayudar 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. Los árboles también reducen el uso 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 y reducir la cantidad de gases de efecto invernadero.
Existe una variedad de tipos de prácticas de bioretención e infiltración, incluidos los jardines de lluvia y los bioswales. [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 productos 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] Los bioswales se plantan en áreas pavimentadas como estacionamientos o aceras y están hechos para permitir el desbordamiento hacia el sistema de alcantarillado atrapando limo y otros contaminantes, que normalmente quedan de superficies impermeables. [48] Tanto los jardines de lluvia como los bioswales mitigan los impactos de las inundaciones y evitan que las aguas pluviales contaminen las vías fluviales locales; aumentar el suministro de agua utilizable reduciendo la cantidad de agua necesaria para el riego exterior; mejorar la calidad del aire minimizando la cantidad de agua que va 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. [48]
Las ciudades inteligentes utilizan métodos innovadores de diseño e implementación en diversos sectores de infraestructura y planificación para crear comunidades que operen 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 defectos de 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, manteniendo al mismo tiempo 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. [52] Algunas personas se han referido a este asentamiento planificado como "parecido a una utopía", debido al hecho de que contará con múltiples elementos de infraestructura sostenible, incluyendo energía, agua, gestión de residuos y transporte. La ciudad de Masdar tendrá una infraestructura eléctrica que incluirá métodos de energía renovable, incluida la energía solar. [52]
La ciudad de Masdar está ubicada en una región desértica, lo que significa que la recolección y distribución sostenible de agua depende de la capacidad de la ciudad para utilizar el agua en etapas innovadoras del ciclo del agua. [53] La ciudad utilizará aguas subterráneas, aguas grises, agua de mar, aguas negras y otros recursos hídricos para obtener agua potable y para jardinería. [53]
Inicialmente, la ciudad de Masdar 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 desechos en fertilizantes, lo que disminuirá la cantidad de espacio necesario para la acumulación de desechos y proporcionará una alternativa ecológica a los métodos tradicionales de producción de fertilizantes.
No se permitirán automóviles en la ciudad de Masdar, lo que contribuirá a reducir las emisiones de carbono dentro de los límites de la ciudad. [52] En cambio, se dará prioridad a las opciones de transporte alternativas durante el desarrollo de la infraestructura. Esto significa que una red de carriles bici será accesible y completa, y también estarán disponibles otras opciones. [52]
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