Obra pública digital y sistémica ‘by design’

La construcción es uno de los sectores menos digitalizados de la UE. El centro tecnológico Zigurat estima que una actualización en ese sentido de las empresas de obra pública, gracias al despliegue completo de sistemas de Building Information Management (BIM), produciría un ahorro de costes global anual del 13% al 21% en las fases de ingeniería y construcción y del 10% al 17% en la fase de operaciones. En España, el BIM es obligatorio en los proyectos de infraestructuras desde 2019; en Alemania, desde 2020; y en Estados Unidos, lo utilizan aproximadamente el 72% de las empresas de construcción.

Entre los obstáculos a la transformación digital, destacan la fragmentación del sector, ya que el 99,9% de sus 5,3 millones de empresas en Europa son pymes. Podría explicar sus bajos niveles de productividad: en general, sólo el 35-45% del tiempo de los trabajadores se dedica a actividades de valor añadido.

El informe de McKinsey ‘Reinventing Construction: A Route to Higher Productivity’ incide precisamente en la brecha en productividad entre los niveles medios de la economía y la construcción, que cifra en 1,6 billones de dólares al año, la mitad del gasto mundial en infraestructuras. El Pacto por las Habilidades en la Construcción en Europa, suscrito planea por ello volver a capacitar a al menos al 25% de la fuerza laboral de la dicha industria en los próximos cinco años, lo que supone un objetivo de tres millones de trabajadores.

Se estima que 68 millones de los edificios de Europa son construcciones tradicionales o históricas, con un profundo valor cultural en muchos casos. Eso complica su actualización tecnológica, porque las intervenciones pueden tener un impacto negativo en esa autenticidad patrimonial, o no considerar las propiedades higrotérmicas de las construcciones tradicionales.

La propuesta de revisión de la directiva europea sobre eficiencia energética estableció, en ese sentido, que los Estados miembros debían renovar cada año al menos el 3% de la superficie total de los edificios propiedad de organismos públicos.

En el horizonte, una vez más, el problema de Europa con las materias primas. La mayoría de las destinadas a la modernización y descarbonización de edificios se importan masivamente sobre todo de China, Turquía y Reino Unido: el mineral de hierro, el molibdeno y el níquel para la fabricación de acero; la bauxita y la fluorita para el aluminio; la magnesia para los productos de arcilla; y el feldespato para el vidrio. Por no hablar de los componentes electrónicos, como los chips.

El acceso a la arena, uno de los principales ingredientes del hormigón, está controlado en algunas partes del mundo por las llamadas mafias de la arena, que roban por barco en muchas islas, especialmente en el Pacífico. Estos problemas podrían empeorar si se cumplen las estimaciones de la OCDE, que prevé un incremento del consumo global de recursos del 40% hasta 2040.

En definitiva, como dice Nabil Abou-Rahme, director de smart infrastructure de Mott MacDonald, las tecnologías de infraestructuras inteligentes llegan “en un momento muy oportuno”.  La clave es sacar más provecho de los activos existentes aumentando su capacidad, sin necesidad de nuevas soluciones de construcción. En Reino Unido, las nuevas construcciones añaden sólo un 0,5% al valor de las infraestructuras nacionales.

Investigadores del Ash Center for Democratic Governance and Innovation en Harvard Kennedy School, han recopilado numerosos ejemplos del deterioro de los sistemas de infraestructuras de EEUU está en todas partes. Algunos han ocupado grandes titulares como la crisis de la red eléctrica de Texas en 2021, la crisis del agua en Flint, el colapso de la presa Oroville en 2017 o el colapso del puente de la Interestatal 85 en Atlanta en 2017.

Otros son menos evidentes: se calcula que una tubería de agua se rompe cada dos minutos y los conductores estadounidenses pierden casi 100 horas al año debido a la congestión vial en infraestructuras civiles envejecidas.

Más de 46.000 de puentes en EEUU son “deficientes”, incluidos el Brooklyn (Nueva York), el Theodore Roosevelt (Washington DC) y el San Mateo-Hayward (San Francisco)

Según la Asociación Estadounidense de Constructores de Carreteras y Transporte (ARTBA), hay más de 617.000 puentes en Estados Unidos, y casi 231.000 necesitan trabajos importantes de reparación o reemplazo, es decir, el 37%. Por ellos pasan cada día vehículos 1.500 millones de veces al día.

Más de 46.000 de esos puentes (7,5%) se consideran “estructuralmente deficientes” y están en malas condiciones, incluidos el de Brooklyn en Nueva York, el Theodore Roosevelt de Washington DC, el San Mateo-Hayward de la Bahía de San Francisco o el de la Bahía de Pensacola en Florida.

Según la Sociedad Estadounidense de Ingenieros Civiles (ASCE), citada por los investigadores del Ash Center, al ritmo actual de inversión, las reparaciones necesarias no estarían listas hasta 2071.

La clave es asumir que la transformación de las infraestructuras en inteligentes generalmente no tiene un coste prohibitivo: un sistema de monitorización de 500 sensores para la rehabilitación del puente St. Anthony Falls, capaces de proporcionar información en tiempo real, costó aproximadamente un millón de dólares, menos del 0,5% del total de la construcción.

La conclusión del informe del Ash Center es que EEUU se beneficiaría si adoptara un enfoque más estratégico en materia de infraestructuras. Debe ir más allá de la “reparación y la rehabilitación” y comprender que la red de activos de infraestructura debe funcionar como un todo integrado. No sólo se trata de “reconstruir mejor”, sino de “reconstruir de manera más inteligente”.

Diseñar las infraestructuras físicas sin incluir sus propiedades digitales supone perder la oportunidad de transformar las bases del transporte de personas y mercancías. La implementación de una infraestructura inteligente exige trabajar con proveedores externos de otros sectores, exponerse en suma a nuevas habilidades y formas de trabajar por parte de personas que no están acostumbradas a las limitaciones de la industria de la construcción.

Al hacerlo, se genera un nuevo recurso: los datos, susceptibles de ser compartidos con clientes y terceras empresas. Cuando Transport for London abrió la información sobre los puntos de recogida para el plan de alquiler de bicicletas de Londres, se produjo un boom de aplicaciones para ayudar a los ciclistas a aprovechar al máximo el servicio.

Los datos permiten, asimismo, que los responsables públicos de transporte tomen decisiones basadas en evidencias. Una investigación de la Universidad Estatal de Michigan sugiere que, por cada dólar gastado en mantenimiento preventivo del pavimento mediante sensores, hay un ahorro de entre cuatro y diez dólares en rehabilitación.

El pavimento equipado con sensores puede reducir también los costes iniciales de construcción. En la Universidad Purdue, Luna Lu investiga el uso de sensores IoT integrados plug and play que brindan información en tiempo real sobre diversos aspectos del material, como niveles de humedad, resistencia o niveles de pH. En las pruebas piloto, ha demostrado un aumento del 35% en la productividad de la construcción, una reducción del 25% en el coste de seguros y una disminución del 15% en el coste de materiales.

El «Siemens Infraestructure Transition Monitor 2023» pone el foco en los aspectos ambientales. Vaticina “una remodelación fundamental de las estructuras y sistemas que mantienen nuestro mundo en funcionamiento, incluida la infraestructura que respalda la energía, los edificios, la movilidad e industrias enteras”. El proceso se desarrollará entre 2020 y 2050 y lo describe como “posiblemente el cambio más grande, rápido y generalizado en la historia del desarrollo de infraestructura”.

Para descarbonizar los sistemas energéticos del mundo, hay que reconstruir la infraestructura que los sustenta. El esfuerzo requerirá varias décadas y una inversión global descomunal: 275 billones de dólares. Entre los desafíos a abordar cita la integración transfronteriza para ayudar a gestionar la demanda de electricidad durante los períodos pico, mejorar la estabilidad de la red y promover la eficiencia energética.

Sólo el 36% de los encuestados por Siemens consideran que su país o región estaba maduro al respecto. Y será determinante para el éxito de la electrificación del transporte por carretera de larga distancia en Europa. Los camioneros deberían poder reservar con antelación puntos de carga en otros países.

Gran parte de la transición de infraestructuras debe producirse en áreas urbanas, pero sólo el 22% cree que la implementación de redes inteligentes en su ciudad esté madura o avanzada. Aunque no despierta aún entusiasmo el posible impacto de las redes móviles 5G en la eficiencia de los recursos, se reconoce que permitirá eliminar sistemas tradicionales basados en cables, con los consiguientes ahorros en recursos, y podrían respaldar nuevos modelos operativos para la infraestructura urbana.