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4 La creación de un Nuevo Paradigma La renovación y reestructuración de una extensa red de sistemas de infraestructura existentes para ayudar a satisfacer una serie de expectativas del siglo 21 constituye un desafío complejo y a largo plazo para los Estados Unidos y sus ciudadanos. Sin embargo, continuar utilizando los mismos procesos de toma de decisiones, métodos de construcción y prácticas operativas que los utilizados en el siglo XX probablemente arrojará los mismos resultados: aumento de los casos de interrupciones del servicio, mayores costos de operación y reparación, y la posibilidad de fallas catastróficas en cascada. Para hacer frente a los desafíos de este siglo se requiere un examen fundamental de los propósitos y el valor de los sistemas de infraestructura críticos y de los procesos actuales de toma de decisiones e inversión relacionados con la infraestructura. Si bien es desalentador, esta reexamen puede producir un nuevo paradigma a partir del cual desarrollar soluciones prácticas a problemas complejos.INGREDIENTES PARA N E W PA R A D I G M Algunos de los ingredientes necesarios para crear el nuevo paradigma mencionado anteriormente están disponibles en la actualidad. En el taller sobre Sistemas de Infraestructura Crítica Sostenibles: Enmarcando los desafíos realizados en mayo de 2008 bajo los auspicios de la Junta de Infraestructura del Consejo Nacional de Investigación y 31

el Entorno Construido, los participantes identificaron una serie de nuevas tecnologías y materiales, iniciativas en curso y opciones de financiamiento que pueden proporcionar la base para avanzar con nuevos enfoques para la renovación de la infraestructura y la inversión. La investigación ha dado lugar a tecnologías para el seguimiento de la condición y el rendimiento y para la mejora de la gestión de los sistemas de infraestructura; nuevos materiales para la construcción y reparación de componentes de infraestructura; nuevos conocimientos sobre la naturaleza interrelacionada del agua y las aguas residuales, la energía, el transporte y los sistemas de telecomunicaciones; y modelos para simular las consecuencias del deterioro de la infraestructura de modo que se puedan tomar medidas preventivas para evitar fallas. Hoy en día, los sistemas de autodiagnóstico, autocuración y autorreparación se pueden diseñar para proporcionar una mayor resiliencia, menos interrupciones del servicio a largo plazo y menores costos del ciclo de vida (Amin y Stringer, 2008). Los edificios se pueden diseñar para suministrar su propia electricidad mediante colectores solares y, en algunos casos, para generar el exceso de electricidad que se puede vender a las compañías eléctricas. Las turbinas eólicas y las baterías más potentes pueden aumentar otras fuentes de energía para la generación de energía en el lugar. Los sistemas descentralizados y empaquetados para el tratamiento de agua y aguas residuales ofrecen nuevas posibilidades para expandir sistemas centralizados o construir nuevos sistemas independientes. Los nuevos sistemas de telecomunicaciones, como la malla inalámbrica, pueden ser más resistentes que los sistemas actuales y pueden ayudar a permitir más teletrabajo y menos desplazamientos (Doshi et al., 2007). En Europa se están construyendo trenes magnéticos para aprovechar las líneas ferroviarias existentes y, al mismo tiempo, reducir en un tercio el costo de la energía para alimentar el tren (Toffler Associates, 2008). La investigación en curso tiene el potencial de cambiar significativamente la forma en que se prestan los servicios en el futuro. Por ejemplo, los investigadores están estudiando el uso de pilas de combustible microbianas para convertir desechos complejos en electricidad, centrándose en el tratamiento de aguas residuales o en instalaciones de desechos sólidos (Lovley, 2009). El primer prototipo se instala actualmente en los terrenos de una cervecería, utilizando residuos orgánicos de la cervecería para producir electricidad. También están en marcha la investigación y el desarrollo de sistemas que producen electricidad y agua caliente utilizando las carreteras asfaltadas existentes y las áreas de estacionamiento (WPI, 2008). Y se están desarrollando sistemas de tratamiento de agua que utilizan SISTEMAS DE INFRAESTRUCTURA CRÍTICA SOSTENIBLE ultravioleta32

radiación en lugar del cloro, una sustancia volátil (McClean, 2007). Hasta la fecha, nadie ha captado toda la gama de tecnologíasinnovadoras que se están utilizando o la investigación que se está llevando a cabo en las universidades y en otros lugares. Algunas de estas tecnologías existentes o emergentes pueden proporcionar avances que podrían conducir a nuevas formas de proporcionar servicios esenciales y cambiar la naturaleza de los sistemas de infraestructura actuales. El uso generalizado de nuevas tecnologías y materiales podría crear una infraestructura más duradera, fiable y resistente con impactos ambientales más benignos.Muchos grupos e individuos han reconocido la necesidad de mejorar los sistemas de infraestructura crítica de la nación y han propuesto varias soluciones. Ya se ha elaborado una serie de documentos temáticos, planes y estrategias para reparar y actualizar la infraestructura en su conjunto o para tratar con sistemas específicos, como los sistemas de suministro de agua. A nivel regional, estatal y local, las organizaciones comunitarias,gubernamentales, sin fines de lucro y del sector privado están desarrollando e implementando estrategias para abordar uno o más desafíos relacionados con la infraestructura a través de las fronteras jurisdiccionales y políticas. Los siguientes son ejemplos de tales iniciativas: â € ¢ Para la región metropolitana de Memphis, que incluye porciones de Tennessee, Misisipi y Arkansas, así como 40 ciudades individuales, un marco conceptual titulado Véase, por ejemplo, “ La infraestructura de América: Ramping Up o CrashingDownâ € (Katz et al., 2007); “Guiding Principios es la Consolidación de America’sInfrastructure” (CSIS, 2006); “A de New Bank to Save Our Infrastructure” (Ehrlichand Rohatyn, 2008); “Time se an de la Infraestructura Overhaul” (Little, 2007); “It’sTime to Rebuild America” (Rohatyn and Rudman, 2005); “Report Carta forAmerica’s Infrastructure—2009” (ASCE, 2009); and » “Main Calle, No WallStreet, Should Fijar Crumbling Infrastructure” (Sebelius and Stern, 2008). See, for example, Critical Issues in Transportation (TRB, 2006); El Análisis de Brechas en la Infraestructura de Agua Limpia y Agua Potable (EPA de EE.UU., 2002); Una Estrategia Económica para Invertir en la Infraestructura de América (Deshpande y Elmendorf,2008); Cuestiones de Interdependencia de la Distribución de Energía y Agua: Mejores Prácticas y Lecciones Aprendidas (EPA de EE.UU., 2005); Inversión Futura en Infraestructura de Agua Potable y Aguas Residuales (CBO, 2002). El área se describe de la siguiente manera: Aunque la región metropolitana de Memphis está compuesta por dos partes distintas y geográficamente desiguales debido al efecto del río Mississippi, sigue siendo una unidad. Dos puentes de automóviles y dos trenes conectan la ciudad a través del Mississippi. Mientras que el área urbanizada está creando UN NUEVO PARADIGMA 33

â € œUn Futuro Global Estratégico  € se ha emitido con la misión declarada: “establecer firmemente la región de Memphis como una región metropolitana dinámica, en crecimiento, energética y fuertemente conectada con la economía global (Boyle y Asociados, 2009). El marco aborda muchos aspectos de la economía de la región, sus sistemas de infraestructura crítica y un plan de inversión y gestión que cruza explícitamente jurisdicciones para permitir cambios significativos. â € ¢ En el estado de Indiana, los Departamentos de Transporte y Agricultura han emprendido “una iniciativa conjunta para explorar el potencial de importantes mejoras de infraestructura a nivel estatal que puedan apoyar e impulsar estratégicamente el crecimiento económico de India (Purdue University, 2006, p. 2). El Taller de «Sueño de Tubería» del Estado de Indiana se llevó a cabo para » identificar mejoras nuevas y dramáticas en la infraestructura de transporte subterráneo que se adaptarían a las necesidades actuales y futuras . . . Energía, Banda Ancha, Comunicaciones, Ganadería/Agricultura, Tratamiento de Tormentas/Aguas Residuales y Suministro de Agua Dulce (ibid). * La coalición América 2050 es una iniciativa nacional para hacer frente a los desafíos de infraestructura, desarrollo económico y medio ambiente de la nación mientras nos preparamos para agregar alrededor de 130 millones de estadounidenses adicionales para el año 2050 (América 2050, 2009). El objetivo de este esfuerzo, guiado por una coalición de planificadores regionales, académicos y responsables de políticas, es desarrollar un marco para el crecimiento futuro de la nación que considere tendencias como el rápido crecimiento de la población y el cambio demográfico, el cambio climático global, el aumento del comercio exterior y los sistemas de infraestructura que están alcanzando su capacidad. Blueprint America fue desarrollado por fundaciones sin fines de lucro para » iluminar con un foco de atención inquebrantable la infraestructura deteriorada y descuidada de América y para educar al público sobre temas críticos relacionados con la infraestructura y las elecciones de políticas que se deberán tomar (PBS, 2009). en los dos lados del río no son contiguos, son altamente interactivos y se han desarrollado en estrecha colaboración. Por lo tanto, se consideran parte de la misma área metropolitana (Boyle y Asociados, 2009).34 SISTEMAS DE INFRAESTRUCTURA CRÍTICA SOSTENIBLE

Los documentos temáticos y planes existentes proporcionan una gran cantidad de información detallada sobre cuestiones y necesidades de infraestructura. Las iniciativas y estrategias en curso basadas en la comunidad proporcionan una fuente de enfoques creativos y de colaboración para la renovación de la infraestructura que trascienden las fronteras jurisdiccionales e institucionales. En ausencia de una visión o concepto global para sistemas de infraestructura críticos, estos planes, iniciativas y estrategias se han desarrollado de forma independiente, cada uno con su propio conjunto de objetivos.A medida que se enfrentan a costosos proyectos de renovación de infraestructura, individuos, organizaciones y comunidades han propuesto opciones de financiamiento innovadoras que incluyen asociaciones público-privadas(Orr, 2007), reestructuración del Fondo Fiduciario de Carreteras, mayor dependencia de las tarifas de los usuarios, como las de las carreteras de peaje y los carriles de peaje de alta ocupación, uso de fondos de pensiones públicos (Sebelius y Stern,2008), privatización (Anderson, 2008) y establecimiento de un banco nacional de infraestructura (Ehrlich y Rohatyn, 2008). La propiedad y los mecanismos de financiación implican niveles de riesgo diferentes, implican cuestiones de equidad social (por ejemplo, el acceso a los servicios según la capacidad de pago de cada uno) e influyen en la forma en que el público valora los servicios prestados. Cada enfoque tiene implicaciones sociales y financieras a corto y largo plazo, y ningún enfoque único sería apropiado para todas las situaciones. La elección del mejor enfoque para una situación específica dependería de los objetivos que se pretendan alcanzar.A pesar de que los avances tecnológicos, las iniciativas basadas en la comunidad y las opciones de financiación ofrecen la promesa de nuevas formas de abordar la renovación de la infraestructura crítica, han sido ad hoc, a menudo centrándose en un tema,un tipo de sistema o un conjunto de soluciones. Al concentrarse en proyectos individuales, tecnologías, mecanismos de financiación u objetivos muy definidos, los esfuerzos ad hoc corren el riesgo de malgastar recursos escasos y aumentar la probabilidad de consecuencias graves e imprevistas. Se necesita un marco para crear una estructura dentro de la cual las actividades, el conocimiento y las tecnologías en curso se puedan alinear y aprovechar para apoyar la renovación crítica de la infraestructura y también para ayudar a lograr algunos de los imperativos del siglo XXI de la nación.CREACIÓN DE UN NUEVO PARADIGMA 35

UN MARCO PARA DESARROLLAR SISTEMAS DE INFRAESTRUCTURA S U S TA I N A B L E C R I T I C A L El propósito de un marco es crear un entorno para desarrollar soluciones a corto y largo plazo a problemas complejos que involucran a una multitud de partes interesadas. Un marco puede proporcionar la estructura para establecer expectativas públicas sobre la confiabilidad, la resiliencia, la eficiencia y el costo de los sistemas de infraestructura crítica y puede guiar las acciones para encontrar soluciones que sean físicamente resilientes, socialmente equitativas, rentables y ambientalmente viables. Los siguientes son los componentes esenciales de tal marco: â € ¢ Una visión amplia y convincente que inspire a individuos y organizaciones a aunar esfuerzos para ayudar a cumplir con los imperativos centrales 21 renovando los sistemas de infraestructura críticos de la nación. Esta visión se centraría en un futuro de competitividad económica, independencia energética, sostenibilidad ambiental y calidad de vida, y no en un legado de deterioro del hormigón, el acero y los cables. â € ¢ Un enfoque en la prestación de los servicios esenciales relacionados con el agua y las aguas residuales, la energía, la movilidad y la conectividad, en contraste con la mejora de las instalaciones físicas individuales para fomentar el pensamiento innovador y las soluciones. â € ¢ Reconocimiento de las interdependencias entre los sistemas infraestructurales críticos para permitir el logro de objetivos múltiples y evitar soluciones de enfoque limitado que bien pueden tener consecuencias graves e imprevistas. â € ¢ Enfoques colaborativos basados en sistemas para aprovechar los recursos disponibles y proporcionar soluciones rentables a través de los límites institucionales y jurisdiccionales. â € ¢ Medidas de rendimiento para lograr una mayor transparencia en la toma de decisiones mediante la cuantificación de los vínculos entre las inversiones en infraestructura, la disponibilidad de servicios esenciales y otros imperativos nacionales. Los estadounidenses han emprendido grandes desafíos cuando los líderes han comunicado eficazmente la importancia y el significado de los temas en juego. El presidente Dwight D. Eisenhower presentó 36 SISTEMAS DE INFRAESTRUCTURA CRÍTICA SOSTENIBLE

una visión para la seguridad nacional basada en parte en la construcción de un sistema de carreteras interestatales. Su visión inspiró a los líderes de los sectores público y privado del país para diseñar, planificar, financiar y construir ese sistema. El llamado del presidente John F. Kennedy para que la nación aterrice un hombre en la Luna y regrese a salvo a la Tierra en la década de 1960 fue igualmente inspirador. Este desafío se enfrentó a través de un esfuerzo colaborativo de científicos, ingenieros,empresarios y funcionarios gubernamentales, y fue apoyado por contribuyentes. Los Estados Unidos no tienen actualmente una visión de sus sistemas de infraestructura crítica para guiar el desarrollo de conceptos,estrategias, objetivos declarados para su configuración futura, nivel de rendimiento o nivel de servicios. Es poco probable que las políticas, procedimientos y procesos de toma de decisiones actuales resulten en el desarrollo de una red de sistemas que satisfagan las necesidades sociales,económicas y ambientales actuales y futuras. La última revisión iniciada por el congreso de la condición de los sistemas de infraestructura crítica de la nación concluyó en 1988 con la publicación de Fragile Foundations: A Report on American Spublic Works. El informe encontró «pruebas convincentes de que la calidad de la infraestructura de América es apenas adecuada para satisfacer los requisitos actuales e insuficiente para satisfacer las demandas de crecimiento y desarrollo económico futuro» (NCPWI, 1988, p. 1). Para mejorar los sistemas de infraestructura, Fragile Foundations recomendó una estrategia de base amplia y a largo plazo en la que participaran el gobierno, el sector privado y el público. Veinte años más tarde, los líderes del gobierno y de la industria no han pedido una estrategia a largo plazo, colaborativa y basada en el extranjero, y, en consecuencia, no se ha desarrollado. Ahora se necesita una visión que inspire y reúna a los líderes empresariales,comunitarios, académicos y gubernamentales para abordar los problemas relacionados con los sistemas de infraestructura críticos. No debe ser una visión de hormigón, acero y cables, sino más bien una de expectativas de competitividad económica, menor dependencia del petróleo importado, alta calidad de vida y armonía con el medio ambiente. En ausencia de tal visión, continuarán las iniciativas e inversiones ad hoc para sistemas de infraestructura crítica impulsados por fuerzas económicas o recuperaciones desastrosas, pero será difícil integrarlas en un enfoque coherente para satisfacer las necesidades del siglo XXI.CREACIÓN DE UN NUEVO PARADIGMA 37

F ocus on P roviding E ssen t i a l Sicesices Los ciudadanos y las empresas esperan que los servicios esenciales de agua y aguas residuales, energía, movilidad y conectividad estén disponibles sin interrupciones. Sin embargo, el crecimiento de las empresas y de la población ya ha superado la capacidad de los sistemas existentes para satisfacer esas expectativas, como lo demuestran las congestiones en el transporte, la contaminación del aire y el agua y el aumento de los casos de interrupciones de la energía y los servicios. Para que las partes interesadas comprendan plenamente lo que está en riesgo y las opciones que se deben tomar, el diálogo público debe reformularse como un debate sobre la mejor manera de proporcionar servicios esenciales, en lugar de centrarse actualmente en los méritos y deficiencias de los sistemas físicos individuales. Como parte de esta discusión, será necesario desarrollar las respuestas a preguntas como las siguientes: • ¿cuáles son los public’s expectativas para los niveles de servicios a ser prestados por los sistemas de infraestructuras críticas? • ¿cuáles son sus expectativas con respecto a la flexibilidad de estos sistemas? • ¿Qué acciones son necesarias para lograr esas expectativas? • ¿cuánto dinero son las personas y empresas dispuestas a invertir ahora y en los próximos años? • ¿Cuáles son las alternativas disponibles para las prácticas tradicionales para la prestación de servicios esenciales? â € ¢  ¿quà © acciones se necesitan para desarrollar sistemas que sean física, social, financieramente y ambientalmente sostenibles? Cambiar la conversación de sistemas deteriorados y diseñados a la provisión de servicios esenciales que afectan la calidad de vida de todos puede reenfocar la atención de las partes interesadas en el valor final de dichos servicios. Al hacerlo, se brindarán oportunidades para un pensamiento más creativo, una mayor participación de una gama más amplia de partes interesadas y una gama más sólida y diversa de posibles soluciones para la prestación de servicios y la renovación de la infraestructura.38 SISTEMAS DE INFRAESTRUCTURA CRÍTICA SOSTENIBLE

R ecogni t ion o f I n t erdependencies A mongC ri t ic a l I n f r a s t ruc t ure S ys t ems Proporcionar sistemas de infraestructura resilientes y confiables requiere enfoques transversales y colaborativos para permitir la identificación y mitigación de vulnerabilidades y la movilización de recursos y soluciones. Tales enfoques son posibles y prácticos,como lo demuestran los esfuerzos destacados anteriormente en este capítulo que están ocurriendo en la región metropolitana de Memphis, en Indiana y en otros lugares. Encontrar formas de colaborar más allá de los límites institucionales y jurídicos puede ayudar a lograr múltiples objetivos,como reducir las emisiones de gases de efecto invernadero, proteger el suministro de agua y trabajar para lograr la sostenibilidad ambiental. Además, puede ayudar a evitar soluciones muy específicas con consecuencias graves e imprevistas al aportar más información y más partes interesadas a la mesa. Al considerar las interacciones del agua, las aguas residuales, la energía, la transpor-tación, las telecomunicaciones y el medio ambiente, debería ser posible desarrollar soluciones que cumplan múltiples objetivos y sean sostenibles para las generaciones futuras.Los acuerdos institucionales existentes y los procesos de toma de decisiones inhiben la reflexión efectiva sobre las interacciones entre diversos sistemas de infraestructura, sobre su rendimiento general en la prestación de servicios y sobre los costos de operación y mantenimiento de estos sistemas a lo largo de una vida útil de 50 a 100 años. Cambiar el diálogo público para que se centre en los servicios esenciales, la naturaleza regional de los sistemas de infraestructura y sus interdependencias brindará oportunidades para reunir a las partes interesadas de una gama de organizaciones relacionadas con la infraestructura para discutir temas que trascienden las fronteras institucionales, jurisdiccionales y políticas. Al hacerlo, pueden identificar nuevas formas de aprovechar los recursos, optimizar las inversiones e identificar soluciones que cumplan múltiples objetivos.A pesar de que los sistemas de infraestructura se construyen y explotan para proporcionar servicios esenciales, complejos y variados a las sociedades, su rendimiento o eficacia rara vez se evalúa contra la creación de UN NUEVO PARADIGMA 39

objetivos sociales,como la salud y la seguridad, la rentabilidad o la fiabilidad (NRC, 1995). La falta de medidas de ejecución inhibe la transparencia y la adopción de decisiones eficaces sobre las inversiones relacionadas con la infraestructura porque no está claro qué resultados se pueden esperar o qué resultados se logran realmente con esas inversiones. Un primer paso en el desarrollo de un sistema eficaz de medición del desempeño es establecer metas y objetivos para los elementos a medir, por ejemplo, el nivel de servicios que deben prestar los sistemas de infraestructura crítica. Los datos sobre los niveles actuales de servicio pueden proporcionar una base de referencia. Las inversiones en infraestructura pueden medirse con respecto a la base de referencia para determinar si los niveles de servicios están mejorando o disminuyendo, lo que permite adoptar las medidas adecuadas. Se necesitarán al menos tres grandes categorías de medidas para evaluar el rendimiento de la infraestructura: effectiveness, reli-ability, and cost (NRC, 1995). Se podrían utilizar diversas formas para proporcionar datos de rendimiento en tiempo real y comentarios del público, incluidos sensores y otras tecnologías de monitoreo. La información transparente y de fácil acceso sobre el desempeño podría dar lugar a cambios en el comportamiento de las instituciones e individuos, alterar las percepciones sobre el valor de la infraestructura y dar lugar a una mayor rendición de cuentas con respecto a los resultados de las inversiones en infraestructura. Por ejemplo, el primer edificio comercial de electricidad neta cero en los Estados Unidos tiene una pantalla gráfica dinámica en el vestíbulo que muestra el funcionamiento en tiempo real de la construcción en un formato de tablero de instrumentos y ha inspirado a los empleados a ahorrar energía apagando las luces y tomando otras medidas similares (Grabowski, 2008). Un sistema de medición del desempeño con objetivos múltiples promovería una mayor transparencia en la toma de decisiones, una mejor información para la toma de decisiones y una mejor comprensión de los vínculos entre la inversión en infraestructura y la competitividad económica, la calidad de vida y la calidad ambiental. También podría ayudar a comunicar lo que está en juego y los riesgos que implica cuando se consideran las inversiones en infraestructura crítica. Las medidas de rendimiento también pueden ayudar a establecer el apoyo público a largo plazo para las inversiones en infraestructura entre sus usuarios, ciudadanos, empresas y organizaciones sin fines de lucro, definido como un edificio con un consumo neto de energía de cero en un año típico: es decir, la energía producida menos la energía utilizada es igual a cero (Grabowski, 2008).40 SISTEMAS DE INFRAESTRUCTURA CRÍTICA SOSTENIBLE

gobiernos y otras instituciones de los sectores público y privado(NRC, 1995).Un primer paso importante para crear un nuevo paradigma es reunir a aquellos que tienen un interés esencial en cumplir los imperativos del siglo XXI y que ya están involucrados en los esfuerzos de infraestructura sostenible. Incluyen propietarios de infraestructura, diseñadores, ingenieros, financieros, reguladores y responsables de políticas, así como ecologistas, activistas comunitarios, científicos e investigadores. Trabajando dentro del marco, los expertos en tales áreas podrían comenzar a identificar una gama completa de nuevos enfoques, tecnologías y materiales para proporcionar los servicios de movilidad,conectividad, agua, aguas residuales y energía para cumplir con múltiples objetivos.También podrían identificar nuevos enfoques para la toma de decisiones,las finanzas, las operaciones y los procesos relacionados con la infraestructura. Los resultados de tal reunión podrían servir para iniciar un esfuerzo colaborativo a largo plazo para desarrollar una visión,conceptos y objetivos para los sistemas de infraestructura crítica de la nación y luego identificar las políticas, prácticas y recursos necesarios para implementar la visión. Los resultados podrían ser sistemas de infraestructura críticos que sean sostenibles física, económica, social y medioambientalmente durante los próximos 50 años.CREANDO UN NUEVO PARADIGMA 41