Puentes, túneles y carreteras: guía de inversión basada en riesgos para infraestructura crítica

La infraestructura estadounidense envejece: 1 de cada 3 puentes necesita reparación o sustitución y el 7 % está clasificado como estructuralmente deficiente. El país afronta una brecha de inversión de 2,6 billones de dólares esta década, con riesgo de perder 10 billones de dólares de PIB en 2039. Solo la congestión del tráfico costó 87.000 millones de dólares a la economía en 2018. Aun así, Estados Unidos invierte apenas el 0,5 % de su PIB en infraestructura de transporte, muy por debajo de China (4,8 %) o Japón (1,1 %).

Un enfoque más inteligente y basado en riesgos ayuda a afrontar este reto:

• Centralizar datos de activos: construir un inventario completo con herramientas como el National Bridge Inventory (NBI) y datos de estado fiables.
• Evaluar riesgos: priorizar según estado estructural, impactos climáticos y restricciones financieras.
• Usar priorización multicriterio: ordenar proyectos por riesgo de fallo, costes de ciclo de vida e impacto en seguridad.
• Simular escenarios: probar estrategias de financiación para optimizar reparaciones, sustituciones y costes a largo plazo.
• Alinear con estándares: desarrollar planes basados en datos que cumplan ISO 55001 y requisitos federales.

Este enfoque permite asignar fondos de forma eficaz, alargar la vida de los activos y reducir riesgos, sin perder de vista objetivos como la reducción de carbono. Herramientas como Oxand Simeo™ ayudan a agencias y operadores a tomar decisiones basadas en evidencias, reducir costes de mantenimiento hasta un 25 % y mejorar la fiabilidad de la infraestructura.

Marco de inversión en infraestructuras basado en riesgos en 5 pasos

Perspectiva basada en riesgos en la gestión de activos de infraestructura

Paso 1: crear un inventario de activos y un sistema de evaluación

No se puede gestionar bien lo que no se mide. Para decidir sobre inversión y riesgo, necesita una visión clara de qué activos posee y en qué estado se encuentran. El punto de partida es un registro centralizado y datos de estado fiables.

Configurar un registro de activos centralizado

Un registro centralizado es la referencia de cada puente, túnel y tramo de carretera de la red. Debe incluir información a nivel de activo y de inventario, y actuar como columna vertebral de la planificación estratégica y del gasto.

Para normalizar la recogida de datos, marcos como el National Bridge Inventory (NBI) y el National Tunnel Inventory (NTI) son útiles. El NBI recoge aproximadamente 143.139 puentes y 125.000 alcantarillas de más de 20 pies [2][3]. Estos sistemas facilitan comparar activos, identificar patrones y realizar análisis consistentes.

“La gestión de puentes es una disciplina central que se centra en tomar decisiones informadas y eficaces sobre operación, mantenimiento, conservación, sustitución y mejora de puentes dentro de un inventario.” - Federal Highway Administration [3]

Una base estructurada, como Oxand Simeo Inventory, mantiene registros precisos y actualizados, crea jerarquías claras, captura datos de estado por componente y alinea a todos los equipos. Herramientas móviles como Simeo GO permiten inspecciones guiadas sin conexión, con sincronización posterior.

Esta base permite evaluar estrategias alternativas, hacer análisis beneficio-coste y priorizar proyectos por riesgo, seguridad y retorno de inversión [3]. Sin ella, se planifica con conjeturas. Con ella, se planifica con confianza.

Recoger datos de estado para mejores decisiones

El inventario dice qué activos existen; los datos de estado muestran cuáles requieren atención. En carreteras, la calidad de rodadura puede medirse con el International Roughness Index (IRI) y con patologías como fisuración, roderas o escalonamientos [4]. En puentes, conviene analizar puntuaciones por componente (tablero, superestructura, subestructura y alcantarillas) y datos a nivel de elemento según el AASHTO Manual for Bridge Element Inspection [2][4].

Un pavimento con IRI inferior a 95 pulgadas por milla se considera bueno; por encima de 170, deficiente. En puentes, una puntuación de componente de 7 o superior en escala 0-9 es buena, y 4 o inferior es deficiente [4]. En 2015, solo el 47,3 % de los puentes de Estados Unidos estaban en buen estado y el 8,3 % se clasificaban como deficientes; en el National Highway System, el 3,7 % estaban en mal estado [4].

Estos datos alimentan modelos predictivos, como procesos de decisión de Markov y probabilidades de transición, que incorporan clima, tráfico y ciclos hielo-deshielo [2]. Así puede anticiparse cuándo un tablero necesitará sustitución o cuándo un tramo pasará de “regular” a “deficiente”.

“La toma de decisiones en gestión de puentes depende en gran medida de datos relevantes y de calidad, y de metodologías y herramientas para analizarlos en un inventario de puentes.” - Federal Highway Administration [3]

Sistemas como el Highway Performance Monitoring System (HPMS) para pavimentos y el National Bridge Investment Analysis System (NBIAS) para puentes centralizan registros de estado [2][4]. Cuando faltan datos de inspección, NBIAS usa modelos Synthesis, Quantity, and Condition (SQC) para predecir estados a partir de los datos NBI existentes [2].

Paso 2: identificar y evaluar riesgos clave

Con el inventario mapeado, el siguiente paso es identificar riesgos que pueden afectar la estrategia de inversión: cambios políticos, restricciones presupuestarias, eventos climáticos extremos o limitaciones operativas. Evaluarlos pronto permite construir estrategias más resilientes y justificar financiación con datos.

Riesgos políticos y regulatorios

Los cambios normativos pueden alterar prioridades de infraestructura. El paso de AASHTO Commonly Recognized Elements a SNBIBE, por ejemplo, exige ajustes en datos y prioridades. Los nuevos mandatos federales requieren datos de elementos estructurales para todos los puentes del National Highway System. La incertidumbre legislativa y la coordinación entre agencias estatales, federales y tribales añaden complejidad.

Las herramientas de soporte a la decisión ayudan a modelizar compromisos entre financiación y rendimiento. La FHWA lo resume así:

“El National Bridge Investment Analysis System (NBIAS) se desarrolló para evaluar necesidades nacionales de inversión en puentes y el equilibrio entre financiación y rendimiento.” - Federal Highway Administration [2]

Riesgos de financiación y financieros

El presupuesto suele ser la restricción más inmediata. Herramientas como NBIAS cuantifican la relación entre niveles de financiación y rendimiento de red. En 2015, solo el 43,0 % del área de tablero de puentes del National Highway System estaba en buen estado, mientras el 5,5 % estaba en estado deficiente [4].

Los sobrecostes pueden descarrilar incluso planes bien diseñados, por lo que hay que ajustar costes unitarios por inflación y factores estatales. Muchas agencias adoptan estrategias de “estado de conservación adecuado”, con inversiones tempranas para mantener condiciones sostenibles y reducir costes futuros. Simular escenarios ayuda a decidir cuándo sustituir resulta más rentable que conservar. El mantenimiento preventivo suele ser mucho menos costoso que una rehabilitación mayor [4].

Riesgos climáticos y operativos

Los factores ambientales aceleran el deterioro. Los métodos modernos incorporan datos climáticos regionales para predecir mejor desgaste y fatiga [2].

David Y. Yang, de Portland State University, subraya:

“El objetivo principal de la investigación es lograr una gestión de activos de transporte basada en riesgos mediante (a) una evaluación objetiva y consistente del riesgo y (b) una priorización y optimización eficaces de las estrategias de intervención.” - David Y. Yang, Portland State University [1]

Los riesgos operativos, como gálibo insuficiente o capacidad de carga inadecuada, requieren soluciones específicas. Evaluarlos implica comparar el coste de mejora con los costes de desvío de tráfico. El inventario NBI incluye unas 125.000 alcantarillas, que exigen análisis especializado. Usar tasas de deterioro por clima y considerar crecimiento de tráfico evita infravalorar necesidades futuras.

Paso 3: priorizar inversiones con marcos multicriterio

Tras evaluar riesgos, se pueden ordenar proyectos ponderando seguridad, coste, durabilidad y niveles de servicio. El objetivo es pasar de decisiones subjetivas a un sistema que equilibre probabilidad de fallo, consecuencia de fallo y costes de ciclo de vida.

Equilibrar riesgo, costes de ciclo de vida y niveles de servicio

Muchas agencias usan una escala 1-5 para puntuar probabilidad de fallo, según estado estructural, edad e historial de mantenimiento, y consecuencia de fallo, como coste de reparación, interrupción de servicio o impacto ambiental [6]. Al multiplicar ambas, se obtiene una puntuación de riesgo que identifica los activos con mayor amenaza para el rendimiento de la red.

Los costes de ciclo de vida añaden otra capa: comparan si mantener, reparar o sustituir es más económico a largo plazo. NBIAS, por ejemplo, usa modelos de optimización para comparar financiación con más de 200 medidas de rendimiento [2]. La localización también pesa: activos junto a cruces críticos, ferrocarriles, vías navegables o áreas urbanas densas suelen priorizarse por conectividad y seguridad pública.

Un ejemplo reciente procede de Portland State University con el Oregon Department of Transportation (ODOT) y la FHWA. En julio de 2024 completaron un marco de gestión basada en riesgos para puentes y túneles. Liderado por David Y. Yang y Arash Khosravifar, el estudio desarrolló métodos para evaluar riesgos a nivel de agencia y red, y priorizar intervenciones en infraestructura deteriorada [1].

Incorporar objetivos de carbono y sostenibilidad

La Bipartisan Infrastructure Law (BIL), vigente desde el 1 de octubre de 2021, exige a los departamentos estatales de transporte considerar clima extremo y resiliencia en análisis de coste de ciclo de vida y riesgo [5].

“Los DOT estatales deben considerar clima extremo y resiliencia como parte de los análisis de coste de ciclo de vida y gestión de riesgos dentro de un TAMP estatal.” - Federal Highway Administration [5]

Además de seguridad y fiabilidad, defina metas ambientales: reducir emisiones de mantenimiento o extender vida útil para evitar carbono incorporado de sustituciones prematuras [7]. La normativa federal 23 CFR parte 667 exige evaluaciones periódicas de instalaciones reparadas o reconstruidas repetidamente por emergencias [5]. El marco debe incluir proyecciones climáticas de temperatura, lluvia y eventos extremos.

Paso 4: ejecutar simulaciones y optimizaciones de escenarios

Después de puntuar y ordenar activos, las simulaciones permiten evaluar cómo diferentes niveles de financiación y estrategias se comportarán con el tiempo. La modelización compara impactos sobre rendimiento de red, exposición al riesgo y emisiones de carbono.

Oxand Simeo™ usa modelos probabilísticos y algoritmos de optimización para simular cómo envejecen los activos bajo distintas estrategias de mantenimiento. Puede probar enfoques como “minimizar costes MR&R”, que evita fallos catastróficos pero puede degradar rendimiento, o “estado de conservación adecuado”, que exige más CAPEX inicial y luego gastos recurrentes menores.

Optimizar CAPEX y OPEX entre escenarios

La pregunta central es: ¿conviene seguir reparando un activo o sustituirlo ahora? Las simulaciones comparan CAPEX inicial, OPEX futuro, riesgos de fallo, costes para usuarios y restricciones de servicio. En infraestructuras de transporte, estos escenarios deben incorporar volúmenes de tráfico, costes unitarios, factores climáticos, índices de deterioro y crecimiento esperado [2]. Así los escenarios se apoyan en condiciones reales y no en supuestos genéricos.

Comparar impactos de riesgo y carbono

El coste es solo una parte. También hay que medir cómo cada escenario afecta al perfil de riesgo y a las emisiones. Diferir mantenimiento puede elevar riesgos y carbono si obliga a desvíos largos o reparaciones de emergencia. La FHWA señala que elevar un puente puede estar justificado si “la corriente de costes descontados de desviar vehículos comerciales alrededor del puente supera el coste de mejorar el puente” [2].

“La estrategia de Estado de Conservación Adecuado, aunque es la más agresiva, genera resultados más coherentes con las prácticas de las agencias y las tendencias recientes de estado de puentes que las otras tres estrategias evaluadas.” - Federal Highway Administration [2]

Analizar reducción de riesgo, costes de ciclo de vida y ahorro de carbono ayuda a elegir una ruta de inversión que equilibre limitaciones financieras, resiliencia y responsabilidad ambiental.

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Paso 5: desarrollar planes de inversión alineados con ISO 55001

Una vez finalizadas las simulaciones, los resultados deben formalizarse en un plan de inversión alineado con ISO 55001. En Estados Unidos, los Transportation Asset Management Plans (TAMPs) son el marco clave de documentación. Exigen a los DOT estatales incluir análisis de coste de ciclo de vida y riesgo. Desde el 1 de octubre de 2021, la BIL § 11105 exige además abordar explícitamente clima extremo y resiliencia [5].

El plan debe conectar decisiones con evaluaciones objetivas de riesgo, objetivos de rendimiento y metas de largo plazo: qué se invierte, por qué, cómo se alinea con la estrategia y qué compromisos se consideraron.

Generar documentación preparada para auditoría

Empiece asegurando métodos estandarizados de recogida y reporte. Pasar al AASHTO Manual for Bridge Element Inspection ayuda a que los datos de estado sigan especificaciones uniformes, clave para transparencia y cumplimiento federal [2]. Herramientas como NBIAS junto a modelos SQC conectan inspecciones con necesidades de inversión [2].

La documentación debe incluir salidas visuales que muestren cómo la financiación afecta a resultados: porcentaje de área de tablero en buen o mal estado, número de puentes estructuralmente deficientes y exposición global al riesgo. También debe justificar mejoras funcionales, como elevar un puente para mayor gálibo, documentando costes de desvío de vehículos [2].

Alinear planes con objetivos de largo plazo

Un plan ISO 55001 debe integrar sostenibilidad, cumplimiento y optimización de ciclo de vida. En julio de 2024, ODOT y Portland State University crearon un marco para gestión de puentes y túneles centrado en evaluaciones objetivas de riesgo y análisis de red [1].

Al cerrar el plan, compare estrategias y muestre impactos de largo plazo. El enfoque “estado de conservación adecuado” implica más coste inicial pero mejor salud del activo y mayor alineación con sostenibilidad [2]. La FHWA explica:

“La estrategia de Estado de Conservación Adecuado, aunque es la más agresiva, genera resultados más coherentes con las prácticas de las agencias y las tendencias recientes de estado de puentes.” [2]

Incluya modelización ajustada por clima, con tasas de deterioro por elemento y zona climática. NBIAS usa modelización probabilística en nueve zonas climáticas para reflejar factores ambientales que afectan la vida útil [2].

Ejemplos: priorizar inversiones en puentes, túneles y carreteras

El modelo de sustitución basado en datos de Carolina del Norte muestra cómo priorizar necesidades con transparencia. El North Carolina Department of Transportation (NCDOT) colaboró con Matthew J. Whelan y Tara L. Cavalline, de la University of North Carolina at Charlotte, para mejorar su Priority Replacement Index (PRI). Con regresión logística binaria, desarrollaron un modelo para predecir qué puentes tenían más probabilidad de requerir sustitución, reduciendo falsos positivos y haciendo las decisiones más defendibles [8].

El marco de riesgo a nivel de red de Oregón muestra cómo optimizar recursos con presupuestos ajustados. En julio de 2024, ODOT y Portland State University crearon una metodología para evaluar riesgos de activos deteriorados y riesgos para usuarios en la red. Esto permite centrar intervenciones en la mayor reducción de riesgo por dólar invertido [1].

A nivel federal, la modelización de mejoras funcionales ilustra cómo el análisis beneficio-coste apoya decisiones complejas. La FHWA incorporó un modelo del Florida Department of Transportation en NBIAS para analizar mejoras como aumentar el gálibo vertical de un puente. El modelo compara costes de obra con impacto económico de desviar vehículos comerciales [2].

El patrón común es claro: las decisiones subjetivas dan paso a procesos transparentes y basados en datos que conectan estado, riesgo y economía.

Añadir sostenibilidad y descarbonización a inversiones de infraestructura

Integrar descarbonización no es un añadido; es esencial para mantener activos viables y alineados con objetivos de cero neto. Puentes y túneles, con vidas útiles de más de 50 años, quizá solo pasen por un ciclo de sustitución antes de 2050 [9]. Cada sustitución debe apoyar objetivos de cero neto para evitar activos varados.

El transporte representa el 28 % de las emisiones directas de gases de efecto invernadero en Estados Unidos [9]. Las mejoras incrementales pueden bloquear tecnologías de mayor emisión. Como advierten las National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine:

“Las políticas que producen reducciones incrementales de emisiones sin facilitar transformación pueden conducir a bloqueo tecnológico y callejones sin salida de emisiones que hacen inalcanzable la descarbonización profunda a mediados de siglo.” [9]

Mitigación y adaptación suelen reforzarse. Más de la mitad de los proyectos de adaptación, como proteger carreteras frente a inundaciones o mejorar ventilación de túneles, también reducen emisiones a largo plazo [10]. Incluir reducciones previstas de CO₂ en análisis coste-beneficio mejora la justificación financiera.

Las decisiones de material y diseño también importan. Usar madera tratada en lugar de hormigón tradicional puede reducir huella de carbono y mejorar resiliencia ante inundaciones [10]. En carreteras, integrar carga de vehículos eléctricos y recubrimientos reflectantes apoya descarbonización y eficiencia operativa.

“Contabilizar plenamente los beneficios de mitigación de los proyectos de adaptación puede ayudar a cristalizar su relación y dirigir financiación hacia proyectos que logran ambas cosas.” [10]

Actuar pronto es clave. Las líneas de transmisión de alta tensión para conectar renovables a redes de transporte pueden tardar de 8 a 10 años solo en permisos [9]. Retrasar estas inversiones puede obligar a soluciones temporales de mayor carbono.

Conclusión: hoja de ruta basada en riesgos para inversiones de infraestructura

Gestionar puentes, túneles y carreteras no tiene por qué ser abrumador. El marco de cinco pasos ofrece un método práctico: crear un inventario centralizado, evaluar riesgos clave, priorizar con métodos multicriterio, simular escenarios y alinear planes con ISO 55001.

El valor de este enfoque proactivo es claro. Pasar de mantenimiento reactivo a planificación basada en riesgos reduce costes y evita el deterioro acumulado de soluciones de corto plazo. Plataformas como Oxand Simeo™ transforman datos de activos en planes de inversión plurianuales: qué financiar, cuándo y dentro de qué presupuesto, incorporando energía y carbono. Con modelos propios de envejecimiento y protocolos de mantenimiento, permiten evaluaciones de riesgo más precisas. Muchas organizaciones reducen costes de mantenimiento entre un 10 % y un 25 %, alargan la vida de activos y avanzan en sostenibilidad.

Las decisiones actuales configurarán la infraestructura durante décadas. Puentes y túneles pueden durar más de 50 años; las carreteras requieren renovación cada 20-40 años. Integrar sostenibilidad, datos de estado y escenarios evita activos varados y protege el valor a largo plazo.

Preguntas frecuentes

¿Cómo mejora una estrategia de inversión basada en riesgos la gestión de puentes, túneles y carreteras?

Permite concentrarse en la probabilidad de fallo y sus consecuencias. Al evaluar y clasificar activos con riesgos medibles, los gestores pueden priorizar reparaciones esenciales y asignar presupuestos con más eficiencia. Los activos de alto riesgo se abordan primero y se evitan gastos innecesarios en estructuras de bajo riesgo.

También mejora seguridad, rendimiento de red y vida útil. Ajustar la frecuencia de inspección al nivel de riesgo usa mejor los recursos y se alinea con guías federales.

¿Cómo influyen los riesgos climáticos y operativos en la planificación de inversiones?

Los riesgos climáticos, como calor, lluvias intensas, inundaciones o eventos extremos, aceleran el deterioro de puentes, túneles y carreteras. Los planificadores evalúan el impacto sobre activos críticos y orientan inversiones hacia durabilidad, seguridad y vida útil.

Los riesgos operativos, como tráfico pesado, retrasos de mantenimiento, programación de inspecciones o fiabilidad de sistemas de monitorización, son igualmente importantes. Programas de inspección basados en riesgos dirigen recursos hacia estructuras con mayor exposición y reducen fallos imprevistos.

¿Cómo mejoran las simulaciones de escenarios las decisiones de inversión?

Las simulaciones permiten probar escenarios antes de comprometer recursos. Usan estado de activos, tasas de deterioro y análisis coste-beneficio para generar estrategias con distintos presupuestos, planes de mantenimiento o mejoras de resiliencia.

También incorporan incertidumbres como crecimiento de tráfico, clima y costes de construcción. Al mostrar consecuencias de infrainvertir frente a invertir estratégicamente, refuerzan transparencia, propuestas de financiación y alineación con sostenibilidad.

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