E.T.S. de Ingeniería Industrial, Informática y de Telecomunicación
Modelo explicativo y
predictivo de infraestructuras
Grado en Ingeniería
en Tecnologías Industriales
Trabajo Fin de Grado
María Senosiain Corera
Directores: Faustino Gimena Ramos y Pedro Gonzaga Vélez
Pamplona, junio de 2022
Resumen En este trabajo se desarrolla un Modelo Explicativo y Predictivo de Infraestructuras, con el fin de llevar a cabo el estudio de éstas, siguiendo siempre el mismo procedimiento. Mediante su aplicación se obtener un análisis completo de la infraestructura, para su planificación, gestión y valoración con el fin de detectar, entre otros temas, determinados aspectos y puntos de mejora.
Se efectúa la aplicación del sub-modelo explicativo-descriptivo, donde se define, caracteriza, jerarquiza y cuantifica la infraestructura. Gracias a esto se conoce con precisión los puntos principales a analizar, mejorando de tal forma la calidad de los resultados obtenidos.
Posteriormente se aplica el sub-modelo explicativo-justificativo, donde se estudia tanto la oferta como la demanda. Se analiza la relación entre oferta y demanda ya sea actual como futura. Finalmente, se aplica el sub-modelo predictivo-conclusivo con el fin de obtener la información necesaria para determinar las conclusiones asociadas a cada infraestructura estudiada.
Palabras clave Modelo, sub-modelo, definición, caracterización, jerarquización, cuantificación, oferta, demanda, adecuación, planificar, gestionar, valorar, dimensionar, mejorar, necesidad, requerimiento, coste, impacto, riesgo, inversión, rendimiento, desarrollo, sostenibilidad.
ÍNDICE
1. Introducción y objetivos
1.1. Definición y concepto de infraestructura 1.2. Evolución de las infraestructuras
1.3. Diferentes clasificaciones de infraestructuras 1.4. Otras clasificaciones y contenidos
1.5. Objetivos
2. Modelos de análisis de infraestructuras
2.1. Modelo del Congreso Nacional del Medio Ambiente
2.2. Metodología National Institute of Standars and Technology-Cinersecurity Framework 2.3. Meta-análisis del Banco Bilbao Vizcaya Argentaria
2.4. Modelo explicativo y predictivo
2.4.1 Sub-modelo explicativo-descriptivo 2.4.2 Sub-modelo explicativo-justificativo 2.4.3 Sub-modelo predictivo-conclusivo
3. Aplicaciones del sub-modelo explicativo-descriptivo en infraestructuras 3.1. Infraestructuras de uso deportivo
3.2. Generación eléctrica renovable
4. Aplicaciones del sub-modelo explicativo-justificativo en infraestructuras 4.1. Infraestructuras de uso deportivo
4.2. Generación eléctrica renovable
5. Aplicaciones del sub-modelo justificativo-conclusivo 5.1. Infraestructuras de uso deportivo
5.2. Generación eléctrica renovable 6. Conclusiones
7. Bibliografía
1. Introducción y objetivos
En este primer capítulo del trabajo fin de grado se presenta la definición y el concepto de infraestructura. Con ello, se pretende aclarar su significado con el objetivo de poder plantear diferentes clasificaciones en función de determinados tipos de análisis.
Seguidamente, en este capítulo, se describe el objetivo general del trabajo y se redactan los diferentes objetivos secundarios o particulares necesarios para alcanzar esta finalidad principal del documento.
1.1. Definición y concepto de infraestructura
Antes de definir lo que propiamente en este trabajo se denomina infraestructura, se considera necesario aclarar la diferencia existente entre tres conceptos que suelen ser confusos: Estructura, infraestructura y superestructura.
— La estructura se le denomina a conjunto de relaciones que mantienen entre sí las partes de un todo. Se trata de la organización y del orden.
— La infraestructura hace referencia a la base material que determina la estructura social, el desarrollo y el cambio social.
— La superestructura es el conjunto de medios ideológicos, jurídicos y políticos los cuales definen la sociedad.
Como conclusión la infraestructura está formada por los medios materiales, la superestructura está conformada por los medios no materiales y finalmente la estructura organiza ambos. Debajo de la estructura se encuentra la infraestructura como base y soporte material, pero esto no quiere decir que la infraestructura sea inferior en importancia, ambas son igualmente importantes [4]. En términos generales una infraestructura ser puede definir como el sostén o la base de una estructura o de una organización [2]. Se puede entender como palabras sinónimas soporte o fundamento.
Según el Diccionario de la Academia [5], la palabra infraestructura tiene dos acepciones que son:
1. Obra subterránea o estructura que sirve de base de sustentación a otra.
2. Conjunto de elementos, dotaciones o servicios que se consideran necesarios para la creación y funcionamiento de una organización cualquiera. Infraestructura aérea, social, económica.
Por tanto, las infraestructuras están conformas por sistemas fundamentales que respaldan la funcionalidad de los hogares y las empresas y son necesarias para el buen funcionamiento de una ciudad, de un país o de una organización [11]. Sus componentes proporcionan productos básicos y servicios esenciales para sostener o mejorar las condiciones de vida de la sociedad y mantener el entorno circundante.
La palabra infraestructura se ha utilizado en francés desde 1875 y en inglés desde 1887, y originalmente significaba las instalaciones que forman la base de cualquier operación o sistema. La palabra procedente del francés, se usaba para establecer un lecho de carretera de material de sustrato necesario antes de que se pudieran colocar encima las vías del tren o el pavimento construido. En la década de 1940 fue adoptado por La Organización del Tratado Atlántico Norte (OTAN) y a partir de 1970 fue utilizado por planificadores urbanos [8].
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 estructura (derivada de la palabra latina structus que significa construido).
CAPÍTULO 1
Como se ha comentado en el párrafo anterior, el prefijo infra significa inferior o debajo y en la palabra infraestructura hace referencia al hecho de que sus elementos son los cimientos que permiten la actividad humana y, por tanto, vienen a estar por debajo de esta estructura funcional sustentándola. Hay que señalar que las infraestructuras conllevan las inversiones más importantes dentro de los gastos de las administraciones gubernamentales. Es tal la cantidad de dinero asociadas a estas infraestructuras que los gobiernos (locales y nacionales) son los encargados de realizar estas inversiones y de organizar sus construcciones. El dinero es recaudado de la población mediante impuestos, por lo tanto, dichas construcciones son para el uso de todos. Por esta razón, es fundamental que la planificación y el desarrollo de las infraestructuras sean lo más riguroso y efectivo para el aprovechamiento al máximo de la inversión ejecutada.
En ocasión puede suceder que exista una falta de servicios ofrecidos por las infraestructuras asociados a la actividad humana. También puede ser habitual que los proyectos de las infraestructuras no estén dimensionados adecuadamente provocando descontento entre la comunidad afectada e incluso en peores situaciones, provocando crisis económicas. Por ello, la planificación de los proyectos de infraestructuras consiste en la inversión en el momento oportuno teniendo en cuenta la demanda en la actualidad y también en previsiones de futuro. Es decir, una infraestructura de gran capacidad de servicio no eficaz si no se corresponde con la demanda. Igualmente, de forma inversa, una infraestructura de poca capacidad de servicio que no abarque a satisfacer la demanda no está bien dimensionada o ajustada y no es totalmente adecuada.
1.2. Evolución de las infraestructuras
La necesidad de desarrollar diferentes infraestructuras surge a raíz del desarrollo de la agricultura y de la domesticación de animales. El hombre deja de ser nómada y se asienta en un determinado lugar. Se utilizaban las materias primas disponibles en el entorno y de construían las primeras infraestructuras básicas para dar servicio a estos asentamientos. El incremento la población conllevó a una mayor organización social, económica y política. Las infraestructuras evolucionaron para satisfacer las demandas de los habitantes de los asentamientos. Se formaron ciudades con mayor orden social y mejor organización y, en consecuencia, el nivel de las infraestructuras.
Durante el periodo en que las primeras civilizaciones existieron (Antigua Mesopotamia, Civilización sumeria, Civilización acadia, Civilización babilónica, Civilización asiria, Antiguo Egipcio, Romanos, Antigua China, Pueblos Precolombinos, …), se desarrollaron los primeros avances importantes en las infraestructuras derivados de las necesidades sociales y económicas, como lo fueron:
— Abastecimiento de agua: Infraestructura formada por conducciones expuestas y subterráneas, que conectaban los manantiales con las poblaciones. Sirven para trasladar el agua a puntos señalados de distribución (acueductos).
— Almacenamiento de agua: Infraestructura necesaria para tener un suministro constante de agua.
Las primeras infraestructuras con este propósito fueron algunas presas que se remontan a la época de los Egipcios y Romanos.
— Alcantarillado: Infraestructuras conformadas por redes con el fin de evacuar las aguas de lluvia.
Posteriormente y a raíz del elevado índice de enfermedades asociadas a los asentamientos, surgió la necesidad de evacuar los desechos orgánicos generados en las ciudades teniendo que incrementar y modernizar estos tipos de conducciones.
— Caminos: Infraestructuras que se generaron por la necesidad de desarrollar vías de comunicaciones seguras y eficientes para traslado de mercancía o personas.
— Puertos: Infraestructuras que se desarrollaron por la necesidad de atracar las embarcaciones utilizadas para el comercio, traslado y actividades pesqueras.
Introducción y objetivos
Las infraestructuras construidas con materiales débiles se acondicionaron con nuevos elementos más resistentes. A su vez, a lo largo del tiempo surgieron nuevos criterios de gobierno y ocurrieron sucesos importantes como los son: la creación de los países mediante la independencia o unión de pueblos, la revolución industrial, la creación de redes ferroviarias, el descubrimiento del petróleo y sus aplicaciones, la invención del automóvil, construcción de presas modernas para almacenamiento de agua y creación de energía, el descubrimiento de la energía nuclear, desarrollo de la industria aeroespacial, entre otros.
Se detectó la necesidad de desarrollar nuevas infraestructuras, debido a que no cumplía con los requisitos de transporte, comunicación y energética, producción en masa. Por tanto, las infraestructuras evolucionan y se adaptan a las nuevas tecnologías y necesidades. En la época actual, se han producido cambios importantes en diferentes sectores como el energético mediante energías renovables, hidráulico con las plantas de tratamiento de aguas residuales y plantas potabilizadoras, edificación y construcción mediante el uso de nuevos materiales…
Las infraestructuras siempre han estado y estarán en constante evolución, ya que están relacionadas con cada uno de los aspectos y sectores que conforman la civilización, gracias a los avances tecnológicos y a las crecientes necesidades del ser humano.
1.3. Diferentes clasificaciones de infraestructuras
La primera clasificación de las infraestructuras se puede realizar en función su administrador principal o propietario(s). Éstas pueden ser planificadas, ejecutadas y/o explotadas por el sector Público (Administración) o el sector Privado.
Las infraestructuras están formadas por un conjunto de medios técnicos, servicios e instalaciones necesarios para el desarrollo de una actividad o para que un lugar pueda ser utilizado con un fin. Tienen como objetivo fomentar la expansión social y económica, además de mejorar la calidad y el estilo de vida. Materializan cualquier actividad necesaria para la producción o el desarrollo. Los proyectos de construcción de infraestructuras son realizados por el gobierno a través de fondos recaudados en los impuestos, por tanto, son del disfrute de todos. En este trabajo se consideran infraestructuras aquellas que han sido construidas por el ser humano (Fig. 1.1). Algunos ejemplos serían hospitales, carreteras, puentes, centrales eléctricas, …
Figura 1.1 Infraestructuras construidas. Central nuclear, carretera, puente y clínica.
CAPÍTULO 1
Para una realizar una nueva clasificación, es importante tener en cuenta que cuando se está hablando de infraestructura, en este grupo no solo entran las instalaciones, sino que hay que tener en cuenta todos los procesos, planificaciones de gestión, las políticas aplicadas, … Todos los diferentes niveles se complementan para así el dinero invertido sea más efectivo y de mayor calidad, ayudando a los habitantes de la zona. Las infraestructuras están formadas por tres niveles diferentes en función de sus características y su finalidad [7]:
— Infraestructuras duras: Formadas por aquellos elementos físicos y materiales que la componen. Se trata de que se construyan y mantenga en el tiempo obras físicas para el correcto funcionamiento de cada región. Un ejemplo es la infraestructura viaria.
Figura 1.2 Mapa carreteras de Navarra
— Infraestructuras blandas: Referidas al capital humano y a sus elementos constitutivos. Todo aquello que necesario para desarrollar, mantener y solventar economía, cultura, educación, transporte…
Algún ejemplo son las normativas, conocimientos, métodos, desarrollo de un sistema, …
Figura 1.3 Normas y estándares
— Infraestructuras críticas: Son servicios esenciales que dan apoyo y protegen a otras infraestructuras.
Por ejemplo, los servicios de emergencia, comunicaciones, provisión de energía eléctrica, …
Introducción y objetivos
Figura 1.4 Servicios críticos de energía, salud, baterías, …
Otra posible clasificación de las infraestructuras se puede efectuar según sea su función dentro de la sociedad [1] [2] [9].
1 Infraestructuras civiles y de edificación
Son todas aquellas que tienen como fin la organización óptima de las ciudades y así actúan como base del desarrollo de las actividades de este núcleo poblacional. Son construcciones artificiales con diferentes propósitos y se consideradas la base de la vida moderna actual.
1.1 Urbana
Se construyen mediante proyectos de desarrollo urbanístico, desde los situados en las grandes capitales del mundo hasta los ejecutados en zonas libres. Existen en toda civilización y se rigen a través de normas, las cuales pueden variar en función del país donde se realizan. El nivel de desarrollo de éstas va aumentado en función de la demanda poblacional. Algunos ejemplos de infraestructura urbana pueden ser las aceras, parques, carreteras…
1.2. Turística
Aquellas edificaciones construidas para la satisfacción de la demanda del turismo, tales como museos, hoteles, hostales, exposiciones, …
Para realizar un estudio sobre la necesidad turística de una zona, habría que analizar la demanda ocupacional de todos los hoteles de la zona en diferentes épocas del año. Parece lógico que en caso de que durante casi todo el año permanezcan los hoteles con la mayoría de las habitaciones completas, se podría fomentar la construcción de más complejos hoteleros en la zona.
1.3. Social
Compuesto por las edificaciones cuyo fin es satisfacer una demanda social, en las cuales las personas puedan establecer vínculos entre ellas. Algunos ejemplos de estas infraestructuras son centros culturales, estadios de futbol, instalaciones deportivas, …
Para su correcta administración es necesario preguntar a los usuarios y/o posibles usuarios que centros culturales y actividades creen que no está adecuadamente dimensionados con la demanda existente.
CAPÍTULO 1
1.4. Educación
Son infraestructuras cuya finalidad es transmitir conocimientos, costumbres, valores y formas de actuar.
Están conformadas por guarderías, bibliotecas, universidades, colegios, … En la mayoría de los países occidentales la educación es totalmente gratuita y está desarrollada en escuelas públicas, pero también se pueden encontrar escuelas privadas y concertadas. Estos diferentes centros de educación varían en zonas según la cultura y/o la clase social.
1.5. Sanidad
Infraestructura formada por todas las instituciones y recursos cuyo objetivo es la mejora de la salud de las personas. Algunas de ellas son hospitales, centros de salud, ambulancias, … Para poder lograr su objetivo se necesita de personal cualificado, además de los recursos materiales necesarios. En la mayoría de los casos, el responsable de marcar las pautas a seguir en este sector es el Gobierno del Estado, aunque estén organizadas por las instituciones de cada región. Al igual que en la educación, se puede encontrar sanidad pública y privada.
1.6. Vivienda
Las infraestructuras de vivienda son lugares construidos para ser habitados por personas. Por tanto, deben ser cómodos, confortables y seguros. Hay una extensa variedad de viviendas tales como apartamentos, unifamiliares, casas, … y hay que señalar que su forma y distribución varía en función de la cultura y la zona. Este tipo de infraestructura es el más numeroso y se puede encontrar de diversas composiciones dependiendo de la cultura, religión y climatología.
Para realizar un estudio de este tipo de infraestructura sería necesario la clasificación de las diferentes edificaciones, con el fin de detectar cual es el tipo de vivienda predominante. También habría que ver qué tipo de vivienda tiene una mayor demanda. Con ambos datos se podría ver cuál es el diseño de vivienda que más desea una cierta población con el fin de definir la tipología de las nuevas construcciones.
2 Infraestructura hidráulica
Este tipo de edificaciones tienen como finalidad el control de un bien esencial, el agua. Esta se pretende manejar sea cual sea su origen, para su aprovechamiento o defensa. Estas serían un tipo de infraestructura civil, pero debido a su gran importancia hay que caracterizarla por separado.
2.1. Suministro de agua
La red de abastecimiento de agua potable tiene como objetivo principal proporcionar de agua potable a todas las viviendas y edificaciones existentes, tanto en áreas urbanas como rurales. Este tipo de edificaciones se pueden clasificar en función del origen del agua que recogen, ya que puede ser agua de lluvia, agua superficial, manantiales… Por ejemplo, el agua de lluvia es necesario almacenarla en depósitos de retención para su posterior tratamiento y no verter los contaminantes que puedan arrastrar hasta lo ríos.
Esta red de suministro puede tener diferentes formas según la zona donde se este transportando el agua. En ciudades esta red suele tener forma de anillo, pero en zonas rurales y menos pobladas suelen ser ramificaciones. La ventaja del anillo frente a las ramificaciones es que, si en algún punto sufriese una avería, el resto no se verían afectados, en cambio en las ramificaciones si.
Introducción y objetivos
Figura 1.5 Embalse de Eugui y depuradora de agua 2.2. Alcantarillado
La red de alcantarillado es la encargada del drenaje de aguas residuales y pluviales, desde la zona en que estas se generan hasta donde son vertidas y tratadas. Esta red está formada fundamentalmente por tuberías de sección circular, ñas cuales suelen estar enterradas bajo tierra. El funcionamiento de las tuberías esta basado en la ley de la gravedad, es decir, a presión atmosférica. En ocasiones se encuentran bajo presión atmosférica o en vacío, pero son periodos breves.
Este servicio se considera como elemental debido a la higiene que proporciona, aunque es habitual encontrarlo en condiciones inadecuadas. El principal problema suelen ser tuberías obstruidas y sucias.
Un ejemplo de ello es la ciudad catalana de Salou, la cual al no estar debidamente limpia y además, al encontrarse al nivel del mar, cada vez que llueve las alcantarillas no son capaces de tragar agua y todo queda inundado, paralizando toda actividad en esta ciudad.
La opción más barata siempre ha sido verter directamente el agua a los ríos y mares, pero en los últimos años se está promoviendo llevar el agua a una planta depuradora para limpiar, aunque sea las primeras aguas recogidas (son las más contaminadas), par así tratarlas correctamente y eliminar la mayor cantidad de contaminantes posibles.
3 Infraestructura de transporte
El transporte se define como el traslado de personas o mercancías de un lugar a otro. Esta actividad es fundamental para el desarrollo de la sociedad, para la interconexión. Para poder realizar el transporte correctamente se necesita la combinación de ciertos elementos entre si. Siendo estos elementos, carreteras, vías de tren, aeropuertos, canales, puertos, astilleros, semáforos, señales, radares… Dependiendo del tipo de transporte, se necesitan diferentes elementos, por ello se crean clasificaciones según estos elementos.
Un ejemplo de análisis de infraestructura podrían ser las carreteras como oferta y los vehículos la demanda.
Hay que analizar la concurrencia de cada carretera para saber su estado de solicitud y saber si concuerda con las dimensiones establecidas. Si existe demanda muy baja, quiere decir que se está prestando buen servicio a los vehículos, pero no está siendo eficiente. En cambio, si muchos vehículos concurren la vía, se tiene una infraestructura eficiente, pero si en esta se empiezan a formar atascos habitualmente, su servicio deja de ser el adecuado, aumentado así su demanda.
CAPÍTULO 1
El sector del transporte se encuentra en pleno cambio y desarrollo debido a las nuevas necesidades de la población.
3.1. Carreteras
Una carretera es una vía de dominio y uso público, la cual ha sido pensada para la circulación de vehículos, transportando mercancías o personas. Por ello las carreteras juegan un papel muy importante dentro del mundo económico, al igual que en el social. En ellas se producen la mayoría de los desplazamientos cotidianos. Según el tamaño de la carretera y su funcionalidad se pueden clasificar. Para su clasificación se tomará como referencia la anchura de la vía y la capacidad de servicio.
Figura 1.6 Red de carreteras 3.2. Ferrocarril
Se denomina ferrocarril al sistema de transporte terrestre guiado sobre carriles, que transportan personas y mercancías. Los carriles que se utilizan suelen ser de hierro o acero para mayor resistencia de estos. Dentro de esta infraestructura se incluyen estaciones, túneles, paradas, railes, trenes, señalización… Este sistema de transporte es muy popular debido a la cantidad de mercancías y personas que pueden ser transportadas en cada viaje. Además, es de destacar la alta velocidad que puede alcanzar. Este medio de transporte está en pleno desarrollo, mejorando la calidad y la velocidad continuamente.
Figura 1.7 Red de ferrocarril
Introducción y objetivos
3.3. Aeropuerto
Los aeropuertos son espacios destinados al despegue o aterrizaje de los diferentes transportes aéreos.
Estos espacios pueden estar ubicados en tierra al igual que en el agua mediante a barcos especiales.
Su función es la recepción de mercancías y pasajeros, estacionamiento de aeronaves, aterrizajes y despegues… No todos los aeropuertos son de igual tamaño, los de mayor tamaño suelen encontrase en ciudades importante y tienen múltiples conexiones con otros aeropuertos nacionales e internacionales. Aeropuertos más pequeños se encuentran en ciudades de menor tamaño, usualmente tienen conexiones nacionales y puntualmente alguna internacional. También el tamaño de estos puede variar en función de la demanda de acceso a esa zona, ya sea por motivos turísticos, económicos, …
Figura 1.8 Transporte aéreo 3.4. Marítimo
El puerto es la infraestructura marítima donde los barcos atracan, ya sea porque tienen ahí su zona de carga y descarga o simplemente se encuentre de paso tomando provisiones para el camino. Este tipo de transporte es el más utilizado por el comercio internacional de mercancías, pero el transporte de personas ha decaído en los últimos años, siendo reemplazado por el transporte aéreo. Otra utilización de este tipo de transporte es para la pesca o para embarcaciones de recreo.
Figura 1.9 Puerto marítimo y contenedores para su transporte
CAPÍTULO 1
3.5. Urbano
Es referido con transporte urbano todo aquel desplazamiento realizado dentro de una ciudad o entre núcleos urbanos situados en las inmediaciones de un municipio.
Se pueden clasificar según este transporte sea de uso público o privado. El transporte público se realiza en grupos grandes, con unos horarios y unas rutas determinados. Entre ellos se encuentran autobuses, tranvías, metro… Estos vehículos son proporcionados por empresas privadas, las cuales son costeadas con dinero público. Dependiendo del trayecto realizado el pasajero deberá abonar un precio determinado o en algunos lugares estos servicios son totalmente gratuitos. Este tipo de servicios varían su calidad en función del país donde se encuentre. En otro lugar se encuentra el transporte privado, el cual un particular se desplaza por la ciudad con su propio vehículo, bicicleta, patinete, …
Figura 1.10 Transportes urbanos
4. Infraestructura de telecomunicación y de energía
La infraestructura de telecomunicación es la encargada de facilitar la comunicación a través de sus medios transmisores, no solo transmite información, sino también controla el flujo de esta. Esta se compone de construcciones para telefonía fija, móvil e internet, y todos sus soportes. El despliegue de redes de fibra de larga distancia, anillos de fibra metropolitana, redes de fibra al hogar, centros de datos… Esta constituido por toda la parte hardware tanto como la parte software. Además, se pueden diferenciar entre las que son de dominio público y las de dominio privado.
Para tener un sistema de comunicación efectivo se deben cumplir tres requisitos fundamentales: entrega, exactitud y puntualidad. Para que esto sea así es necesario diseñar e implementar este sistema adecuadamente, pero hay ocasiones que fenómenos externos interfieren en esta comunicación.
Introducción y objetivos
Figura 1.11 Red de telecomunicaciones
Para analizar si la estructura comunicativa de una vivienda esta bien dimensionada, por ejemplo, habría que analizar el router, en su switch, cuantas direcciones MAC tiene almacenadas, en caso de que fuesen escasas y todo funcione correctamente, el router utilizado sería adecuado. En caso en caso de que este mismo router fuese utilizado en una oficina, analizando el número de direcciones MAC almacenadas, al ser muy elevado, habría que plantearse la utilización de diferentes switches según las zonas, o poner más routers.
La infraestructura energética está formada por todo lo relacionado con el diseño, adquisición y construcción de centrales térmicas, nucleares, renovables, centrales de ciclo combinado, plataformas de extracción de petróleo, subestación de transmisión, líneas de transporte, distribución… Además de todas aquellas destinadas a regular el flujo de energía y su transporte. Estas fuentes de energía pueden clasificarse en dos grandes grupos, renovables y no renovables, las cuales se diferencian entre si en función de su tasa de regeneración.
Debido al continuo desarrollo de nuevas tecnologías, ha aumentado el consumo de energía considerablemente, obligando a ampliar la red total de la infraestructura notablemente. Por ello, una sociedad altamente desarrollada, tiene un consumo mayor de energía que una que no lo está tanto.
Figura 1.12 Red abastecimiento de energía
CAPÍTULO 1
5. Otro tipo de infraestructuras
Además de las infraestructuras anteriormente clasificadas, existen más, aunque de menor relevancia para el estudio que se va a realizar en este trabajo, aun siendo estas esenciales para la sociedad. Estas van a ser nombradas para su conocimiento, pero no se profundizará en ellas.
5.1 Infraestructura minera
Este tipo de infraestructuras sirven para analizar, diseñar y construir minas para la extracción de todo tipo de materiales, los cuales son utilizados para formar parte de los componentes de elementos utilizados en la vida cotidiana Un ejemplo de ello serían los diamantes, con los cuales se pueden conformar piezas de joyería, o tantos elementos que son necesarios para la elaboración de teléfonos inteligentes como el coltán.
Figura 1.13 Minas y canteras 5.2 Infraestructura de Defensa Nacional
Se tarta de diferentes tipos de infraestructuras para la defensa militar de una nación. Los cuarteles, barracas, centros de comunicación, bases aéreas, depósitos o parques de armas y municiones, sistemas de misiles, instalaciones marítimas… Estas infraestructuras también podrían clasificarse en otros grupos como en el transporte o las telecomunicaciones, pero al ser utilizados con la finalidad de la defensa nacional también se deben incluir en esta clasificación.
Figura 1.14 Fuerzas militares
Introducción y objetivos
5.3 Infraestructura económica
Este tipo de infraestructuras esta formado por servicios e instalaciones en las cuales se llevan acabo actividades productivas, generando de tal forma riqueza. Un ejemplo de ello serían las empresas, las cuales tienen como propósito satisfacer necesidades de los clientes a cambio de dinero. Son de gran importancia ya que las empresas y el movimiento de dinero son la base de la economía mundial. Las infraestructuras económicas son los lugares donde se efectúan todas estas transacciones.
5.4 Infraestructura verde
La infraestructura verde está formada por todo aquello que pertenece a un ecosistema vegetal, perteneciendo a este grupo selvas, bosques… y de igual manera jardines y parques urbanos. Por tanto, estas pueden ser totalmente naturales o creadas por el ser humano. Debido a los recursos naturales que estos ecosistemas aportan son imprescindibles para la supervivencia del ser humano.
Figura 1.15 Ecosistema vegetal
1.4. Otras clasificaciones y contenidos
Si para diferenciar las infraestructuras se toma como punto de comparación los costes (de ejecución, de mantenimiento, de uso) y su finalidad, la clasificación es; subsistencia, desarrollo y bienestar.
— Subsistencia: Son las infraestructuras necesarias para el comercio básico y todas aquellas operaciones que proporcionen seguridad alimentaria para toda la población, además de todos los enseres básicos. Por ello en este subgrupo se incluyen las infraestructuras de transporte y las hidráulicas, anteriormente clasificadas. La administración es la encargada de planificar, ejecutar y explotar las infraestructuras, aunque la ejecución y la explotación puede ser llevada por entidades privadas. Además de obtener los beneficios de estas, la administración debe cuidarlas y mantenerlas para maximizar su efectividad.
CAPÍTULO 1
— Desarrollo: Estructuras de desarrollo son aquellas que proporcionan progreso económico, como pueden ser las infraestructuras de energía o de telecomunicación. Estas han surgido en los últimos años y han evolucionado rápidamente para satisfacer la demanda existente en la población.
Surgieron de la mano de entidades privadas, obteniendo de estas la financiación necesaria para su construcción y mantenimiento. La administración pública ha creado una red de transporte para su distribución, siendo la creación de estas totalmente privada, pero la red de distribución totalmente pública.
— Bienestar: Todas aquellas infraestructuras que ofrecen bienestar a la población, confort. Algún ejemplo sería el sistema educativo, sanidad o vivienda (infraestructuras civiles). Todos estos servicios surgieron de la mano de entidades privadas, pero al ser tan esenciales para el desarrollo y el bienestar de la población, la administración pública decidió hacerse cargo de estas para ofrecer estos servicios de la mejor calidad y a la totalidad de la población. Pero aún es posible de acceder a cualquier de estos servicios de forma privada para todas aquellas personas que deseen pagar por estos servicios por diversos motivos.
Tabla 1.1 Clasificación infraestructuras y sus costes
En la anterior tabla están reflejados los diferentes tipos de infraestructuras según sean de subsistencia, bienestar o desarrollo, además se ha indicado si su financiación viene de la administración pública o de entidades privadas. También se han indicado los costes que sería necesario invertir para su construcción.
Para obtener la información necesaria para utilizar el modelo, se usar el portal de revistas de la Universidad Pública de Navarra, ya que contiene suficiente cantidad de información. Siendo miembro de la Universidad Pública de Navarra, por ser una asociación federada en la FECYT (Fundación Española para la Ciencia y la Tecnología), se encarga de gestionar la licencia nacional de Web of Knowledge (WOK) para universidades y otros centros dedicados a la ciencia, investigación y la tecnología, teniendo acceso a todos ellos.
Introducción y objetivos
1.5. Objetivos
En los apartados anteriores de este primer capítulo introductorio se ha definido el concepto de infraestructura y se ha presentado tanto la evolución como las diferentes clasificaciones de infraestructuras. La construcción o la realización de infraestructuras conlleva, por lo general, un coste de recursos materiales, técnicos o financieros muy elevado. En caso de tener escasez en algún recurso de estos, hay que saber que inversiones materiales, técnicas o financieras deben priorizarse. Por tanto, hay que estudiar con que planificación de infraestructuras se va a conseguir un mayor rendimiento o un mayor desarrollo. Es habitual que una planificación o una inversión mal estudiada y sin ninguna justificación, conlleve a no cubrir las necesidades requeridas por la infraestructura. Identificando estas erróneas planificaciones y evitando sus consecuencias futuras puede conseguirse, mediante una nueva redacción de requerimientos y objetivos, una buena sostenibilidad de la infraestructura y el desarrollo de la comunidad asociada a ella.
Existen múltiples modelos para el análisis de infraestructuras y, a su vez, también hay muchos procedimientos para abordarlas, pero no hay ninguna de estas metodologías que sea fácilmente aplicable a todas ellas o están enfocadas para algún tipo concreto de infraestructura. Por ejemplo, la metodología National Institute of Standars and Technology-Cibersecurity Framework se centra en ciberseguridad (se desarrollará en el siguiente capítulo). El modelo Meta-análisis del Banco Bilbao Vizcaya Argentaria es más complejos de aplicar y requiere para su utilización conocimientos avanzados en la estadística. Otra característica principal de este tipo de modelos es que se centran fundamentalmente en aspectos económicos. No suelen analizar la sostenibilidad con el entorno, tema relacionado con el medioambiente que está adquiriendo gran importancia en la actualidad. Por tanto, ya sean las infraestructuras públicas o privadas; duras, blandas o críticas; civiles y de edificación, hidráulicas, de transporte, de telecomunicación y de energía o de otro tipo, no existe un único modelo o una única metodológica para poder estudiarlas o analizarlas. Parece lógico generar un modelo o una metodológica capaz de contener los procedimientos adecuados para analizar el desarrollo y la planificación de cualquier infraestructura.
El objetivo general de este trabajo es definir y desarrollar un modelo para estudiar y abordar cualquier tipo de infraestructura. Se pretende obtener la información necesaria para la comprobación de la correcta adecuación de la oferta y la demanda asociada a la infraestructura estudiada.
Para dar respuesta a esta finalidad general se considera necesario cumplir con los siguientes objetivos particulares:
— Estudiar, ordenar y clasificar la información sobre las infraestructuras obtenida, para así detectar las carencias, de cualquier tipo, que estas tienen y de esta forma realizar una planificación futura mucho más precisa a las necesidades que pueda tener la población, obteniendo un plan de actuación de cara a una mayor sostenibilidad y desarrollo.
— Estudiar y analizar modelos propios de infraestructuras concretas con el fin de comprobar si son o no adecuados para extender su aplicabilidad a otro tipo diferente de infraestructuras.
— Presentar los resultados obtenidos al aplicar las metodologías de infraestructuras estudiadas y analizar si es posible ofrecer diferentes tipos de resultados como son los asociados a un plan de desarrollo y actuación de cara a una mayor sostenibilidad.
— Proponer un único modelo de análisis de infraestructuras para poder llevar a cabo el estudio de éstas, siguiendo siempre el mismo procedimiento. Mediante la aplicación de la metodología propuesta se logrará obtener un análisis completo de cualquier infraestructura, para su planificación y valoración, con el fin de detectar, entre otros temas, determinados aspectos y puntos de mejora.
CAPÍTULO 1
— Plantear y dividir la metodología propuesta para el análisis de infraestructuras en sub-modelos que den respuesta tanto a nivel explicativo, ya sea descriptivo como justificativo, como a nivel predictivo y conclusivo.
— Utilizar el modelo propuesto para analizar infraestructuras concretas (infraestructura de la red de transporte terrestre, infraestructura de uso deportivo e infraestructura de generación eléctrica renovable) con el fin de demostrar la aplicabilidad de la metodología desarrollada.
En el nuevo modelo propuesto en este trabajo permitirá analizar diferentes temas de gran importancia como son los recursos económicos y la calidad del servicio que ofrecen las infraestructuras a los usuarios teniendo en cuenta la oferta y la demanda. También analizará otro tipo de aspectos como son los asociados a la sostenibilidad y los medioambientales. Para poder analizar las diferentes tendencias y buscar posibles carencias en las infraestructuras es necesario detectar los ámbitos de estudio en función de una distribución geográfica. También el modelo desarrollado deberá permitir tanto estudiar la adecuación entre la oferta y la demanda de forma sencilla, actual como futura, como presentar resultados de planificación, gestión, valoración y mejora que requiera la infraestructura.
2. Modelos de análisis de infraestructuras Existen diferentes modelos para analizar las infraestructuras, pero ninguno es lo suficientemente sencillo de aplicar, o es aplicable a todo tipo de infraestructuras. Primero de todo se tratarán algunos modelos ya propuestos, tales como el modelo del congreso nacional del medio ambiente, la metodología NIST-CBF o el meta-análisis propuesto por el Banco Bilbao Vizcaya Argentaria. Este tipo de modelos tienen ciertas desventajas, por ejemplo la metodología NIST-CBF solo es aplicable en infraestructuras destinadas a la seguridad cibernética. El meta-análisis es una metodología la cual puede ser aplicada en diferentes infraestructuras, pero su análisis se centra en la parte económica, sin tratar oferta y la demanda. Es por ello que se propone el modelo descriptivo, justificativo y conclusivo de infraestructuras, ya que con el se pueden analizar muchos tipos diferentes de infraestructuras y se centra en la adecuación entra la oferta y la demanda.
En caso de necesitar un análisis en profundidad en aspectos económicos, se podrían combinar ambos modelos de análisis.
2.1 Modelo del Congreso Nacional del Medio Ambiente
En el Congreso Nacional Del Medio Ambiente que se celebró en el 2018, se expuso otro modelo de análisis, el cual se centra en la búsqueda de riesgos en la infraestructura. En este congreso las infraestructuras que fueron objeto de estudio fueron las hidráulicas urbanas, debido a que son de carácter crítico para la población, aunque su aplicación puede darse en diversas infraestructuras.
Esta metodología fue desarrollada desde el departamento de Planificación y Obras de la Empresa Municipal de Aguas y Saneamiento de Murcia S.A. (Emusa). La aplicación fue creada como una herramienta para los gestores para así tomar decisiones de forma más objetiva y a tiempo real [46].
Figura 2.1 Modelo del Congreso Nacional Del Medio Ambiente en 2018
CAPÍTULO 2
La principal desventaja detectada en este modelo es que se centra es sacar las vulnerabilidades y amenazas, es decir, los riegos. Es por ello que al centrarse en obtener la parte negativa, no se pueden tener los aspectos positivos, por lo que estos no pueden ser potenciados.
2.2 Metodología National Insetitute of Standars and Technology-Cinersecurity Framework
Esta metodología es muy utilizada para la realización de un estudio de infraestructura dedicada a la ciberseguridad, pero al igual que la anterior, esta también puede ser aplicada a otro tipo de infraestructuras.
[47]
Figura 2.2 Metodología NIST-CSF
Primero hay que identificar la infraestructura con todas sus características, para así poder pasar a la segunda parte, proteger, donde hay que tomar todas las medidas necesarias para adelantarse a posibles ataques.
Después hay que tener un sistema de detección para poder controlar posibles ataques con tiempo suficiente.
Hay que tener una capacidad de reacción alta, para así responder con eficacia y rapidez. Una vez la infraestructura ha sido atacada debe ser restaurada para poder continuar con su actividad normal.
1. Identificar
De esta forma se ayuda a administrar el riego que algunas infraestructuras pueden estar sufriendo respecto su ciberseguridad dentro del sistema o sus actividades. Los recursos que se utilizan o los riesgos de las relaciones de tal forma que se puedan organizar de mejor forma los esfuerzos realizados.
Definición del modelo
2. Proteger
Todas aquellas medidas de seguridad tomadas para garantizar los servicios de la infraestructura crítica. Aquí es necesario contemplar la capacidad de limitar el impacto del evento que suceda.
3. Detectar
Aquellas actividades que son necesarias para poder identificar aquellos eventos que sucedan y estén relacionados con la ciberseguridad.
4. Responder
Las actividades que se llevan a cabo para tomar las medidas que sean pertinentes en cada momento en función del evento que este sucediendo, de tal forma que se minimice su impacto.
5. Recuperar
Poner en marcha aquellas actividades que son necesarias para restaurar cualquier servicio que haya podido ser deteriorado debido al incidente que se haya sufrido.
2.3 Meta-análisis del Banco Bilbao Vizcaya Argentaria
Este modelo esta totalmente centrado en analizar el impacto de las inversiones en las infraestructuras y en su posterior crecimiento económico. Este análisis surgió debido al escenario que dejo en el país la crisis económica sufrida y la post-crisis sufrida. Es por ello por lo que en la actualidad alguna de las políticas propone la inversión de capital en el desarrollo de infraestructura, como el comienzo del crecimiento económico. Gracias a esta metodología se puede centrarse en la parte económica y viendo su repercusión en esta. Resumiendo, mediante la utilización del meta-análisis se consigue una evaluación únicamente económica, sin tener en cuenta el resto de factores [48].
1. Obtención información entre el capital en infraestructura y el output
Esta primera fase de esta metodología se trata de obtener la máxima información posible, centrándose en el impacto de la inversión en la infraestructura. Para ello se van a analizar varios aspectos metodológicos claves para la obtención de la mayor cantidad de información posible. Mediante la comparación de diferentes artículos tratados de forma dispar, se puede obtener una causa o efecto común en todos.
A) Función de producción
La función de producción representa la máxima cantidad que se puede producir de un bien económico. Se trata de una aplicación que a un vector de recursos le hace corresponder un escalar que represente la cantidad producida.
La mayoría de los estudios realizados optan por la utilización de la función de producción estándar de tipo Cobb-Douglas, con rendimientos decrecientes a escala para cada uno de e los factores y rendimientos constantes en el conjunto de ellos. Aunque hay quién usa funciones de producción translog o funciones de producción propias.
CAPÍTULO 2
B) Factores productivos incluidos en la función de producción estimada
En muchos de estos análisis, la variable a estudio es el producto interior bruto (PIB), aunque también puede ser expresado per cápita o por empleado, dependiendo del estudio a realizar. Los factores productivos de capital privado y trabajo deben ser incluidos. El capital privado puede ser evaluado mediante el inventario permanente. El factor trabajo se cuantifica mediante el número de personas en situación de empleo dentro de una economía. El capital humano también suele ser incluido en la función de producción, aunque existen diferentes métodos de cuantificación.
C) Definición del capital en infraestructura
Se intenta estimar el impacto de la infraestructura en la producción o el crecimiento, aunque no se suele escoger la misma infraestructura o el mismo dimensionamiento de esta. También se puede referir a estas mediante unidades monetarias o indicadores físicos, tales como kilómetros de carreteras, número de líneas telefónicas, número de hospitales… Otra forma es la creación de un índice que recoja los diferentes tipos y formas de medición, analizando los componentes principales.
D) Metodología econométrica
Se evidencia que muchos investigadores suelen utilizar la estimación mediante mínimos cuadrados (MCO), aunque suelen ir acompañados con desarrollos más precisos y sólidos.
También se usa el método de los momentos generalizados (MMG) de tal forma que se controle problemas de endogeneidad, los cuales pueden surgir por errores en la medición, simultaneidad, variables omitidas…
E) Agregación de información y organización de los datos
Al recabar datos, estos pueden ser del ámbito internacional y nacional, es por ello por lo que a la hora de compararlos existen dificultades, causando problemas que deben ser tratados con el fin de obtener los resultados más fiables. El impacto de estos problemas se ve reducido cuando la información ha sido obtenida de regiones. También es recomendable realizar este estudio teniendo en cuenta las series temporales, para mayor fiabilidad, aunque este tipo de análisis es el menos común en las diferentes metodologías.
F) La fuente de los datos
En muchos de los estudios que se realizan los datos son tomados de organismos oficiales, ya que son estos los que se encargan de la mayoría de las construcciones. Dentro de estos organismos se encuentran Institutos Nacionales de Estadística, Banco Centrales, Ministerios…
2. Meta-análisis
En esta segunda parte, juna vez se tienen todos los datos, se usa el meta-análisis, el cual consiste en sintetizar todos los datos gracias a herramientas estadísticas. En este estudio, uno de los mayores problemas que se encuentran es la heterogeneidad metodológica entre estudios. Como se pretende el verdadero valor del parámetro que se está estudiando hay que estudiar la variabilidad de los resultados. Otro gran problema es el sesgo de publicación, ya que las revistas están interesadas en publicar artículos con resultados estadísticos significativos y desechan los que no lo son. Es por ello por lo que hay que intentar recabar todos los artículos, es decir, los publicados y los no publicados.
Definición del modelo
También hay un problema de subjetividad, ya que es el investigador el que decide que artículos usar y cuales no.
A) Metodología econométrica de meta-análisis
Consiste en la utilización de métodos matemáticos y estadísticos para la interpretación de la información proporcionada. Para ello se utilizan combinaciones de estos métodos. Una de estas combinaciones se denomina método de los efectos fijos. Establece el supuesto homogeneidad entre los estudios asumiendo que en todos los estudios se está estimando un efecto común. A este también se le llama método ponderado por la inversa de la varianza y es estimado mediante mínimos cuadrados ponderados (MCP). El modelo de efectos aleatorios también es muy utilizado. Se asume que los estudios son una muestra aleatoria de la población a estudio.
Una vez se sabe de la existencia de ambos procedimientos, hay que destacar como elegir cuando es adecuado la utilización de cada uno. Para ello se puede utilizar el Test Q de homogeneidad.
B) Metodología econométrica de la meta-gestión
Mediante la meta-regresión se pueden explicar las causas que originan la heterogeneidad entre los estudios, para así poder controlarla. Esto se realiza mediante la introducción de variables explicativas dicotómicas para así destacar las características particulares de cada estudio, pero para ello es necesario tener claro que características pueden distorsionar el trabajo.
Para poder saber si la muestra está afectada por el sesgo de publicación se tiene la gráfica anterior de embudo, donde en el eje vertical está el error estándar y en el eje horizontal el tamaño del efecto estimado.
3. Meta-muestra
Una vez se tiene la información necesaria y está claramente ordenada y clasificada, hay que escoger una muestra de todas estas informaciones. Para evitar sesgos, la muestra debe ser representativa y suficiente.
4. Resultados
Finalmente se muestran todos los resultados obtenidos de los diferentes modelos de estimación, tanto del meta-análisis y la meta-muestra. También hay que evaluar el sesgo de publicación, pudiendo así corregir los errores cometidos en la estimación. De esta forma se pueden comparar ambos resultados y ver sus diferencias.
2.4 Modelo explicativo y predictivo de infraestructuras (MEPI)
En este apartado se ha desarrollado el aquí denominado Modelo Explicativo y Predictivo de Infraestructuras (MEPI), para poder llevar a cabo el estudio de éstas, siguiendo siempre el mismo procedimiento. Mediante la aplicación del modelo se puede obtener un análisis completo de la infraestructura, para su planificación y valoración, con el fin de detectar, entre otros temas, determinados aspectos y puntos de mejora.
Según la Real Academia Española (Real Academia Española, 2014, 22 ª ed.):
Explicar: declarar, manifestar, dar a conocer lo que alguien piensa.
CAPÍTULO 2
Predecir: anunciar por revelación, conocimiento fundado, intuición o conjetura algo que ha de suceder.
Existen diversos modelos para este tipo de análisis, pero ninguno de ellos ha sido tomado como procedimiento general, creando de esta forma la duda de si las metodologías existentes son adecuadas en sí mismas o necesitan alguna modificación. Para ello, como se puede observar en la Figura 1, la infraestructura puede ser estudiada mediante la aplicación de los tres sub-modelos asociados al MEPI.
MODELO EXPLICATIVO Y PREDICTIVO DE INFRAESTRUCTURAS (MEPI)
Figura 2.3 Esquema del Modelo Explicativo y Predictivo de Infraestructuras
Primeramente, se efectuará la aplicación del sub-modelo explicativo-descriptivo, donde se definirá, caracterizará, jerarquizará y cuantificará la infraestructura. Gracias a la aplicación de este sub-modelo se conocerá con precisión los puntos principales a analizar, mejorando de tal forma la calidad de los resultados obtenidos.
Una vez efectuado este primer análisis descriptivo, se puede aplicar el sub-modelo explicativo-justificativo, donde se estudiará tanto la oferta como la demanda. Se analizará la relación entre oferta y demanda ya sea actual como futura. Posteriormente al análisis explicativo, se aplicará el sub-modelo predictivo-conclusivo
MEJORAR ...
DEFINICIÓN CARACTERIZACIÓN JERARQUIZACIÓN CUANTIFICACIÓN
SUB-MODELO EXPLICATIVO-DESCRIPTIVO
OFERTA-DEMANDA
ACTUAL
ADECUACIÓN
SUB-MODELO EXPLICATIVO-JUSTIFICATIVO
FUTURA
SUB-MODELO PREDICTIVO-CONCLUSIVO MODELO EX PLICATIVO Y PREDIC TIVO DE INFRAEST RUCTURAS
PLANIFICAR
VALORAR GESTIONAR
DIMENSIONAR
NECESIDAD REQUERIMIENTO COSTE
IMPACTO RIESGO INVERSIÓN RENDIMIENTO DESARROLLO SOSTENIBILIDAD ...
Definición del modelo
con el fin de obtener la información necesaria para determinar las conclusiones asociadas a cada infraestructura estudiada.
Según la Real Academia Española:
Describir: representar o detallar el aspecto de alguien o algo por medio del lenguaje.
Justificar: probar algo con razones convincentes, testigos o documentos.
Concluir: Acabar o finalizar algo. Decidir o determinar algo. Deducir algo después de haber considerado sus circunstancias.
2.4.1 Sub-modelo explicativo-descriptivo
Se inicia el estudio de una infraestructura analizando su propia definición. Se pretende explicar mediante unas pequeñas líneas que describen la funcionabilidad (lenguaje verbal), la definición de la infraestructura.
1. Definición
La red viaria es una de las grandes inversiones que la administración pública debe realizar, es imprescindible para el desarrollo de cualquier zona poblada, tanto económicamente como socialmente.
Por ello al ser de tanta importancia y tan costosas es necesario que esta inversión sea gestionada de la mejor forma posible, utilizando para ello este modelo de análisis descrito en el capítulo anterior. De esta forma se podrá satisfacer la demanda existente en la actualidad y la futura, de la forma eficaz.
La definición de infraestructura proporcionada por la RAE: Conjunto de elementos, dotaciones o servicios necesarios para el buen funcionamiento del país, de una ciudad o de una organización cualquiera. De tal forma que se incluyen en esta definición las que están relacionadas con el transporte [13].
El transporte es el traslado de un elemento de un lugar a otro, generalmente bienes o personas. Para poder lograr el transporte de estos es necesario utilizar varios elementos interaccionando entre ellos.
Esta actividad es de vital importancia para el desarrollo de la sociedad. Una parte de estos elementos son las infraestructuras, sin los cuales el transporte no podría llegar a tener lugar. Por ejemplo, en el transporte aéreo se necesitan aeropuertos, en el transporte naval se necesitan puertos, canales, astilleros… en el terrestre se necesitan carreteras, túneles… Todas estas formas de transporte podrían ser analizadas mediante el modelo presentado en el capítulo anterior, pero se va a analizar el transporte terrestre, el sistema de carreteras.
Figura 2.4 Diferentes carreteras de la red viaria
CAPÍTULO 2
Las carreteras son un medio de transporte terrestre, diferenciándose del resto debido a la utilización de carreteras asfaltas por vehículos a grandes velocidades. Existen diversidad de vehículos, clasificándose principalmente entre de uso particular de personas o mercancías, o de uso público. Es decir, la principal característica que diferencia al transporte por carreteras del resto es que cualquiera con su vehículo puede usar esta infraestructura. Existe una gran red de carreteras que unen todas las localidades pobladas, alcanzando así a toda la población a servicios básicos y a su puesto de trabajo.
En Navarra, la red viaria supone la mayoría del transporte producido, por tanto, es de máxima importancia, siendo esta necesaria para el transporte de personas y mercancías, así como la cohesión de la región.
La caracterización de una infraestructura se realiza una vez se haya definido ésta. Por tanto, esta segunda parte del modelo está muy ligada a la propia definición e incluso se podrían desarrollar ambas conjuntamente.
Consiste en determinar los atributos peculiares que se distingan de esta infraestructura, del resto. Hay que saber detectar los aspectos importantes y plasmarlos de forma ordenada. Para una buena caracterización hay que describir aspectos tales como costes, dimensiones, capacidad u otros, aunque los puntos a analizar dependerán de la infraestructura que se esté estudiando. También se deberán tratar conceptos preliminares que posteriormente se vayan a emplear para el mayor entendimiento del lector. Además de una explicación general de su funcionamiento, emplazamiento y demás información que se considere de utilidad.
2. Caracterización
Para formar parte de la red de carreteras considerada en ente trabajo, una calzada debe reunir unas características mínimas aceptadas. La primera condición imprescindible es que deben estar asfaltadas.
Para ello primero de todo es el estudio adecuado de donde va a transcurrir esta vía, para así poder compactar el terreno, añadiendo diferentes piedras. Sobre esta zona ya se podrá añadir las diferentes capas de asfalto, siendo necesario pasar una máquina la cual compacte de nuevo el asfalto con la tierra.
Otra característica imprescindible es que esta vía este bien señalizada y marcada, esto quiere decir que se puedan encontrar todas las señales de tráfico obligatorias y todas las líneas continuas, discontinuas, de diferentes colores…
Por último la calzada debe ser del tamaño mínimo para la circulación de un vehículo y la zona de arcén mínima y debe tener alguna utilidad. Esto quiere decir que no se tiene una carretera que fue creada por error y no tiene ninguna utilidad.
Por tanto, si una carretera no cumple todas las características anteriores, no será considerada en el estudio que se va a realizar.
Una vez se ha definido y caracterizado la infraestructura en cuestión, se puede proceder efectuando una jerarquización [6]. Esta consiste en organizar o clasificar de acuerdo con rangos o categorías. Mediante una jerarquización, se puede detectar elementos que ocupan una posición superior o preponderante respecto a otros. Gracias a ello, podemos diferenciar en grupos o niveles las partes que componen la infraestructura para facilitar su posterior análisis. Para asignar estos diferentes niveles hay que definir las características de cada uno de ellos, con el fin de clarificar la jerarquización.
La clasificación tradicional de una infraestructura puede ser única, como el caso de la red de carreteras, las cuales se dividen en autopistas, autovías, … También puede ocurrir que, para una misma infraestructura, existan diferentes clasificaciones. Un ejemplo de esto último podrían ser las infraestructuras escolares, las cuales se podrían dividir según el rango de edad al que ofrecen su servicio, (escuela primaria, instituto, guardería, …) o según sean públicos, privados y concertados. Por ello hay que saber que dependiendo de la clasificación utilizada se obtendrán las mismas o diferentes conclusiones, por tanto, dependiendo del objetivo final del análisis se escogerá la jerarquización deseada. Puede ser interesante jerarquizar de diferentes
Definición del modelo
maneras con el fin de comparar los resultados obtenidos, pudiendo así analizar diferentes puntos de vista de mejora o incluso resultados más claros.
3. Jerarquización
Hay que jerarquizar las carreteras en función de ciertas características para así poder clasificarlas en función de su nivel de importancia. Para ello hay que tomar las características fundamentales que diferencian a estas. Estas características quedan están reflejadas en el catálogo de la red de carreteras de Navarra del año 2012. La construcción y el mantenimiento de estas es responsabilidad de la Dirección General de Obras Públicas del Gobierno de Navarra.
No se tendrán en cuenta aquellas calles o vías dentro de núcleos urbanos, siempre y cuando no formen parte de vías interurbanas. Esto es debido a que estas calles o vías no dependen de la financiación de gobierno autonómico y además, tienen características y funciones mu diferentes a la Red viaria. Estas calles o vías dependerán de los ciudadanos que en ellas residan, de los comercios… así es que estás vías necesitan un análisis diferente.
La Red viaria de Navarra está formada por 3828,84 kilómetros divididos en ocho categorías [Tabla 3.1].
La clasificación y diferenciación de la red de carreteras está reflejada en la Ley Foral 5/2007, de 23 de marzo de Carreteras de Navarra en la que se define cada grupo, en función de su tamaño y su finalidad.
— Autopista
Están formadas por distintas calzadas en cada sentido de circulación, separadas entre si por un trozo de calzada no destinado a la circulación, a
excepción de tramos singulares o de carácter temporal.
Estas calzadas no son cruzadas ni cruzan otros tipos de vías de circulación, ya sea de vehículos, ferrocarril, bicicletas…Todas aquellas propiedades que se encuentren en las proximidades no disponen de
acceso directo a estas. Se suelen encontrar valladas en los márgenes para evitar la entrada externa. Es muy común encontrar controles de acceso a esta vía, en
donde hay que abonar una cantidad de dinero. Figura 2.5 Autopista
— Autovías
Están formadas por distintas calzadas en cada sentido de circulación, separadas entre si por un trozo de calzada no destinado a la circulación, a excepción de tramos singulares o de carácter temporal. Estas calzadas no son cruzadas ni cruzan otros tipos de vías de circulación, ya sea de vehículos, ferrocarril, bicicletas…Todas aquellas propiedades que se encuentren en las proximidades disponen de accesos limitados a estas. Se suelen encontrar valladas en los márgenes para evitar la
entrada externa en zonas no deseadas. Figura 2.6 Autovía
CAPÍTULO 2
— Vías desdobladas
Están formadas por distintas calzadas en cada sentido de circulación, separadas entre si por un trozo de calzada no destinado a la circulación, a
excepción de tramos singulares o de carácter temporal. En este tipo de vías es habitual encontrar rotondas, además de pasos para peatones, vías para ciclistas a un mismo nivel (a no ser que por razones de seguridad se tengan que situar a diferentes niveles). Todas aquellas propiedades colindantes tienen ciertas entradas limitadas de acceso a estas vías. Estas calzadas no suelen estar valladas y suelen haber elementos de integración urbana en los márgenes.
Figura 2.7 Vía desdoblada
— Carreteras de altas prestaciones
Se trata de una sola calzada con circulación en ambos sentidos, pudiendo haber elementos de separación entre ambos carriles, por mayor seguridad. Es bastante común encontrar un tercer carril para facilitar la maniobra de adelantamiento,
además incluso un cuarto carril destinado a vehículos lentos pendientes descendentes pronunciadas. Las intersecciones con otras carreteras es preferible que sean realizadas a diferentes niveles. El acceso directo a esta vía desde propiedades colindantes tiene limitaciones.
Tampoco tiene vallado a excepción de algunos
tramos específicos. Figura 2.8 Carril de adelantamiento
— Carreteras convencionales
Se trata de una sola calzada con circulación en ambos sentidos, siendo las intersecciones con otras vías a un mismo nivel. No existe limitación alguna al acceso a esta vía desde propiedades colindantes, siempre y cuando estén sujetas a lo establecido a la normativa de seguridad vial y de diseño de carreteras.
Figura 2.9 Carretera convencional
— Carreteras de interés general
Aquellas carreteras que soportan un volumen de tráfico importante ya que forman parte de rutas inter autonómicas e internacionales.
Figura 2.10 Rutas inter autonómicas
— Carreteras de interés de la Comunidad Foral
Estas carreteras forman la red interna de carreteras de la Comunidad Foral, además de formar parte de las conexiones con las Comunidades Autónomas vecinas como Aragón, La Rioja y País Vasco o regiones limítrofes como Francia.
Definición del modelo
Figura 2.11 Red de carreteras de la provincia de Navarra
— Carreteras locales
Forman parte de la red capilar de comunicaciones, favoreciendo el acceso desde carreteras como pueden ser autovías o autopistas, hasta los núcleos de población, es decir, son pequeñas conexiones.
Una vez determinados los niveles o jerarquías hay que efectuar una cuantificación. Este proceso consiste en calcular la capacidad y el coste de cada nivel. Hay que conocer en función de la jerarquización realizada la cantidad de dichas infraestructuras que existen en la zona de estudio. De tal forma que se tendrían las diferentes estructuras perfectamente organizadas, caracterizadas y cuantificadas. Llegado a este punto se considera necesario clasificar y ordenar la información obtenida en una tabla, debido a que son muy visuales y es fácil de localizar la información deseada.
Según la Real Academia Española:
Definir: proposición que expone con claridad y exactitud los caracteres genéricos y diferenciales de algo material o inmaterial.
Caracterizar: determinar los atributos peculiares de alguien o algo, de modo que claramente se distinga de los demás.
Jerarquizar: gradación de personas, valores o dignidades.
Cuantificar: expresar la cantidad, el número o el grado de lo designado mediante un elemento gramatical.
4. Cuantificación
Una vez se han clasificado todos los tipos de carreteras existentes en Navarra es importante saber la cantidad de estas. Para poder cuantificar las carreteras se ha tomado como medida los kilómetros existentes de cada tipo, por ello la siguiente tabla [Tabla 3.1] muestra los kilómetros que hay de cada tipo en total y su peso en porcentaje sobre el total de kilómetros que hay en toda Navarra. Las longitudes de cada tipo de calzada según la clasificación del Departamento de Obras Públicas del Gobierno de Navarra vienen representadas en la siguiente tabla. Si se desea obtener más información se puede encontrar en catálogo completo del Gobierno de Navarra de la red de carreteras.
