EL CONCEPTO DE ECOSISTEMA COMO … · Bogotazo, v) crecimiento urbano del siglo XX y vi) ciudad...
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METABOLISMO DE LA CIUDAD DE BOGOTÁ D.C.: UNA HERRAMIENTA PARA EL ANÁLISIS DE LA SOSTENIBILIDAD AMBIENTAL URBANA CRISTIAN JULIÁN DÍAZ ÁLVAREZ Código 08905064 Tesis elaborada como requisito académico para optar al título de: Magister en Medio Ambiente y Desarrollo DIRECTOR: PhD. MSc. NOHRA LEÓN RODRÍGUEZ PROFESORA ASOCIADA CODIRECTOR: MSc. LEONARDO EMILIO CALLE PAEZ PROFESOR ASOCIADO UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA FACULTAD DE CIENCIAS ECONÓMICAS INSTITUTO DE ESTUDIOS AMBIENTALES MAESTRIA EN MEDIO AMBIENTE Y DESARROLLO Bogotá, 2011
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METABOLISMO DE LA CIUDAD DE BOGOTÁ D.C.:
UNA HERRAMIENTA PARA EL ANÁLISIS DE LA SOSTENIBILIDAD AMBIENTAL URBANA
CRISTIAN JULIÁN DÍAZ ÁLVAREZ Código 08905064
Tesis elaborada como requisito académico para optar al título de: Magister en Medio Ambiente y Desarrollo
DIRECTOR: PhD. MSc. NOHRA LEÓN RODRÍGUEZ
PROFESORA ASOCIADA
CODIRECTOR: MSc. LEONARDO EMILIO CALLE PAEZ
PROFESOR ASOCIADO
UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA
FACULTAD DE CIENCIAS ECONÓMICAS
INSTITUTO DE ESTUDIOS AMBIENTALES
MAESTRIA EN MEDIO AMBIENTE Y DESARROLLO
Bogotá, 2011
FORMATO UNICO PARA ENTREGA DE LOS TRABAJOS DE GRADO
METABOLISMO DE LA CIUDAD DE BOGOTÁ D.C.: UNA HERRAMIENTA
PARA EL ANÁLISIS DE LA SOSTENIBILIDAD AMBIENTAL URBANA.
URBAN METABOLISM OF THE CITY OF BOGOTA D.C.: A TOOL FOR ENVIRONMENTAL URBAN SUSTAINABILITY ANALYSIS
RESUMEN
La ciudad de Bogotá D.C. – Colombia, como cualquier sistema vivo complejo y
dinámico, exhibe procesos metabólicos que pueden expresarse matemáticamente
a través de balances globales de materia y energía. Su análisis, en contexto
económico y político y en relación con la dinámica poblacional, permitió conocer el
profundo cambio e incremento de los flujos de agua, alimentos, combustible y
energía (eléctrica y liberada por la combustión) durante seis momentos históricos
en la capital colombiana: i) fundación, ii) época colonial, iii) época republicana, iv)
Bogotazo, v) crecimiento urbano del siglo XX y vi) ciudad extendida del siglo XXI.
La cuantificación de estos flujos de entrada y salida para los años 1980 y 2010
muestra que el consumo total y per cápita de alimentos y energía se ha
incrementado durante los últimos treinta años, mientras que el agua se mantuvo
constante debido a las restricciones del año de 1997 y a la implantación de
instrumentos directos e indirectos de política pública. Para el año 2025 se espera
que el consumo total y por habitante en todos los elementos se incremente,
definiendo condiciones de alta presión sobre la infraestructura urbana y sobre los
ecosistemas de soporte, exponiendo a la ciudad a un riesgo de desabastecimiento que
puede llevarla a un colapso.
SUMMARY
Bogotá D.C. - Colombia, like any complex and dynamic living system, exhibits
metabolic processes that can be expressed mathematically through global of mass
and energy balances. Its analysis, in an economic and political context, and in
relation to population dynamics, allowed to learn the huge changes and increase
flows of water, food, fuel and power (electric and related with combustion) in six
historical moments in the capital of Colombia: foundation, Colonia, Republican era,
Bogotazo, urban growth in the twentieth century and twenty-first century city
extended. The quantification of these input and output flows for the period 1980 –
2010, shows that per capita and total consumption of food and energy has
increased over the last thirty years, while water remained constant because of
supply problems of the year 1997 and the introduction of direct and indirect public
policy instruments. for 2025 is expected to total and per capita consumption in all
elements of study increases, defining conditions of high pressure on urban
infrastructure and support ecosystems, exposing the city at risk of shortages that
can bring a collapse.
Palabras clave:
Metabolismo urbano, balances de materia y energía, análisis urbano
y regional (R00), sostenibilidad urbana (Q56).
Keywords:
Urban metabolism, mass and energy balances, urban and regional
analysis (R00), urban sustainability (Q56).
FIRMA DEL DIRECTOR: _________________________________ PhD. MSc. NOHRA LEÓN RODRÍGUEZ PROFESORA ASOCIADA
AUTOR: _________________________________ CRISTIAN JULIÁN DÍAZ ÁLVAREZ 7 de Abril de 1977
RESUMEN
La ciudad de Bogotá D.C. – Colombia, como cualquier sistema vivo complejo y dinámico, exhibe
procesos metabólicos que pueden expresarse matemáticamente a través de balances globales de
materia y energía. Su análisis, en contexto económico y político y en relación con la dinámica
poblacional, permitió conocer el profundo cambio e incremento de los flujos de agua, alimentos,
combustible y energía (eléctrica y liberada por la combustión) durante seis momentos históricos en
la capital colombiana: i) fundación, ii) época colonial, iii) época republicana, iv) Bogotazo, v)
crecimiento urbano del siglo XX y vi) ciudad extendida del siglo XXI.La cuantificación de estos
flujos de entrada y salida para los años 1980 y 2010 muestra que el consumo total y per cápita de
alimentos y energía se ha incrementado durante los últimos treinta años, mientras que el agua se
mantuvo constante debido a las restricciones del año de 1997 y a la implantación de instrumentos
directos e indirectos de política pública. Para el año 2025 se espera que el consumo total y por
habitante en todos los elementos se incremente, definiendo condiciones de alta presión sobre la
infraestructura urbana y sobre los ecosistemas de soporte, exponiendo a la ciudad a un riesgo de
desabastecimiento que puede llevarla a un colapso.
Palabras clave: metabolismo urbano,balancesde materia y energía, análisis urbano y regional
(R00), sostenibilidad urbana (Q56).
SUMMARY
Bogotá D.C. - Colombia, like any complex and dynamic living system, exhibits metabolic processes
that can be expressed mathematically through global of mass and energybalances. Its analysis, in
an economic and political context, and in relation to population dynamics, allowed to learn the huge
changes and increase flows of water, food, fuel and power (electric and related with combustion) in
six historical moments in the capital of Colombia: foundation, Colonia, Republican era, Bogotazo,
urban growth in the twentieth century and twenty-first century city extended. The quantification of
these input and output flows for the period 1980 – 2010, shows that per capita and total
consumption of food and energy has increased over the last thirty years, while water remained
constant because of supply problems of the year 1997 and the introduction of direct and indirect
public policy instruments. for 2025 is expected to total and per capita consumption in all elements of
study increases, defining conditions of high pressure on urban infrastructure and support
ecosystems, exposing the city at risk of shortages that can bring a collapse.
Keywords: Urban metabolism, mass and energy balances, urban and regional analysis (R00),
urban sustainability (Q56).
Agradecimientos:
A la Ing. Carolina Pulecio, ángel terrenal de la guarda. Esposa que en su continua
búsqueda de Dios y veneración de María, nuestra madre, oró por el buen
término de este trabajo.
Al profesor Pablo Leyva, por plantar en mí la idea de este proyecto, y por enseñarme que
la libertad de pensamiento, es quizás, el mayor regalo brindado por la mente.
A los profesores Nohra León y Leonardo Calle, por erigir puentes entre la economía y
la Ingeniería, por los cuales trasegaron los conceptos de este trabajo.
Dedicatoria:
Muchos académicos se dedican al estudio del Ambiente, pero no todos por el bien del
Ambiente mismo. Esta clase de personas brillantes – de tiempos pasados o
presentes –se regocijan al transmitir desinteresadamente su conocimiento,
esperando que las nóveles generaciones tengan un mejor futuro.
El profesor Lorenzo Panizzo (1936 – 2010) perteneció a este selecto grupo, y por eso lo
recuerdo con cariño y le estaré eternamente agradecido.
Que su alma se encuentre en la gloría de nuestro padre Dios todo poderoso.
INTRODUCCIÓN
Los centros urbanos han sufrido cambios en el tiempo desde su fundación,
crecimiento y mantenimiento, los cuales se han expresado algunas veces en el
enriquecimiento cultural, afianzamiento de la fe y la religión y en la cualificación de
la población; pero en otras ocasiones, en la degradación, destrucción y
desaparición de todo vestigio de la civilización. Todo ha sido un proceso dinámico
de interacción (expresado por intercambios de materia, energía, dinero e
información) de sistemas complejos inmersos en relaciones de poder, jerarquía y
autoridad.
Uno de estos grandes sistemas en Latinoamérica es el Distrito Capital de Bogotá,
que ante la continua presión de una población en aumento sobre su
infraestructura, oferta de bienes y servicios y capacidad de carga, corre el riesgo
de exceder los límites permisibles, no sólo de su homeóstasis y adaptabilidad sino
de sus alrededores, exacerbando su vulnerabilidad en momentos en que un
mundo más caliente disminuye las probabilidades de supervivencia de los
sistemas humanos. La vitalidad de la ciudad depende, entre otras muchas cosas,
de sus relaciones ecosistémicas con las áreas aledañas, de la eficiencia y eficacia
de los procesos internos y de las redes de abastecimiento local, regional y global.
Por tal motivo, la identificación y entendimiento de la dinámica de sus demandas
de materiales y energía, y de la presión de sus descargas, es importantepara
ayudar a determinar operaciones críticas que frenan el crecimiento económico,
socavan el desarrollo, deterioran el ambiente propio y circundante y que reducen
la oferta ambiental de los ecosistemas de soporte.
Esta identificación es posible lograrla mediante el uso del concepto de
“Metabolismo de la Ciudad - metabolism of city”, acuñado por Abel Wolman
(1965), y refinado por Newman (1996);el cual se ha constituido en varios
escenarios globales como una herramienta viable y útil para la gestión ambiental
urbana, permitiendo a los hacedores de política disponer de indicadores claros
para soportar las decisiones encaminadas a contribuir en la sustentabilidad de
grandes metrópolis.
En este orden de ideas, el trabajo de investigación que se presenta atiende el
objetivo general de determinar conceptualmente, y en cifras agregadas, el
metabolismo de la ciudad de Bogotá D.C., en lo concerniente a los principales
flujos de materia y energía que en ella circulan y se transforman. Este significativo
desarrollo conceptualiza el metabolismo con base en los principios de la Teoría
General de Sistemas, la autoregulación y control de sistemas vivos, el Principio de
Conservación de la Materia y la Energía, y las analogías con los sistemas
naturales y organismos (Capítulo 1 y 2). Marco teórico y conceptual que, junto al
análisis crítico del contexto económico y político,y la dinámica poblacional, durante
seis momentos históricos (Capítulo 3) - fundación, época colonial, época
republicana, Bogotazo, crecimiento urbano del siglo XX y ciudad extendida del
siglo XXI -, facilita la determinación del metabolismo de la ciudad para los años
1980, 2009 y 2025, mediante el uso de balances de materia y energía en estado
estable (Capítulo 4). Proceso último que permite componer un conjunto de
indicadores base para determinar y evaluar el desempeño ambiental de Bogotá
D.C. (Capítulo 5).
El cálculo – producto de este trabajo – y el estudio del metabolismo urbano,
evidencia el profundo cambio e incremento de los flujos de agua, alimentos,
combustible y energía (eléctrica y liberada por la combustión) en la capital
colombiana. Mostrando que, para los años 1980 y 2010, el consumo total y per
cápita de alimentos y energía de la ciudad se ha incrementado, mientras que el
agua se mantuvo constante debido a las restricciones de abastecimiento del año
de 1997 y a la implantación de instrumentos directos e indirectos de política
pública. La proyección realizada para el año 2025 deja entrever que el consumo
total y por habitante, en todos los elementos de estudio se incrementará,
definiendo condiciones de alta presión sobre la infraestructura urbana y sobre los
alrededores, exponiendo a la ciudad a un riesgo de desabastecimiento que puede
llevarla a un colapso.
Bogotá D.C., como cualquier ciudad, está expuesta a los efectos de la variabilidad
climática y a los extremos climáticos asociados con el Calentamiento Global; así
mismo, a eventos no deseados como desastres naturales y conflictos, y
situaciones impremeditadas como el crecimiento exacerbado de la población y del
consumo. Cambios drásticos e intempestivos que pueden poner en duda su
crecimiento, mantenimiento y existencia. Razón por la cual, el cambio en la actual
estructura lineal dela economía a una disposición cíclica, la reducción de la
dependencia de recursos no renovables - especialmente para atender los
requerimientos energéticos de las fuentes móviles y fijas -, el mantenimiento de
una población estable y el fomento a la producción de alimentos bajo la modalidad
de agricultura urbana, entre otras medidas para alcanzar la sustentabilidad,
podrán definirse con mayor seguridad y confianza luego del análisis y
comprensión del metabolismo urbano.
INDICE RESUMEN INTRODUCCIÓN
1. LA CIUDAD COMO SUPERORGANISMO 1 1.1. Elementos comunes pero diferenciados: la energía y la materia 1 1.2. De simples estructuras a sistemas complejos 6 1.3. Aspectos poblacionales 8 2. BASES CONCEPTUALES: METABOLISMO, MATERIA Y ENERGÍA 13 2.1. El metabolismo: la base conceptual 13 2.2. Los flujos de materia y energía 17 3. BOGOTÁ D.C.: DE LO SIMPLE A LO COMPLEJO 22 3.1. Fundación 22 3.2. Época colonial 23 3.3. Ciudad republicana 23 3.4. El Bogotazo 25 3.5. Crecimiento urbano del siglo XX 25 3.6. Ciudad extendida del siglo XXI 28 3.7. Bogotá Hoy 29 4. RUTAS METABÓLICAS DE BOGOTÁ D.C. 33 4.1. El agua 33 4.1.1. El abastecimiento, una breve reseña 34 4.1.2. Aguas residuales 39 4.1.3. Tratamiento y recuperación de aguas 40 4.1.4. Metabolismo hídrico 41 4.2. Energía 47 4.2.1. La energía eléctrica 48 4.2.2. El carbón 51 4.2.3. El petróleo y sus derivados 53 4.2.4. Metabolismo energético 57 4.2.4.1. Energía eléctrica 57 4.2.4.2. Combustibles fósiles y sus derivados 61 4.2.4.2.1. Carbón 61 4.2.4.2.2. Gasolina y diesel 62 4.2.4.2.3. El gas natural 65 4.2.4.2.4. El gas licuado de petróleo 68 4.2.4.2.5. Síntesis del metabolismo 69 4.2.4.3. Emisiones 70 4.2.4.3.1. Material particulado 73 4.2.4.3.2. Óxidos de nitrógeno 74 4.2.4.3.3. Monóxido de carbono 75 4.2.4.3.4. Dióxido de azufre 76 4.3. Alimentos 79 4.3.1. Historia del abastecimiento 80 4.3.2. El abastecimiento en el siglo XXI 80 5. INDICADORES DE SOSTENIBILIDAD 86 5.1. Construcción de indicadores 87 5.2. Indicadores de sostenibilidad 89 5.2.1. Agua 90 5.2.2. Energía 91 5.2.2.1. Energía eléctrica 92 5.2.2.2. Combustibles fósiles 92 5.2.3. Emisiones 97 5.2.4. Alimentos 98
CONCLUSIONES 101 RECOMENDACIONES 106 BIBLIOGRAFÍA
ii
ÍNDICE DE CUADROS Cuadro 1. Complejidad de un sistema urbano 2 Cuadro 2. Ciclos biogeoquímicos 3 Cuadro 3. Devenir de los centros urbanos 7 Cuadro 4. Auto regulación y control de sistemas 9 Cuadro 5. El Plan Piloto y el Plan Regulador 26 Cuadro 6. Dinámica poblacional de Bogotá 30 Cuadro 7. El problema del tratamiento del tramo urbano del Río Bogotá 41 Cuadro 8. Transición energética en Bogotá: épocas prehispánica y colonial 47 Cuadro 9. Historia empresarial de la energía eléctrica de Bogotá 49 Cuadro 10. El apagón de 1992 51 Cuadro 11. El carbón en Cundinamarca y Boyacá 53 Cuadro 12. Breve historia del petróleo en Colombia 56 Cuadro 13. El parque automotor en Bogotá D.C. 65 Cuadro 14. El gas natural en Colombia 66 Cuadro 15. La calidad del aire en Bogotá 78 Cuadro 16. Gráficas de Indicadores 89
ÍNDICE DE FIGURAS Figura 1. Representación gráfica del concepto de sobrepasamiento “overshoot” según el Club de Roma
10
Figura 2. Mapa conceptual de los elementos ecosistémicos comunes entre los sistemas urbanos y naturales
12
Figura 3. Mapa conceptual de los elementos básicos involucrados en el tema de metabolismo urbano
16
Figura 4. Diagrama de bloques – simplificado – de los flujos volumétricos (m3/s) de agua
en Bogotá D.C. 38
Figura 5. Diagrama de bloques – síntesis simplificada – del metabolismo de Bogotá D.C. en el componente agua, años 1980 y 2010, y proyección a 2025
45
Figura 6. Metabolismo hídrico de la ciudad de Bogotá (2010) 46 Figura 7. Evolución de la calidad de la gasolina en Colombia (periodo 1990 – 2010) 54 Figura 8. Evolución de la calidad del diesel en Colombia, subdivisión diesel corriente y diesel extra (periodo 1990 – 2010)
55
Figura 9. Flujo de la energía (eléctrica y combustible) en la ciudad de Bogotá D.C. (año 2010)
70
Figura 10. Diagrama de bloques general de una combustión 71 Figura 11. Metabolismo de combustibles fósiles en la ciudad de Bogotá D.C. (Año 2010) 73 Figura 12. Metabolismo energético de la ciudad de Bogotá D.C. (Año 2010) 79 Figura 13. Metabolismo de alimentos (sin incluir cárnicos) en Bogotá D.C. (Año 2010) 84 Figura 14. Estructura y concentración del mercado en Bogotá D.C. 85
ÍNDICE DE TABLAS Tabla 1. Comparativo entre los elementos ecosistémicos y urbanos 5 Tabla 2. Indicadores simples asociados al análisis del metabolismo urbano 88 Tabla 3. Indicadores simples calculados en el estudio del metabolismo de la ciudad de Bogotá para los años 1950, 2010 y 2025
100
ÍNDICE DE GRÁFICAS
Gráfica 1. Cambio en la extensión urbana de la ciudad de Bogotá D.C. (periodo 1538 – 2010)
27
Gráfica 2. Comportamiento de la población en Bogotá D.C. (periodo 1538 - 2010) y proyecciones
30
Gráfica 3. Evolución de la capacidad, oferta bruta y consumo facturado de agua (m3/s)
en Bogotá D.C. (1885 – 2009) 42
Gráfica 4. Evolución y proyección de la oferta bruta (m3/s) en Bogotá D.C. ( periodo
1885 – 2009) 43
Gráfica 5. Evolución del consumo facturado de agua (m3/s) en Bogotá D.C.
Discriminación por sectores usuarios (periodo 2003 – 2009) 44
Gráfico 6. Consumo de energía eléctrica en Bogotá D.C. y comparativo nacional (periodo 1890 – 2009)
58
Gráfico 7. Número de usuarios de energía eléctrica en Bogotá D.C. (periodo 1998 -2010)
59
Gráfica 8. Participación (porcentaje) del número de usuarios y consumo de energía eléctrica en Bogotá D.C. (periodo 1998 -2010)
60
Gráfico 9. Consumo de carbón en Bogotá D.C. y comparativo nacional (periodo 1900 – 2009) y proyección a 2019
61
Gráfica 10. Consumo de combustibles en Colombia, expresado en porcentaje por segmento de medio de transporte
63
Gráfica 11. Consumo (BPDC) de gasolina motor en Bogotá D.C. Periodo 1950 – 2010 y proyección a 2025.
64
Gráfica 12. Consumo (BPDC) de diesel en Colombia y Bogotá D.C. Periodo 1990 – 2010 y proyección a 2025.
64
Gráfica 13. Tendencia en el aumento del número de vehículos que circulan en Bogotá 65 Gráfica 14. Consumo de gas natural (m
3) en Bogotá. Periodo 1997 – 2010 y proyección
a 2025 66
Gráfica 15. Distribución de usuarios de gas natural en Bogotá (año 2010) 68 Gráfica 16. Consumo de GLP en Bogotá. Periodo 1996 – 2010 y proyección a 2025 69 Gráfica 17. Consumo de combustibles fósiles (Kt) y energía liberada (TBTU) en Bogotá D.C. Años 1980, 2010 y 2025
72
Gráfica 18. Emisiones generadas (Kt) por la combustión de energéticos en Bogotá D.C. Años 1980, 2010 y 2025
72
Gráfica 19. Registro promedio anual de PM 10 (ug/m3)en toda la red de monitoreo de la
calidad del aire en Bogotá D.C. Periodo 1990 - 2010 74
Gráfica 20. Registro promedio anual de NO2 (ug/m3)en toda la red de monitoreo de la
calidad del aire en Bogotá D.C. Periodo 1990 – 2010 75
Gráfica 21. Registro promedio máximo de 8 horas de CO (mg/m3)en toda la red de
monitoreo de la calidad del aire en Bogotá D.C. Periodo 1990 - 2010 76
Gráfica 22. Registro promedio anual de SO2 (ug/m3)en toda la red de monitoreo de la
calidad del aire en Bogotá D.C. Periodo 1990 – 2010 77
Gráfica 23. Fuentes de abasto de alimentos para Bogotá D.C. 82 Gráfica 24. Ingreso de alimentos a Bogotá D.C. (participación de Corabastos y de las cadenas de almacenes). Periodo 1792 – 2010 y proyección a 2025
83
Gráfica 25. Indicadores asociados con la distribución y consumo de agua en Bogotá (m
3/s; l/hab.día) para los años 1980, 2010 y 2025
90
Gráfica 26. Indicadores asociados con las salidas de agua en Bogotá; pérdidas, escorrentía superficial no aprovechada y vertimientos (m
3/s; l/hab.día) para los años
1980, 2010 y 2025
91
Gráfica 27. Indicadores asociados con el consumo de energía eléctrica en Bogotá (GWh; KWh / hab.año) para los años 1980, 2010 y 2025
92
Gráfico 28. Indicadores asociados con el consumo de combustibles fósiles en Bogotá (Kt/año; Kg/hab.año) para los años 1980, 2010 y 2025
93
Gráfico 29. Indicadores asociados con el consumo de combustibles fósiles en Bogotá: 94
ii
gasolina, diesel, carbón, GN y GLP (Kt/año; Kg/hab.año) para los años 1980, 2010 y 2025 Gráfica 30. Indicadores asociados con la energía total entregada en Bogotá (liberada por combustión y entrega en el sistema de transmisión eléctrica) (TBTU/año; MBTU/hab.año) para los años 1980, 2010 y 2025
95
Gráfica 31. Indicadores asociados con la energía antrópica y solar en Bogotá (TBTU/año; MBTU/hab.año) para los años 1980, 2010 y 2025
96
Gráfica 32. Indicadores asociados con la emisión (Kt/año; Kg/hab.año) para los años 1980, 2010 y 2025
97
Gráfica 33. Indicadores asociados con la emisión (Kt/año; Kg/hab.año) para los años 1980, 2010 y 2025
98
Gráfica 34. Indicadores asociados con el consumo de alimentos (Kt/año; Kg/hab.año) para los años 1980, 2010 y 2025
99
1
1. LA CIUDAD COMO SUPERORGANISMO
Tanto los ambientes intervenidos por el hombre como los ecosistemas prístinos
están conformados por partes y eventos que determinan relaciones internas y
externas, que en conjunto definen el concepto común de sistema. Ambos están
constituidos por “elementos idealmente separables con interacciones entre sí”
(Margalef, 2002:80), base común que es el punto de partida para concebir el
entendimiento de estas dos realidades, sugerir similitudes y proponer formas de
modelado. Este capítulo tiene por objeto desarrollar la primera parte del marco
teórico y conceptual del metabolismo urbano: la metáfora organicista,
determinando los conceptos del elemento ecosistema que sirven como
herramienta para el análisis de una ciudad.
Ya sea un producto de los factores bióticos y abióticos, la fisicoquímica y la
evolución - como lo es un sistema natural- o un producto de la cultura -como un
asentamiento humano (Cuadro 1) -,el sistema puede ser estudiado y modelado de
acuerdo con la Teoría General de Sistemas (TGS) y el análisis de los intercambios
de materia, energía e información dentro de sí y con el medio circundante. Esto es
posible debido a que el “complejo de sus elementos interactuantes puede ser
matemáticamente distinguido de acuerdo a su número, sus especies y las
relaciones entre elementos” (Bertalanffy, 1976:54).
1.1. Elementos comunes pero diferenciados:la energía y la materia
La energía posibilita que los sistemas fisicoquímicos puedan sostenerse a sí
mismos y aumenten su información potencial (Margalef, 2002:99). Es el “origen de
toda actividad, transforma la materia… la vida misma existe sólo porque obtiene y
pierde energía” (Sutton &Harmon, 1976:29). Esta es la razón por la cual, en el
análisis de un sistema vivo, es menester examinar tanto su capacidad de producir
trabajo con relación a la materia, como la información acumulada; y en un nivel
2
filosófico, la conciencia adquirida, que esencialmente es “relación hacia todos los
lados y en todas las direcciones” (Boff, 2002:75).
Cuadro 1. Complejidad de un sistema urbano
La vida actúa sobre los elementos abióticos de cualquier sistema, determinando relaciones
particularmente estrechas que pueden limitar sus estados futuros dentro de un número de
posibilidades (Margalef, 2002:80). Esta realidad es posible que se acreciente en una construcción
cultural debido a la prevalencia del interés general sobre el particular (Art.1°C.P., 2008), puesto
que restringe el número de características emergentes y cualidades intrínsecas de sus
componentes en aras de un bienestar colectivo. Sin embargo, desde la definición de Sutton &
Harmon (1972:29) de los aspectos básicos de energía, ciclos y población requeridos para el
análisis de los ecosistemas, es probable que una ciudad exhiba una mayor riqueza de relaciones
entre sus elementos y el entorno, puesto que el “sistema parabiológico de adaptación al medio”
(Ángel, 1996) - mediante el cual la sociedad establece lo real, lo posible, lo tangible y lo legítimo
para producir sustento y organización -, define un inmenso conjunto de rasgos que no existe en los
sistemas naturales. Todo depende, como lo menciona Margalef (2002:81), de la “definición del
sistema entero”.
Fuente: Elaboración propia.
La energía que fluye y se transforma en los sistemas pierde capacidad de
recuperarse en su forma inicial con cualquier cambio que ocurra. Esta condición
natural, expresada por la Segunda Ley de la Termodinámica, indica que “la
entropía siempre aumenta en cualquier proceso irreversible que ocurra
espontáneamente” (Margalef, 2002:94), o que “cualquier proceso avanza en una
dirección tal que el cambio de entropía total asociado con él es positivo” (Smith,
Van Ness & Abbott, 1997:191).Esta ley natural establece que los sistemas
altamente complejos requieren una mayor cantidad de energía para mantenerse.
Por tal motivo, un centro urbano, con su papel fundamental de “mantener la
integridad y el carácter de la nación y sus funciones políticas, sociales,
económicas y ecológicas” (Carrizosa, 2009, 85), tenderá al desorden - será más
antrópico - y por tanto requerirá más energía para mantenerse y mejorar su
organización. Desafortunadamente, esto conlleva una paradoja termodinámica,
puesto que “por cada estructura ordenada producida por el ser humano en el
3
mundo, se produce también una cantidad aún mayor de caos” (Brown, Lemay &
Burtens, 1991:755).
Así mismo ,los sistemas naturales incurren en un gasto energético debido al
intercambio de materia y energía (Cuadro 2), pero con la diferencia que la vida
natural tiende a maximizar el desarrollo de trabajo al tener una “extraordinaria
eficacia en transformar el aumento de desorden en información útil” (Margaleff,
2002:96). Afirmación que comparte Leonardo Boff (2002:72) al enunciar que
“gracias al orden interno y a la autorregulación de un sistema abierto, los seres
vivos logran escapar en cierto modo de la entropía”. Pero tarde o temprano, el
desorden acumulado - tanto en las ciudades como en los sistemas naturales –
provocará un cambio que posiblemente no sea tan benévolo como el nuevo orden
esperado por Ilya Prigogine1 (1983).
Cuadro 2. Ciclos biogeoquímicos
El análisis de la estructura de los ciclos biogeoquímicos es otra forma de observar y conocer los
flujos y relaciones de materia y energía en los sistemas naturales y en los sistemas urbanos. El
ciclo del agua - expresado en la precipitación, evaporación, transpiración, escorrentía superficial y
subterránea y almacenamiento - es el más importante de todos, y aunque mantiene su estructura,
la relación de la oferta versus la demanda conlleva el desabastecimiento por problemas de
distribución de la población y de los cuerpos abastecedores (IDEAM, 2000).
Por su parte, los ciclos biogeoquímicos de nutrientes gaseosos (carbono, oxígeno y nitrógeno) y
nutrientes sedimentarios (fósforo, azufre, entre otros) entrelazan los componentes bióticos y
abióticos de un sistema, y aunque también mantienen su estructura, la contaminación igualmente
ha modificado las magnitudes de los reservorios y flujos, afectando por igual a las ciudades como a
las áreas prístinas.
Fuente: Elaboración propia.
1 El premio Nobel de Química, determinó que lejos del equilibrio, en condiciones de inestabilidad - en donde las Leyes de la Naturaleza
afirman el devenir, no sólo el ser -, un sistema puede alcanzar un nuevo estado estable, dominado por la entropía, en un proceso irreversible, difuso y con interacciones persistentes descritas por funciones de distribución deslocalizada. Esto es posible, debido a que la materia, bajo fluctuaciones e incluso puntos de bifurcación, adquiere estructuras disipativas (Prigogine, 2001; 2008). Esta capacidad del sistema, de alcanzar un orden superior más evolucionado gracias al caos, no es evidente en los sistemas urbanos.
4
Tal como lo definen Sutton y Harmon (1976:61), “la energía fluye en la biósfera
secuencialmente y de un organismo a otro a través de relaciones de alimentación
denominadas cadenas tróficas”, en las cuales se valida la Segunda Ley de la
Termodinámica. Esto significa, que en la producción y consumo de materia
orgánica -y su ulterior elaboración -, en la descomposición de la misma en sus
elementos orgánicos e inorgánicos, en la transformación de éstos en formas
aprovechables para la nutrición de los productores y, en el consumo de los
predadores, la materia producida por unidad de tiempo y la energía por ella
representada disminuye, pero bajo un orden establecido que no afecta la
estructura de las interdependencias, gracias a la reducción del número de
individuos en los sucesivos niveles de la cadena alimenticia2(Clarke, 1971:545).
Las ciudades, por su parte, cimientan su existencia en los flujos de materia y
energía procedentes de sus alrededores o lejanos sistemas a través de los
intercambios y a la circulación interna de éstos entre los diferentes sectores de la
economía3. Luego de procesos de manufactura (física y/o química),
almacenamiento y uso, parte de los materiales indefectiblemente se configuran
como emisiones, vertimientos y residuos, de los cuales, una fracción es reutilizada
o reciclada para su reinyección en el sistema productivo, mientras que la porción
no aprovechable se diluye en los sistemas exteriores o se acumula en la ciudad.
Por su parte, los productos útiles ayudan a mejorar el “orden” del sistema,
definiendo adelantos tecnológicos, mejorando los servicios e incrementando la
calidad y el nivel de vida, entre otras ventajas.
Los centros urbanos posibilitan la existencia del hombre gracias a la gestión de los
flujos de materia y energía, por lo que una de sus dos funciones ecológicas
principales (Carrizosa, 2009: 85), la de “reemplazar la calidad de vida rural”, se
valida; mientras que la de “no deteriorar el entorno natural” queda en entre dicho
sólo por las restricciones de las leyes naturales.
2 Algo que contradice la “lógica humana” de seguir creciendo en número de individuos en un mundo con recursos limitados.
3Estos flujos, provenientes de ecosistemas, sistemas productivos rurales, otras ciudades y centros industriales, se expresan en forma de
materias primas, insumos y materiales terminados, nomenclatura que depende de la oferta, demanda y uso final por parte de los consumidores.
5
La similitud existente entre la naturaleza y las urbes en cuanto a la recurrencia de
los flujos de materia, energía e información y la productividad (Tabla 1), permite el
análisis y cuantificación de la transformación, almacenamiento y consumo de los
materiales y la energía mediante balances.
Tabla 1. Comparativo entre los elementos ecosistémicos y urbanos en diferentes elementos4.
Elemento Ejemplo urbano
Ecosistémico Urbano En cuanto a los flujos de energía
Transformación Transformación Elaboración de alimentos. Transformación de energía potencial a cinética en operaciones mecánicas
Almacenamiento Almacenamiento Sistemas eléctricos y baterías. Depósitos de combustibles
Consumo Consumo Quema de combustibles fósiles. Incandescencia
En cuanto a la alimentación y productividad
Organismos productores
Sectores de la economía: Primario (extractivo y agrícola), Secundario (industria), Terciario (servicios) y Cuaternario (tecnología)
Empresas de fabricación de bienes Empresas prestadoras de servicios
Organismos consumidores
Consumidores Sectores de la economía: Primario (extractivo y agrícola), Secundario (industria), Terciario (servicios) y Cuaternario (tecnología) Población
Organismos reductores
Empresas de gestión de residuos Reciclaje y reuso Compostaje
Niveles tróficos Flujos de materia, energía, información y dinero en los sectores de la economía
Cadenas productivas
Ciclos biogeoquímicos
Ciclos biogeoquímicos La estructura se mantiene. Sin embargo, las magnitudes han cambiado
En el aspecto poblacional
Evolución Desarrollo Enriquecimiento cultural. Cualificación de la población. Afianzamiento de la fe y la religión.
Fuente: Elaboración propia
Esta aproximación es viable debido a que ambos sistemas abiertos están regidos
por las mismas Leyes de la Termodinámica: el Principio de Conservación de la
Energía y la Entropía, y por el Principio de Conservación de la Materia.
4 Nota: Los elementos ecosistémicos son los catalogados por Sutton y Harmon, 1971.
6
1.2. De simples estructuras a sistemas complejos
En cuanto a los cambios en los organismos vivos de un sistema cualquiera, los
procesos evolutivos y de selección, el potencial biótico, el crecimiento, y la
magnitud (definida por la tasas de crecimiento, natalidad, mortalidad, migración
neta y de cambio poblacional) definen si la población se expande, se contrae o se
extingue.
La evolución, concebida desde la ecología como “el proceso mediante el cual las
poblaciones modifican sus características y contenido genético en el transcurso
del tiempo” (Sutton & Harmon, 1972:160); y la coevolución, entendida como “el
cambio de las condiciones efectivas de selección que operan sobre los
representantes de una especie, debido a la presencia de individuos de otra
especie” (Margalef, 2002:194); determinan en los ecosistemas cambios en sus
características, por acción biótica o abiótica de unidades propias o externas a lo
largo del tiempo. Así mismo, conllevan y mantienen procesos de reemplazo
gradual y continuo en sus elementos y relaciones, alcanzando un estado
altamente complejo y de equilibrio. Sucesión que alcanza un clímax cuando el
sistema es estable5.
La “evolución” de una ciudad puede entenderse como el resultado de varios
factores (Cuadro 3), a saber: a) abundancia de recursos naturales, b) condiciones
climáticas favorables, c) facilidades de acceso para la transferencia de bienes y
servicios, d) épocas de confinamiento y aislamiento, e) escenarios de estrategia
militar y política, contextos de religión y fe, f) capacidad de prestación de servicios
públicos y administrativos, o simplemente, g) tipo de gobierno. Las urbes son, para
el caso colombiano, “el resultado fortuito de interrelaciones entre grupos de
factores” (Carrizosa, 2009:82).
5 Sin embargo, esa estabilidad puede romperse debido a la acción del hombre o a fenómenos naturales recurrentes o intempestivamente
apocalípticos.
7
Cuadro 3. Devenir de los centros urbanos
En un principio, los asentamientos humanos dependían indefectiblemente de su tamaño,
distribución espacial, desarrollo tecnológico y de los recursos y ciclos naturales, razón por la
cualno deterioraban el ambiente en el largo plazo, su tamaño y número dependían de la capacidad
para extraer la comida y otros recursos de las áreas rurales. Esta estrategia de provisión – que en
la actualidad se ha deformado en inequidades sociales - “requirió de un uso extensivo de mano de
obra rural, una concentración de los bienes y servicios en las ciudades y una explotación de las
zonas rurales” (Stren, White & Whitney, 1992:11).
Esta forma local de abastecimiento fue extrapolada a la geopolítica mundial desde la colonia, y se
ha mantenido, ya no por los imperios sino por los países desarrollados, las corporaciones e
individuos, en un proceso de globalización que no es más sino “otra fase en el desarrollo
internacional de las relaciones, más allá de la mera internacionalización o interdependencia”
(Reinicke, 1997, citado en Friedman, 2006:85). Con esta vigente apropiación del territorio y del
espacio, los centros urbanos establecen sus relaciones y entropía con los territorios de los cuales
se abastecen, con la subsecuente probabilidad de ocurrencia de cambios no deseados, para los
cuales no están preparados. Situaciones inesperadas y en periodos cortos de tiempo que no
pudieron ser afrontadas correctamente por algunas ciudades del pasado, como por ejemplo: Rapa
Nui en la Isla de Pascua, las ciudades estado Mayas en la península de Yucatán, Harappa en el
Valle del Indo y Angkor en la actual Camboya, entre otras.
Estos asentamientos urbanos sufrieron “un drástico descenso en el tamaño de la población
humana y/o en la complejidad política, económica y social durante un periodo de tiempo
prolongado… debido, entre otros aspectos, a un suicidio ecológico impremeditado” (Diamond,
2006:23). Acción provocada en gran medida por el crecimiento demográfico, que generó una
presión desmedida sobre la infraestructura y capacidad instalada, un cambio en los flujos de
materia, energía, información y dinero, y definitivamente, una presión desmedida sobre la oferta
ambiental de las áreas productivas que los soportaban.
Puesto que “lo que fue, eso mismo será; y lo que se hizo, eso mismo se hará” (Eclesiastés, 1,9), el
devenir descontrolado de un centro urbano se traduce en la sobre explotación de los sistemas
naturales, en el cambio climático de origen antrópico, en la pérdida de la calidad del aire, del agua
y del suelo, en el incremento de la concentración de sustancias químicas en el ambiente e
indudablemente en la destrucción del propio hábitat. El riesgo de superar los límites de su
capacidad de carga, homeóstasis y adaptabilidad es real, e incrementa la probabilidad de un
colapso en su interior y/o en los sistemas que lo abastecen.
8
Por el contrario, si el comportamiento individual y colectivo de los individuos logra que una ciudad
persista en el tiempo, el sistema mantendrá un orden que se verá reflejado en el mejoramiento de
los servicios de salud, educación, transporte, suministro de agua y energía, en el enriquecimiento
cultural, el afianzamiento de la fe y la religión y la cualificación de su población económicamente
activa.
La ciudad, al igual que un sistema natural, alcanzaría un clímax, llegaría a un límite óptimo de
existencia, el cual nunca podrá ser trasgredido debido al rigor de las leyes naturales, por lo que un
crecimiento indefinido es imposible desde el punto de vista termodinámico.
Fuente: Elaboración propia.
1.3. Aspectos poblacionales
El potencial biótico, definido como “la capacidad de los organismos para
reproducirse en condiciones óptimas” (Sutton & Harmon, 1972:163) es similar en
ambos tipos de sistemas, la diferencia estaría en que el potencial biótico en los
ecosistemas está regulado por la capacidad de carga, mientras que en los
sistemas urbanos el crecimiento de la población se exacerba sin control alguno,
debido en parte a la actitud enajenada de los individuos en su relación con el
entorno y, a su falta de comprensión del enorme costo de oportunidad en que
incurren cuando conciben hijos en edades jóvenes, en condiciones de escasez de
recursos y de baja formación educativa. Las advertencias sobre un crecimiento
desmedido han venido emanando desde el siglo XVIII, cuando Thomas Robert
Malthus (1798:54)afirmó que: “la dificultad de la subsistencia en la naturaleza
ejerce sobre la fuerza de crecimiento de la población una fuerte y constante
presión restrictiva…que se manifestará cruelmente entre los hombres como
miseria y vicio”.
Desde el punto de vista de la expansión y crecimiento en función de la dinámica
poblacional, la dimensión espacial de un ecosistema se despliega tanto en el eje
vertical (capas) como en el plano horizontal (círculos concéntricos u otra forma
geométrica). Este tipo de organización “se refleja en la posición de los niveles
9
donde el movimiento neto de los nutrientes es hacia los organismos vivos, o donde
se apartan de ellos” (Margalef, 2002:137). De igual manera, la estratificación en
las ciudades también es vertical u horizontal y está definida por la disponibilidad
de capital, los precios de la tierra y los Planes de Ordenamiento Territorial – POT`s
y de Ordenamiento y Manejo de Cuencas – POMCA`s, entre otras causas. En
términos generales, el potencial biótico, la dinámica, la magnitud y las tasas de
natalidad, mortalidad, crecimiento, migración neta y cambio poblacional,
representan conceptos similares en la ecología de poblaciones6 tanto en centros
urbanos como en los sistemas naturales.
Estas concausas han permitido que las ciudades se hayan configurado a través
del tiempo no sólo en “espacios de transformación tecnológica de los recursos”
(Ángel & Velásquez, 2008:14) sino en “sistemas que incluyen la mayoría de bienes
y servicios que las personas necesitan para vivir… entidades que usan su talento
local para aumentar sus posibilidades y oportunidades” (Munier, 2006:90). Son
composiciones culturales de individuos, comunidades y poblaciones soportadas
por las comunicaciones, la educación, el sistema de salud, las viviendas, la
economía, la industria, el comercio, el transporte, la infraestructura, el gobierno y
el ambiente. Son sistemas con un grado de auto regulación y control (Cuadro 4).
Cuadro 4. Auto regulación y control del sistema
La percepción cibernética de la retroalimentación en los sistemas naturales partió de una
concepción de los flujos de materia y energía dentro de ciclos cerrados; la cual fue base para la
representación y análisis de las “regulaciones secundarias en el metabolismo de los organismos”
(Bertalanffy, 1994:169). Así mismo, la retroalimentación y los flujos de materia y energía en los
sistemas naturales fueron representados por Watson y Lovelook (1995) en un nivel macro con el
desarrollo del modelo “Daisy World”, que matemáticamente demostró que “la biota puede regular
su ambiente abiótico sin recurrir a la planeación, a través de la combinación de mecanismos de
retroalimentación positiva o negativa” (Barnsley, 2007:252).
Todo sistema exhibe una capacidad de sustentación y amortiguamiento, que puede ser modelada
6Esta similitud se aprecia fácilmente en cuanto a la cuantificación y caracterización de un número de individuos. La magnitud se considera en
cuanto a los índices de fertilidad y curva de supervivencia.
10
para representar y predecir sus respuestas con base en señales de entrada (expresadas como
flujos de materia, energía e información). Uno de los desarrollos más representativos de este
concepto a escala global, con incidencia política, económica y social, y con una vigencia
conceptual indiscutible, ha sido el modelo de ordenador World 3desarrollado por el Instituto
Técnico de Massachussets (1972); cuyos resultados fueron descritos para el público en “Los
Límites del Crecimiento” y en una versión actualizada (1992) en “Más Allá de los Límites del
Crecimiento”. De este importante desarrollo, el “overshoot”, que significa “ir más allá de los límites
inadvertidamente, sin habérselo propuesto” (Meadows, Meadows&Randers, 1992:29), constituye
un eje conceptual que relaciona los cambios, la perturbación, el límite máximo permisible y las
posibles modalidades de retroalimentación existente7 (Figura 1).
Figura1. Representación gráfica del concepto de sobrepasamiento “overshoot” según el Club de Roma.
Modificado de Meadows, Meadows&Randers, 1992
El mantenimiento del equilibrio en cualquier sistema hace necesario un conjunto de propiedades
intrínsecas y emergentes que, ante una perturbación, eviten una separación demasiado extensa de
la condición inicial de la cual inicia. Si estos atributos o cualidades esenciales dejaran de existir,
habría un vacio homeostático que exacerbaría la vulnerabilidad del sistema ante cualquier cambio,
hecho que le haría pasar a estados de equilibrio para los cuales sus elementos constitutivos
necesariamente no se encuentran preparados. Todo cambio brusco que induzca un nuevo punto
de equilibrio puede determinar su colapso8, y las ciudades no están exentas de esta situación.
Fuente: Elaboración propia.
7 Las posibilidades son: a) estabilidad con crecimiento continuo, b) estabilidad con aproximación sigmoidea al equilibrio, c) inestabilidad con
sobrepaso y oscilación y, d) inestabilidad con sobrepaso y colapso. Condición última que se debe evitar a toda costa. 8Al hablar de colapso metabólico de una ciudad, se establecen tres grandes posiciones:
i) Que es absurdo pensar en ese hecho, ya que los centros urbanos pueden abastecerse gracias a las robustas cadenas de suministro y a la capacidad de pago por los productos, a los beneficios de la infraestructura instalada y a las bondades de una técnica y tecnología en continuo avance. Claros ejemplos han sido Berlín (Puente Aéreo de 1948), la ciudad de las Vegas – Nevada y Dubai – Emiratos Árabes (que han verificado el dominio de los sistemas más agrestes gracias a grandes flujos de materia y energía desde regiones lejanas);
ii) Que el colapso se verificará lentamente y comprometerá secuencialmente diferentes elementos del sistema (como las comunicaciones, la educación, la salud, la vivienda, la economía, la industria, el comercio, el transporte, el gobierno, etc.) o;
iii) Que el colapso puede verificarse fácilmente si se supera la homeostasis y/o los límites del sistema (posición clara de esta investigación).
Pe
rtu
rba
ció
n
Tiempo
Señal
Crecimiento
Continuo Estable
Pe
rtu
rba
ció
n
Tiempo
Capacidad de Sustentación Capacidad de sustentación
Señal
Aproximación sigmoidea
al equilibrio
Pe
rtu
rba
ció
n
Tiempo
Señal
Capacidad
De sustentación
Sobrepasamiento
y oscilación
Pe
rtu
rba
ció
n
Tiempo
Capacidad de Sustentación
Señal
Sobrepasamiento
y colapso
11
Ya sea que la cultura, como naturaleza transformada (Ángel & Velásquez,
2008:15), haya modificado las condiciones prístinas de un sistema natural o que
éste se encuentre “aislado” del hombre, puede decirse que las ciudades y
ecosistemas son sistemas abiertos que expresan similitud en sus elementos y
relaciones, siempre y cuando sean modelados desde la racionalidad de la Teoría
de Sistemas (Figura 2, Cuadro 4). Lo importante es que los procesos dinámicos,
complejos, abiertos, relacionales e inmersos en relaciones de poder que se
suscitan en un centro urbano, además de sus elementos bióticos y abióticos,
propiedades intrínsecas y emergentes, definen una característica fundamental: la
vida. Es por esto que la ciudad puede considerarse como un sistema vivo.
12
Figura 2. Mapa conceptual de los elementos ecosistémicos comunes en los sistemas urbanos y los sistemas naturales9
Fuente: Elaboración propia
9 Nota: Este mapa muestra las entidades comunes en las entidades de segundo nivel de color verde y diferencia los aspectos culturales en los centros urbanos y los procesos de selección natural en
los sistemas naturales (recuadros en línea discontinua roja).
Sistemas
Urbanos y
Naturales
Elementos
Energéticos
Elementos
Cíclicos
Elementos
Poblacionales
Elementos
Característicos
Flujos de
energía
Alimentación y
productividad
Balance
energético en
sistema abierto
Transformación
Almacenamiento
Consumo
Leyes
Termodinámicas Conservación de
la energía
Entropía
Organismos productores
(autótrofos)
Organismos consumidores
(heterótrofos)
Organismos reductores
(saprófitos)
Cadenas alimenticias Niveles tróficos
Ciclos de
nutrientes
gaseosos
Cilcos de
nutrientes
sedimentarios
Oxigeno
Carbono
NitrógenoFósforo
Azufre
Calcio
Ciclo del Agua
Precipitación
Evaporación
Transpiración
Escorrentía
Almacenamiento
Procesos
Características
Dinámica
Magnitud
Evolución
Selección
Potencial biótico
Crecimiento poblacional
Índice de fertilidad
Tasas
Curva de sobrevivencia
Ley del mínimo
Crecimiento
Natalidad
Mortalidad Migración neta
Cambio poblacional
Equilibrio
Capacidad
Sucesión
Estratificación
Diversidad y estabilidad
Comunidad
Ritmos
Tipos
Etapas
Espacial
Temporal
Vertical
Horizontal
Elementos
Culturales
Centro Urbano
Sistema Natural
13
2. BASES CONCEPTUALES: METABOLISMO, MATERIA Y ENERGÍA
La estrategia de analizar la ciudad con base en los elementos comunes con un
sistema natural - desde la lógica de la TGS y los principios de conservación de la
materia y la energía -, permite concebir las urbes como súper organismos que
requieren y transforman estos flujos para crecer y mantenerse, a la vez que liberan
desechos líquidos, sólidos y gaseosos. Por lo tanto, este capítulo completa el
marco teórico necesario para abordar el conjunto de procesos fisicoquímicos que
ocurren en la ciudad, mediante la discusión del concepto de metabolismo urbano.
2.1. El metabolismo: la base conceptual
El símil ciudad, sistema natural y organismo, es concebido por Owiti K’Akumu
(2007:222) como la “Conceptualización Ecológica de las Ciudades”, en la cual los
centros urbanos se piensan y analizan como seres vivientes que crecen, logran
desarrollo y que, en algún momento, pueden morir. Esta comprensión tiene sus
orígenes en el trabajo pionero de Abel Wolman (1965:179) sobre el metabolismo
de las ciudades –The Metabolism of Cities -, con el cual se intentó dar respuesta10
al porqué de la pérdida de la calidad del agua y el aire en los centros urbanos de
Norte América. Este modelo, representado a través de diagramas de bloques y
soportados por ecuaciones de balance, logró relacionar los flujos de materia que
entran en una ciudad con la cantidad de desechos que ésta genera.
La reciente definición de metabolismo urbano efectuada por Christopher Kennedy,
Jhon Cuddihy y Joshua Engel-Yan (2007:44) – “la suma total de los procesos
técnicos y socioeconómicos que ocurren en las ciudades, resultando en
crecimiento, producción de energía y eliminación de desechos” -, ha dimensionado
holísticamente las primeras propuestas de Wolman (1965) - “todos los materiales y
10
El método consistió en analizar cualitativa y cuantitativamente los flujos de energía y materia dentro y fuera de una ciudad hipotética de un millón de habitantes. Adicionalmente, este desarrollo propuso el concepto de “drivingfactors” para definir aquellos elementos (descargas, demanda, política e infraestructura) que determinaban el estado ambiental urbano.
14
materias primas necesarias para mantener los habitantes de una ciudad, en una
casa, en el trabajo y en el juego” -, y de Scott Cook (1973) - “el proceso por medio
del cual los miembros de toda sociedad se apropian y transforman ecosistemas
para satisfacer sus necesidades y deseos”-;propugnando la concepción de la
ciudad como una realidad compleja, tanto en la suma de las partes como en los
elementos que la componen. Aún así, estas tres proposiciones intrínsecamente
conservan los siguientes elementos comunes: los procesos, los flujos de materia y
energía y la sociedad.
Desde una visión puramente fisicoquímica, en la que la ciudad se percibe como un
sistema que “consume una variedad de materiales… que son procesados y
transformados en una gran cantidad y variedad de productos y subproductos sin
precedentes y no naturales” (K’Akumu, 2007:224), hasta la concepción de los
flujos de materia y energía como vías de conexión entre el sistema económico y el
ambiente circundante (Eurostat, 2001:11), la analogía de las ciudades como súper
organismos ha configurado “un modelo híbrido entre los sistemas ecológicos y
económicos” (Zhang, Yang & Yu, 2009:1690), que según Víctor Toledo (2008:3)
“implica el conjunto de procesos por medio de los cuales los seres humanos
organizados en sociedad, independientemente de su situación en el espacio –
formación social – y en el tiempo – momento histórico -, se apropian, circulan,
transforman, consumen y excretan materia y/o energía provenientes del mundo
natural”.
Por tal motivo, el metabolismo se constituye como un concepto que abstrae,
soporta y permite la coexistencia de los elementos naturales de un centro urbano
con los valores económicos y sociales que sus individuos hacen de él y de los
ecosistemas que lo rodean, soportan y sufren su actividad. Contribuye a la
medición de la sostenibilidad de las metrópolis (Girardet, 1992; Haberl, 2001;
Newman, 1999) a través del entendimiento del complejo sistema que la constituye
y de los problemas asociados a su crecimiento (K’Akumu, 2007). Adicionalmente,
concurre a la solución de problemas ecológicos y ambientales al destacar e
15
identificar las demandas de una ciudad sobre los recursos naturales y las
presiones de sus descargas de desechos en los sistemas naturales (Zhang Et al,
2009:1690) y, a “observar la disponibilidad natural y antrópica de los recursos y su
uso, de manera que no perjudique el ambiente actual o futuro” (Brunner, 2007:12)
Otros investigadores han utilizado el concepto de metabolismo de la ciudad para
determinar el grado de habitabilidad de un centro urbano y evidenciar sus áreas
vulnerables (Idrus, Hadi, Harman & Mohamed, 2008:1690), para identificar
procesos críticos en su interior que atentan contra la sustentabilidad (Kennedy,
Caddihy & Engel Yang, 2007:44), y para proponer alternativas de reuso y reciclaje
de materiales y agua con el objeto de suplir la creciente demanda de los diferentes
sectores de su economía (Hermanowicz & Asano, 1999:34). Así mismo, el
metabolismo es utilizado por empresas consultoras para soportar “simulaciones
de modelos de oferta y demanda de recursos a través del tiempo en sistemas
urbanos en procesos de reconstrucción”, luego de catástrofes ambientales. (CDM,
2009:2).
No obstante, el concepto (Figura 3) tiene críticas por la predominancia de la
“metáfora organicista” y su uso para el entendimiento de un sistema cambiante
que no sólo se determina fisicoquímicamente (Gandy, 2004:364) y en cuanto a su
utilidad en la definición de políticas públicas (Marcuse, 2005). Sin embargo, esto
último es debatible, puesto que el concepto si ha permeado las instancias de
doctrina, dirección, orientación y opinión conducentes a lograr y asegurar la
sustentabilidad de las ciudades (K’Akumu, 2007; Levine, Hughes, Mather &
Yanarella, 2008; Zhang, Yang & Yu, 2009). Más aún, su modelado es concebido
como el “elemento clave y oportunidad única de los hacedores de política para
desarrollar planes que influencien positivamente el consumo y conservación de los
recursos” (CDM, 2009). Y adicionalmente, su estudio se considera en los
proyectos de ciudades de futuro como una dimensión sine qua non de la
sostenibilidad urbana, “con la cual la ciudad se reinserta en la naturaleza y la
naturaleza en la ciudad” (Regolini & Junyent, 2009).
16
Figura 3.Mapa conceptual de los elementos básicos involucrados en el tema de metabolismo urbano11
.
Elaboración propia.
11
Nota: Entidades de segundo nivel de color beis.
Metabolismo
Urbano
Contribuye
“Suma total de los procesos técnicos y socioeconómicos que
ocurren en las ciudades, resultando en crecimiento, producción
de energía y eliminación de desechos” (Kennedy Et al 2007)
Abel Wolman
(1965)
Scott Cook
(1973)
Entendimiento
Medición
Solución
Identificación
Determinación
Diseño
Problemas
ambientales
Ciudad
Región
Demandas sobre los
recursos naturales
Procesos críticos de la ciudad
Áreas vulnerables de una ciudad
Grado de habitabilidad
de la ciudad
Flujos de materia
y energía
Distinción
Sustentabilidad
Sistema urbano
Problemas asociados
al crecimiento urbano
Modelos de
desarrollo
Políticas
Ciudades del futuro
Entre la aproximación material y
aproximación intangible de la naturaleza
Implicaciones ambientales del
desarrollo urbano
Alternativas de reuso y
reciclaje de materiales
Disponibilidad de
recursos naturalesDescargas de
desechos
Brechas entre las ciencias
sociales y naturales
Críticas
Utilidad en la definición
de políticas públicas
Predominancia de la
"metáfora organicista"
Fundamentos
conceptuales
Metabolismo Principio de
conservación
Sistemas
Autoregulación y
control
Masa
Energía
Abiertos
Dinámicos
Pioneros
Aplicación en
ciudadesBruselas (Bélgica)
Tokio (Japón)
Hong Kong (China)
Shangai (China)
Beijing (China)
Sydney (Australia)
Toronto (Canadá)
Viena (Austria)
Londres (Reino Unido)
Ciudad del Cabo (Sudáfrica)
Seremban (Malasia)
Nueva Orleans
(USA)
New York (USA)
Paris (Francia)
Definición
17
Así pues, el metabolismo urbano se constituye en un concepto útil, flexible,
certificado y reconocido por la academia, la industria, la sociedad y el gobierno,
que ayuda en el entendimiento de las ciudades y su dinámica, y en la búsqueda
de su permanencia en el espacio y el tiempo. Esto se debe a la polivalencia de su
noción desde las perspectivas técnica, multidisciplinaria, ecológica y económica. A
partir de la primera, el metabolismo de la ciudad permite determinar los flujos de
materia y energía en un sistema económico y social; desde varias perspectivas
disciplinarias se constituye como un concepto que “cierra las brechas entre las
ciencias sociales y las ciencias naturales” (Haberl, 2001:19); desde el lente
ecológico, tiene por objeto promover el entendimiento de las implicaciones
ambientales del desarrollo urbano (K’Akumu, 2007:222); y desde la visión de la
economía ecológica, permite “determinar y distinguir entre la aproximación
material y la apropiación intangible de la naturaleza por parte de los seres
humanos” (Toledo, 2008:5).
2.2. Los flujos de materia y energía
La identificación, cálculo y análisis de los flujos de materia y energía se
constituyen en el centro metodológico para la determinación del metabolismo de
un sistema urbano, puesto que con ellos “se puede hacer seguimiento a los
movimientos de los bienes y sustancias de una ciudad desde el medio circundante
y de abastecimiento, a través de la producción y consumo y de vuelta a los
compartimentos aire, agua y suelo” (Brunner, 2002:8). Así mismo, permite el
conocimiento de la cantidad de trabajo (en términos de energía) que el sistema
urbano es capaz de realizar y el trabajo que ejercieron y ejercen los sistemas de
abastecimiento.
El análisis de estos flujos se fundamenta matemáticamente en los balances de
materia y energía, cuya aplicación conceptual se establece desde las Leyes o
Principios de la Conservación de la Masa y la Energía. Para el caso de la materia,
18
los balances deben respetar la razón fundamental de que ninguna masa es creada
o destruida por proceso alguno de transformación fisicoquímica, tal como lo
enunciaron los padres de la química moderna, Antoine Lavoisier (1785) y Mijail
Lónosov (1745): “en todas las acciones del arte y la naturaleza, nada es creado;
una cantidad igual de materia existe, tanto antes como después del experimento”
(Lavoisier, 1789; citado en Brown Et al, 1993:75). Esta proposición clara y
evidente, que en la actualidad se admite sin necesidad de demostración, enuncia
el principio fundamental de que en cada proceso hay exactamente la misma
cantidad de sustancia presente antes y después de que éste haya sucedido. Así
mismo, para el caso de la energía, los balances contemplan que, aunque tome
muchas formas, “la cantidad total de energía es constante, y cuando ésta
desaparece de una forma, simultáneamente aparece en otras formas” (Smith, Van
Ness & Abbott, 1997:22). Es decir, los balances realizados para determinar la
capacidad de un sistema para realizar un trabajo acatan el axioma de que “la
energía total de cualquier sistema y su medio que lo rodea -considerados juntos-
se conserva” (Abbott & Van Ness, 1969:37).
Aunque ambos balances se estudian regularmente por separado, son
complementarios puesto que la energía está asociada a la masa y viceversa, “su
estudio simultáneo permite un complejo entendimiento del metabolismo de una
sociedad” (Haberl, 2001:13), sin importar que ésta se asiente en espacios urbanos
o rurales. Así mismo, tienen la ventaja de ser concebidos desde una perspectiva
sistémica o desde la dirección y características fisicoquímicas de los flujos
(Eurostat, 2001:11). Es decir, los balances pueden definirse globalmente - de
manera agregada – o de acuerdo a sustancias o procesos en particular – balances
parciales -, estableciendo diferentes escalas de estudio que pueden ser aplicadas
en los ámbitos nacional, regional y/o local.
El estudio de los flujos de materia en el contexto del metabolismo – que en el
escenario internacional se denomina Análisis o Contabilidad de Flujos de
Materiales - MFA (por sus siglas en inglés) (Brunner, 2002; Daniels, 2002;
19
Eurostat, 2001) - “permite caracterizar un área geográfica como sistema mediante
la medición de las magnitudes y localización de los flujos específicos de materiales
con relevancia ambiental, con el propósito de monitorear, analizar y gestionar el
medio ambiente” (Daniels, 2006:66). Así mismo, posibilita el conocimiento del
metabolismo de un sistema económico, derivando indicadores agregados de uso
de recursos, de productividad y ecoeficiencia, y de intensidad del estilo de vida de
los individuos. Los MFA se constituyen en una estructura integrada y de análisis
de cuentas nacionales flexible a las demandas políticas, y en el punto de partida
para el modelado del sistema urbano en los aspectos de sus corrientes de
desecho (Eurostat, 2001). La utilidad del análisis de los flujos de materiales en un
sistema se puede enmarcar globalmente en la afirmación que hace Paul Brunner
(2002:8) en su análisis prospectivo de los MFA: “es una fina herramienta para la
protección y conservación de los recursos en la antroposfera y en el ambiente”.
A diferencia de los MFA, la cuantificación de los flujos de energía en la economía
“han sido por décadas una parte importante en las estadísticas de los países
industrializados” (Haberl, 2001:12). Estos estudios comparativos de las
circunstancias y/o factores que intervienen o definen la seguridad energética, el
crecimiento económico y el medio ambiente se realizan verificando las cifras de
oferta (producción, importaciones, exportaciones y cambios en los inventarios y
reservas) y de demanda (transformación y usuarios finales) en un contexto
económico. Para lo cual, es necesario un acopio riguroso de las cifras de la
economía y del portafolio energético de un país o región.
Las tareas de recolección y análisis estadístico se consideran la base para
representar, de manera agregada, la situación energética de un sistema
determinado, como insumo para el diagnóstico, estudio prospectivo y toma de
decisión - por parte de los hacedores de política -en el diseño de planes
encaminados a reducir el riesgo de desabastecimiento energético. Son
compilados estadísticos necesarios “para soportar la información de los mercados
energéticos mundiales” (IEA, 2009:3).
20
Actualmente, los balances de energía (con un desarrollo paralelo de balances de
materia) se consolidan como herramientas para la construcción de inventarios de
emisiones de Gases Efecto Invernadero – GEI en países no firmantes del
protocolo de Kyoto (Murtishaw Et al, 2005) y de las comunicaciones nacionales
ante el Panel Intergubernamental para el Cambio Climático – IPCC.
Adicionalmente, son base para el análisis y seguimiento de las tendencias de
consumo energético y emisión de estos gases en sectores económicos de los
países y en organizaciones supranacionales.
Así pues, los estudios energéticos, desde una perspectiva ambiental, se emplean
“para coordinar los esfuerzos nacionales encaminados a conservar la energía y
desarrollar fuentes alternativas tanto para limitar la contaminación como para
mitigar el cambio climático” (International Energy Agency, 2009:3).Desde el punto
de vista termodinámico, el balance energético de una ciudad no sólo permite
verificar la Primera y Segunda Ley, sino que valida el hecho que “el impacto del
desarrollo urbano en el ambiente es irreversible” (Ouyang Et al, 2007:434), siendo
los procesos de urbanización una fuerza impulsora del inevitable cambio de
estado de estos sistemas abiertos.
Desde la práctica, los análisis de flujos de materia y energía (principalmente de
materia) respaldan los estudios urbanos y ecosistémicos de ciudades como
Bruselas – Bélgica (Duvigneud & Denaeyer – Desmet, 1977), Tokio (Hanya &
Ambe, 1976), Hong Kong (Newcombe Et. Al, 1978; Warren – Rhodes & Koening,
2001), Sydney (Newman, 1999), Toronto (Sahely Et. Al, 2003; Forres, 2007),
Viena (Hendricks Et al, 2000), Londres (White, 2003), Ciudad del Cabo (Hendricks
Et al, 2000), Seremban – Malasia (Idrus & Hadi, 2008), Nueva Orleans (CDM,
2009), Shangai y Beijing (Zhang, Yang & Yu, 2009), Paris (Barles, 2007) y Nueva
York (Kane & Erickson, 2007). Adicionalmente, los MFA trascienden los estudios
de ciudad para ser utilizados en el ámbito nacional y supranacional para
“determinar las cantidades de materiales que entran a una economía, las
acumulaciones y las salidas a otras economías o al sistema natural circundante”
21
(Eurostat, 2001:9), y en la “descripción de la evolución potencial de la
contaminación ambiental por sector industrial en el orden nacional” (Malavasi,
Schuschny & Gallopin, 2007:7).
En síntesis, las ciudades, concebidas ya sea como súper organismos urbanos
(Zhang, 2008:1960), organismos cibernéticos – mitad natural, mitad artificial –
(Swyngedouw, 2006), sistemas complejos y dinámicos (Newman, 1999:220),
áreas metropolitanas vivientes (Moore, 2007:30) o sistemas vivos como se
propone en este artículo, indiscutiblemente exhiben procesos metabólicos que
para ser analizados deben expresarse matemáticamente a través de balances de
materia y energía. Es por esto que, la analogía ecosistémica del comportamiento
de una ciudad como organismo y su concepción como un sistema dinámico,
autoregulado y controlado - constituido por elementos, estructuras y funciones
relacionales de intercambio de materia, energía e información con el entorno-
permiten proponer un modelo conceptual y matemático(Anexo F) que facilite la
cuantificación agregada de los flujos de materia y energía en Bogotá D.C. -
Colombia, a su vez que ayude a relacionar su dinámica económica y poblacional
en diferentes escenarios, permitiendo anticiparse a eventos no deseados con base
en las señales del presente.
22
3. BOGOTÁ D.C.: DE LO SIMPLE A LO COMPLEJO
El devenir de la ciudad de Bogotá D.C. se puede analizar sintéticamente en seis
etapas históricas12, que han marcado sendas dinámicas y estructuras de consumo
de recursos, a saber: a) fundación, en la cual se inició la ordenación y trazado de
la ciudad; b) colonia, periodo de jurisdicción española; c) época republicana,
emancipación y consolidación de la identidad nacional; d) Bogotazo, un día de
infamia; e) crecimiento urbano del siglo XX, progresión acelerada de defectos y
virtudes; y f)ciudad extendida del siglo XXI, reconocimiento de la ciudad - región.
Etapas que, en este capítulo, facilitan la narración crítica de la evolución de la
capital, recalcando hitos de su dinámica desde su fundación hasta el actual
modelo de ciudad.
3.1. Fundación
Bogotá, como entidad política, fue consecuencia de la expedición española del Río
Grande de la Magdalena y Mar del Sur, encomendada por el adelantado Pedro
Fernández de Lugo a Gonzalo Jiménez de Quesada (Avellaneda, 1988:306). Su
poblamiento, el 6 de agosto de 1538, fue el resultado de una posesión militar de
defensa estratégica sobre el caserío de Teusaquillo - territorio Muisca – para
guarecer los 174 hombres del ejército expedicionario del copioso asedio de los
indígenas (De la Rosa, 1988:548), y por necesidad del conquistador Quesada de
sumar argumentos sólidos para la solicitud de retribuciones por sus actos
(Zambrano, 2003:17).
La institución jurídica y organización formal del asentamiento fue hecha en abril de
1539 (Brodbent, 1988; González, 1978; Zambrano, 2003), su reconocimiento y
título como ciudad se logró el 27 de julio de 1540 por virtud de una Real Orden de
12La agrupación y definición de las etapas obedecen a criterios propuestos por Jaime Arias Ramírez (2010) en cuanto a la continuidad de eventos en el tiempo y las relaciones temáticas entre acontecimientos. En razón también, a puntos de inflexión o rupturas en la línea de continuidad de las tendencias.
23
Carlos V, Rey de España (González, 1978:40), y su distinción, como arzobispado
(1564), “significó su supremacía religiosa en todo el territorio del Nuevo Reino de
Granada” (Groot, 1957:243).
3.2. Época colonial
Siendo capital del Virreinato, Santafé – nombre de la ciudad para esa época - se
caracterizó por un lento crecimiento tanto en población como de extensión urbana.
Su incipiente dinámica productiva, bajo la estructura de la “mita leñera” y de la
“mita urbana”, ejerció una fuerte presión sobre el recurso maderero de la sabana y
cerros tutelares, y conllevó un indiscriminado uso de indígenas y mestizos en
trabajos públicos, lo que generó una migración forzada que cuadriplicó en el siglo
XVII la población de la ciudad(Vargas, 1990:87; Zambrano, 2003).Para finales de
la colonia, la ciudad sufría un déficit de infraestructura y servicios públicos básicos,
tal como lo mencionó Francisco Silvestre – Secretario del Virreinato – (1789:31):
“… Conviniera pensar que…. Se aplicasen empedrados, alumbrado, formar arreglo de cañerías o
acueductos, cementerios, molinos y fuentes públicas, que faltan en muchas partes, y en la limpieza
de plazas y calles, y formar paseos y alamedas y otras obras públicas”.
Esta deuda en el desarrollo urbano se debió a que el dominio y control ejercido por
España tenía como principal objetivo el enriquecimiento de la Corona; y porque no
era conveniente dotar de industria, comercio e infraestructura a “no ciudadanos”
con deseos de libertad.
3.3. Ciudad republicana
Luego del triunfo de los patriotas en 1819, la ciudad - por la Ley Fundamental de la
República de Colombia de 1819 -obtuvo el nombre de Bogotá y fue definida como
24
capital de departamento13; y por Ley del 25 de junio de 1824, adquirió la definición
administrativa de municipio. Este cambio simbólico y político administrativo fue
acompañado por la sanción de normas jurídicas y de urbanidad, que propendieron
por el cumplimiento de las virtudes cívicas y cristianas (Pedraza, 1999).
Durante la segunda mitad del siglo XIX y la primera del siglo XX, Bogotá
lentamente fue desarrollando una infraestructura básica. El transporte colectivo
(1882-1884), la recolección de basuras y el teléfono (1884), el acueducto en
tubería de hierro (1886-1888), la energía para el alumbrado público (1889), el
ferrocarril (1890) y la energía residencial (1900) (Alba, 2003:12; Lozano, 1978;
Wiesner, 1978;) cimentaron pilares de ciudad moderna. Pero, infortunadamente,
fueron servicios insuficientes, descoordinados e inapropiados que, sumados al
déficit de tierras propias en territorios inmediatos, consolidaron el atraso urbano e
impusieron restricciones de expansión que incrementaron la densificación (Alba,
2003:1; Zambrano, 2002; Zambrano, 2003).Adicionalmente, y bajo un clima de
inestabilidad política de una incipiente y volátil república, la capital sufrió un
cruento asalto militar (1854) comandado por el general Tomas Cipriano de
Mosquera, en la campaña de dilución del motín del general José María Melo en la
llamada “República Artesana” (De Mosquera, 1855); acontecimiento que deterioró
aún más la pobre infraestructura existente.
El rezago urbanístico durante la época republicana en Bogotá, la deficiente gestión
de los servicios y la reducida ejecución de leyes fue débilmente justificada por
Arturo González (1978:42) al afirmar que “los legisladores y constituyentes habían
sido muy parcos en la expedición de normas que regulaban su administración y
funcionamiento”.
13
La Ley fundamental de la República de Colombia de 1819, decretó que la antigua Capitanía General de Venezuela, y el Virreinato del Nuevo Reino de Granada se consolidarían en una sola, bajo el título glorioso de República de Colombia (Art. 1 y2), y que Bogotá seria la capital del gran departamento de Cundinamarca (Art. 5).
25
3.4. El Bogotazo
La ruptura del espacio tiempo en el devenir de la ciudad de Bogotá – y de
Colombia también – se verificó el 9 de abril de 1948 con el asesinato del líder
político Jorge Eliécer Gaitán. Magnicidio que ratificó la tensión y violencia
partidista entre liberales y conservadores que se venía gestado desde principios
del siglo XX.
De ese ominoso día, los resultados inmediatos fueron los siguientes: un caudillo
muerto, una ciudad en llamas y “ningún incendio apagado” (Aljure, citado en
Alape, 1983: 354),raterismo y saqueo, “la ilusión descabezada de un pueblo”
(Salazar, citado en Alape, 1983: 344), “más de tres mil (3000) muertos sin
dolientes” (Bermúdez, 1995:26) – aunque no hay cifras oficiales-, “automóviles y
tranvías reducidos a pavesas” (Martínez, 1978:196), y “300.000 toneladas de
escombros y pérdidas económicas que ascendieron a los 500 millones de pesos
de la época” (Castelblanco, 2003). En el largo plazo, el Bogotazo exacerbó en
Colombia la violencia partidista y subversiva durante la década de los cincuenta
(Ocampo, 1994:300), lo que naturalmente incrementó la migración de la población
rural a las ciudades.
Después de tan trágico acontecimiento, la capital colombiana se convirtió en el
mayor receptor de desplazados en el país, se extendió vertiginosamente de norte
a sur y sufrió un cambio arquitectónico significativo(Bermúdez, 1995; Hernández,
2004; Ocampo, 1994).
3.5. Crecimiento urbano del siglo XX
“Bogotá ingresó a la década de los cincuenta con una gran explosión demográfica,
un descontrolado crecimiento y diversos problemas económicos y sociales”
(Hernández, 2004:69), razones que coadyuvaron a definir una propuesta de
26
renovación urbana como medida de intervención a la creciente invasión del suelo
por urbanizaciones ilegales, y como proyecto de reconstrucción del centro
tradicional devastado por los sucesos de 1948 (Castelblanco, 2003:127; Martínez,
1978:196). Necesidades de ciudad moderna que fueron atendidas por el arquitecto
suizo Charles Le Corbusier en su Plan Piloto (1949) y por los arquitectos de Nueva
York, Paul Lester y José Luis Sert, en el Plan Regulador (1951).
Aunque infortunadamente estas propuestas no se materializaron debido a las
fuertes críticas de las estrechas mentes de la época, que consideraron el proyecto
como excedido y optimista (Hernández, 2004; Martínez, 1979), es menester
detallar su importancia (Cuadro 5), porque en ellos se plantearon las primeras
proposiciones para la sostenibilidad de Bogotá, fin último del análisis ambiental
urbano.
Cuadro 5. El Plan Piloto y El plan Regulador
Le Corbusier concebía la ciudad como una máquina, en donde el hombre y las actividades
económicas, culturales y políticas se consideraban piezas armónicas del sistema de funciones
vitales de la urbe. Propuesta que se conoció con el nombre de “ciudad moderna corbusiana” (Le
Corbusier, 1929). Este modelo comprendía cuatro escalas correlacionadas: a) plan regional, que
reconocía la dependencia con las otras ciudades, la región y el mundo, b) plan metropolitano, que
fijaba de un modo racional los lugares de habitación y los lugares de trabajo (Bañén, 1991:80), c)
plan urbano, que definía el esquema de circulación y movilidad, y d) el centro cívico, núcleo
comunal que giraba en torno a la Plaza de Bolívar.
Por su parte, el Plan Regulador evidenció la necesidad y prioridad de definir el perímetro urbano
en la ciudad. Propuso el sistema de clasificación de las vías e identificó las densidades de
población en cada sector de la capital, la zonificación urbana y los usos de la tierra (Hernández,
2004: 111). Adicionalmente, resaltó que “la ciudad no es sino una parte de un conjunto
económico, social y político que constituye la región” (Sociedad Colombiana de Ingenieros, 1953),
dando la importancia debida a las áreas excluidas del perímetro urbano - zonas de influencia y
comunidades satélite – que por su cercanía “son afectadas por los cambios que ocurren dentro de
la ciudad, y que a su vez pueden influir sobre ésta” (Hernández, 2004:147).
Fuente: Elaboración propia.
27
La actividad de la ciudad durante el siglo XX llevó consigo un incremento del área
urbana - el cual durante cuatro siglos no había alcanzado los 4,5 Km2- debido a la
“expansión desordena de la ciudad hacia el noroeste, oeste, suroeste y sur”
(Misión Siglo XXI, 1996); alcanzando para el año 2000 una extensión de
aproximadamente 30 Km2. Este ensanchamiento motivó la discusión sobre el
modelo de crecimiento y ordenamiento, y sobre la renovación de lo ya
construido14. Desafortunadamente, ésta se ha trabado continuamente por los
desacuerdos entre los conceptos de ordenamiento territorial, ingreso por plusvalía
de la tierra, movilidad y frontera urbana y rural.
Gráfica 1. Cambio en la extensión urbana de la ciudad de Bogotá D.C., (periodo 1538 - 2010)15
.
Elaboración propia con información de: Misión Siglo XXI, 1996; Censo de 1929; Censo de 1928; Censo de 1938; Censo de 1951; Pérez,
1999; González, 2007; Uniandes, 2009; Alcaldía Mayor de Bogotá, 2010.
Al no materializarse el ideal de ciudad moderna, Bogotá ha crecido sin un modelo
de planeación unificado, y ha experimentado una desordenada y desenfrenada
expansión, en su mayoría ilegal (Montaña, 2004:142). Aún hoy las propuestas y
modelos de una ciudad moderna y con futuro “permanecen inmaculados,
esperando concretarse en la realidad”(Hernández, 2004:90).
14
Decisiones apremiantes, puesto que para el año 2012 se prevé un déficit de tierra de expansión (González, 2007), cuando el casco urbano, para el año 2010, expresa un área de 38.430 Ha. 15
Debido a la escala, el inicio de la curva es próximo a cero, más no lo es. Los valores son muy bajos comparados con los actuales.
Cambio en la Extensión Urbana en Bogotá D.C (Periodo 1538 - 2010)
38.430
41.428
0
5.000
10.000
15.000
20.000
25.000
30.000
35.000
40.000
45.000
1538
1553
1568
1583
1598
1613
1628
1643
1658
1673
1688
1703
1718
1733
1748
1763
1778
1793
1808
1823
1838
1853
1868
1883
1898
1913
1928
1943
1958
1973
1988
2003
2018
2033
2048
Año
Nú
me
ro d
e H
ec
tare
as
Extensión (Ha)
Límite de expansión
Área máxima urbana
de expansión
(2010)
28
3.6. Ciudad extendida del siglo XXI
Bogotá, con una extensión (urbana y rural) de 1776 Km2, se encuentra dividida
territorialmente en 19 Alcaldías Menores (Acuerdo 26 de 1972)16que representan
igual número de localidades17, descentralización que permite la dirección y control
administrativo en unidades territoriales y la ejecución de los planes y programas
adoptados por la administración central. Así mismo, ya partir de la Constitución
Política de 1991 (Capítulo IV, Artículo 322 al 327), el Distrito Capital goza de un
régimen político, fiscal y administrativo especial que le facilita la conformación de
un área metropolitana con los municipios circunvecinos, y una región con otras
entidades territoriales de carácter departamental.
Desde el punto de vista ambiental, la ciudad extendida de Bogotá padece
problemas en las matrices agua, aire, suelo y biota, patología que a continuación
se enuncia de manera sucinta:
a) Riesgo por desabastecimiento de agua, con las subsecuentes presiones
y conflictos por su uso (Wiesner, 1978; Misión Siglo XXI, 1996;
Rodríguez, 2003; Colmenares, 2007; Mesa Et al, 2010).
b) La contaminación del Río Bogotá (Wiesner, 1978; Misión Siglo XXI,
1996; Rodríguez, 2003; Colmenares, 2007; SDA, 2007, Observatorio
Ambiental de Bogotá, 2010).
c) La pérdida de calidad del aire, principalmente por la presencia de
material particulado, ozono troposférico, monóxido de carbono, entre
otros (Rojas, 2007; SDA, 2007; García 2009; Observatorio Ambiental de
16
Este Acuerdo fue modificado por el Acuerdo 8 de 1977, que fue Reglamentado por el Decreto Distrital 2621 de 1982, y que a su vez fue modificado por el Acuerdo Distrital 117 de 2003. 17
Las 19 Alcaldías Locales definen 112 Unidades de Planeamiento Zonal – UPZ, que son áreas geográficas continuas más pequeñas que las localidades y más grandes que el barrio.
29
Bogotá 2010). Así mismo, por la ocurrencia de fenómenos de
precipitación ácida y básica (León, 2000; Díaz Et al, 2004).
d) Pérdida y deterioro de ecosistemas vulnerables – bosques, ríos urbanos
y humedales – y de áreas protegidas, PNN Chingaza y Sumapaz
(Ospina, 2003; Camargo, 2007; SDA, 2007; Carrizosa, 2007; Personería
de Bogotá, 2007; Andrade Et al, 2008).
e) La pérdida y contaminación de suelos agrícolas y urbanos (Carrizosa,
2007; Andrade Et al, 2008; Observatorio Ambiental de Bogotá, 2010).
f) Ruido urbano (SDA, 2007: Pacheco, 2009).
El deterioro de algunos compartimentos ambientales define amenazas de origen
antrópico y natural que, sumados a la urbanización ilegal, a la explotación urbana
de materiales y agregados, y a la pobreza, exacerban los riesgos de ocurrencia de
fenómenos de remoción en masa por erosión e inestabilidad de los suelos (DPAE,
2010; SDA, 2007; SIRE, 2010) e inundaciones por flujos torrenciales (DPAE, 2010;
Rodríguez, 2003). Así mismo, incrementa los cuadros de morbilidad de la
población (Arciniegas Et al, 2007; Blanco, 2007; Rojas, 2007) y conlleva un
detrimento en la calidad e inocuidad de los productos agropecuarios que en el
Distrito Capital se obtienen (Camargo & Campuzano, 2006;Misión Siglo XXI,
1996). Evidentemente, estos problemas ambientales son producto de dos grandes
fuerzas impulsoras: la población y la estructura económica.
3.7. Bogotá Actualmente
Bogotá cuenta con 7.372.048 habitantes, población de que se aloja en 2.017.320
viviendas, conformando 2.202.849 hogares (SDP, 2010). Estas cifras la ubican
30
entre las ciudades más pobladas del mundo (Cuadro 6): tercer puesto en
Latinoamérica y 29 en el orbe (CCB, 2005:6; City Mayors, 2010).
Cuadro 6. Dinámica poblacional de Bogotá
La dinámica de la población en Bogotá se caracterizó por un crecimiento lento durante los
siglos XVI, XVII, XVIII y XIX, al mantenerse por debajo de los 100.000 habitantes, alcanzando
sólo hasta la segunda mitad del siglo XX la cifra del millón (impulso atribuido a las tasas de
crecimiento y a la migración acaecida luego del Bogotazo). Durante la segunda mitad del siglo
XX “las tasas anuales de crecimiento alcanzaron su máxima expresión en la fase intercensal
1951 – 1964 con 6.3%” (Misión Siglo XXI, 1996:241), para luego descender hasta el 1.95% en
el periodo 1993 – 2005 (SDP, 2009:8). La población seguirá creciendo hasta alcanzar los 14
millones para el año 2038 (Semana, 2010), cifra que ejercerá una enorme presión sobre el
sistema urbano y los sistemas que lo soportan.
Gráfica 2. Comportamiento de la población en Bogotá D.C. (periodo 1538 – 2010, y proyecciones18
.
Elaboración propia con información de: Alcaldía Municipal de Bogotá, 1912; EAAB, 1924; Hernández, 2004; Ibáñez, 1891; López de Velasco, 1572; Pavony, 1789; Pedro, 1574; Silvestre, 1789; Vargas & Zambrano (1990); Zambrano & Castelblanco Et. al, 2003; Zambrano, 2002; Misión Siglo XXI, 1996, DANE, 2010.
Fuente: Elaboración propia.
El total de rentas e ingresos de Bogotá D.C., que para el año 2009 ascendió a los
$7.378 millones de dólares19 y para el 2010 se proyecta en $9.400 millones de 18
Nota: Debido a la escala, el inicio de la curva es próximo a cero, más no lo es. Los valores son muy bajos comparados con los actuales.
7.372.048
7.862.277
8.363.671
10.638.605
11.176.209
14.000.000
0
2.000.000
4.000.000
6.000.000
8.000.000
10.000.000
12.000.000
14.000.000
1538
1572
1623
1688
1778
1789
1800
1801
1870
1881
1905
1912
1924
1948
1949
1950
1956
1964
1972
1985
1990
1995
2000
2005
2008
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2020
2038
Nú
me
ro d
e h
ab
ita
nte
s
Año
Comportamiento de la Población de Bogotá D.C. (1538 - 2010, con proyección a 2020)
Población
Población Proyectada DANE
Población Proyectada Misión Siglo XXI
Población Proyectada Foro Bogotá 2038
Población Proyectada Misión Siglo XXI(1996)
Población Proyectada DANE(2010)
Población Actual(2010)
Población Proyectada Foro Bogotá 2038(2010)
31
dólares20, no ha logrado mejorar la calidad de vida ni el nivel de bienestar de la
población, ya que todavía el 9% de ésta tiene al menos una necesidad básica
insatisfecha21 (Miesel & Barón, 2009), el 22% vive en la pobreza y el 4.1% en la
pobreza extrema (DANE & DNP, 2009).
Población que para trabajar compite por puestos en las 333.974 unidades
productivas – de las cuales el 85% son de subsistencia (DANE, 2005) -, con un
36% de empresas cuyas actividades se realizan en la informalidad, sin registro
mercantil (CCB, 2010). Contexto que durante el periodo 2008-2010, obligó a los
Bogotanos a tener que acostumbrarse a una tasa de desempleo ubicada entre el
14% y el 11.2% (DANE, 2010).
En síntesis, Bogotá, siendo la economía regional más grande país – al generar
más del 26% del PIB nacional (SDDE, 2010:10), es una ciudad desigual - su
coeficiente de Gini22 para el año 2009 fue de 0,548 (DNP & DANE, 2009) -, lo que
valida el hecho que el 40% de los ingresos que en ella se generan queden sólo en
el 7% de su población (Vargas, 2006). Una ciudad que actualmente alcanza una
extensión de 38 Km2, quedándole aproximadamente sólo 2998 Ha para crecer23.
La capital de Colombia, a lo largo de su historia, ha experimentado convulsiones,
antagonismos y contradicciones económicas, políticas y sociales que han
determinado su urbanización, la concentración y densificación de población, la
intensificación del comercio, y la forma como se relaciona con la región. Su
19
El total de rentas fiscales e ingresos de la capital para el año 2009 fue de $14.755.831.938.000 COP (SHD, 2008). El valor se calculó con una tasa de cambio de $2000 COP/USD. 20
El total de rentas fiscales e ingresos de la capital proyectos para el año 2010 es de $18.801.326.000.000 COP (SHD, 2009). El valor se calculó con una tasa de cambio de $2000 COP/USD. 21
La metodología de NBI busca determinar, con ayuda de algunos indicadores simples, si las necesidades básicas de la población se encuentran cubiertas. Los grupos que no alcancen un umbral mínimo fijado, son clasificados como pobres. Los indicadores simples seleccionados, son: Viviendas inadecuadas, Viviendas con hacinamiento crítico, Viviendas con servicios inadecuados, Viviendas con alta dependencia económica, Viviendas con niños en edad escolar que no asisten a la escuela. (DANE, 2010). 22
El Coeficiente de Gini del ingreso es una medida estadística de la desigualdad en la distribución del ingreso de los perceptores individuales que varia entre 0 y 1. Es un indicador de inequidad, una medida económica utilizada para medir el grado de inequidad en la distribución del ingreso en la población, el cual varía entre 0 y 1.El valor es igual a 0 cuando se alcanza el máximo grado de equidad posible, es decir en el caso de que el ingreso estuviera distribuido de igual forma entre todos los individuos de la sociedad y muestra mayor desigualdad entre mas se aproxima a 1 (CCB, 2010). 23
Bogotá cuenta con dos planes sectoriales: Usme, con 973 Ha de suelo (137 urbanos y 800 de expansión) y Norte, con 2025 Ha (1295 en suelo urbano y 730 de expansión) (González, 2007).
32
indudable crecimiento, producto tanto del aumento vegetativo de su población
como de la migración de personas desterradas y despojadas del campo (Aprile –
Gniset, 2008), ha establecido modelos de consumo que se traducen en dinámicas
metabólicas que han variado en virtud de la calidad, cantidad, disponibilidad y
acceso a los recursos naturales en su interior, área de influencia y regiones
aledañas y distantes24.
24
Se recomienda al lector tener presente esta breve descripción histórica de Bogotá, ya que en los capítulos siguientes se expone y se relaciona (implícitamente) la variación de los flujos de materia y energía en las diferentes épocas de la capital.
33
4. RUTAS METABÓLICAS DE BOGOTÁ D.C.
Bogotá D.C., soporta su población, actividades económicas, cultura, religión e
infraestructura mediante la transformación de la materia y la energía; flujos que le
permiten crecer y mantenerse, a la vez que genera impactos negativos sobre los
sistemas naturales que la soportan y rodean. El agua, la energía eléctrica, los
combustibles fósiles y los alimentos se consideran los principales elementos de
análisis para determinar la magnitud de las demandas ambientales y el grado de
exigencia de esta ciudad extendida sobre los compartimentos aire, agua y suelo;
razón por la cual, en este capítulo, se realiza un recorrido histórico de sus
dinámicas y evolución de su magnitud25 en el tiempo, en relación con elementos
sociales, económicos, políticos, técnicos y tecnológicos.
4.1. El Agua
El agua, recurso finito y “elemento fundamental para el desarrollo económico y
social… indispensable para la inversión, el crecimiento y la erradicación de la
pobreza” (IV WWF, 2006: 28), ha tenido un balance histórico trágico de enorme
pérdida en Colombia. El mito, lo sagrado, el acceso, la cantidad, la calidad y la
participación comunitaria han sido mermas que determinan, entre otras cosas, una
distribución inequitativa y una puja entre conceptos de agua como bien público y
como bien privado. Bogotá D.C., en este contexto, accede al agua estableciendo
una huella ecológica de 317.000 Ha26, la cual se traduce en disponibilidad limitada,
alteración del ciclo hidrológico y consumo incremental.
25
Las gráficas de consumo que se presentan para cada uno de los elementos de estudio en las rutas metabólicas de la ciudad, fueron construidas con información secundaria que, en la mayoría de los casos, abarcó más de cien años.
26
Obtenido a partir de la propuesta de la Contraloría de Bogotá (2002:54) para el cálculo de huella ecológica por agua: 0.043 Ha.pcp.
34
4.1.1. El abastecimiento
El agua para los primeros pobladores de la sabana fue motivo de inspiración y
culto (Hernández, 1975:176). Ritos y ceremonias tributaban homenaje a Sie - la
diosa del agua -, “encontrando especial expresión en el nacimiento, la pubertad de
la mujer, la ceremonia de correr la tierra, la consagración de los jeques, la muerte
del cacique y en las leyendas de Guatavita, Bachué y Bochica” (Rodríguez,
2003:40). Infortunadamente, esta admiración afectuosa desapareció con la
conquista española y la evangelización católica, “que condenó su culto y la ubicó
como una creencia pagana prehispánica” (Rodríguez, 2003:54).Pero no es extraño
que el poblamiento español de la Sabana de Bogotá obedeciera también a las
bondades naturales del agua. “Tierra buena, tierra que pone fin a nuestra pena”,
afirmó Quesada al observar el Valle de los Alcázares. La abundante oferta hídrica
en el área de asentamiento cumplía la Ordenanza 11 de 1523 del Rey Carlos, que
mandaba lo siguiente: “procuren tener agua cerca, y que se pueda conducir al
pueblo y heredades, derivándola si fuere posible para mejor aprovecharse de ella”
(Leyes de los Reinos de las Indias, 1841).
El suministro de agua en Santafé durante el siglo XVI se caracterizó por un
transporte mediante múcuras - vasijas - desde las fuentes abastecedoras hasta los
puntos donde se requería. Durante los siglos XVII, XVIII y XIX el abastecimiento y
distribución del “agua de pie” (López de Velasco, 1572:638) mejoró debido a su
conducción artesanal en canales abiertos (construidos con cal, ladrillo y piedra)
desde los ríos San Francisco, San Agustín (otrora Manzanares) y Fucha (actual
San Cristobal), hasta los chorros27 o pilas ubicados en las plazas de la ciudad
(Wiesner, 1978).
La construcción del acueducto de Agua Nueva en 1757, fue “la más importante
obra para la provisión de agua en la ciudad a lo largo de su historia
colonial”(Rodríguez, 2003:105). Sin embargo, la oferta, concesionada desde 1695
27
Los chorros, pilas o fuentes más representativos fueron: Mono de la pila (1584), San Agustín (1611), San Juanito (1665), Las Nieves (1665), Egipto (1757), El Arco (1800), San Victorino (1803), Belén (1816), Santa Inés (1833), entre otros (Ibañez, 1891; Marroquín, 1938:346).
35
mediante Real Cédula, no soportaba la demanda de la creciente población, ni
podía asegurar el abastecimiento en época seca. Adicional a esto, la
infraestructura instalada sólo comprendía la conducción y suministro, no
contemplaba la purificación, hecho que facilitó el brote de epidemias de tifo y
cólera por causa de la contaminación de agua y alimentos por materia fecal (Alba,
2003; Cordero, 2001).
Para la segunda mitad del siglo XIX, Bogotá continuó siendo una ciudad sucia. El
precario sistema de conducción y distribución de agua, sumado a la inexistente
gestión de los residuos sólidos, a la carencia de alcantarillado y a la inmundicia de
las calles(Camacho, 1923:85; Cordovez, 1861:1351; Hettner, 1882; Holton, 1852:
159; Samper 1867:5;), determinaron la pérdida de la calidad de las fuentes
hídricas, tal como lo narró Gas - Mullien en 1823 (p 168):
“Un Virrey decía que en Bogotá había cuatro agentes encargados de la limpieza de la ciudad: los
gallinazos, la lluvia, los burros y los cerdos… Los arroyos de agua corriente que corren por el
centro de las calles les mantendría en un estado mejor de limpieza, si no fuese porque al dar las
ocho de la noche la incuria de sus habitantes les transforma en una cloaca infecta”
Como medida para frenar el continuo deterioro de los cuerpos de agua y la
proliferación de tomas clandestinas, el Código Penal de junio 27 de 1837
consideró condenas de trabajos forzosos, destierro y hasta la muerte para
aquellos que atentaren contra la calidad y el abastecimiento. Providencia que,
naturalmente, no causó ningún impacto favorable sobre el recurso.
El siglo XX introdujo el control de la calidad de agua para consumo humano
(Acuerdo 6 de 1909, Art. 2), pero sólo hasta 1921 se logró la desinfección
mediante adición de cloro líquido (Alba, 2003; Wiesner, 1978). Sin embargo, la
potabilización de las aguas crudas durante esta época no tuvo un valor agregado
en la oferta, ya que el mal aprovechamiento de las fuentes, la defectuosa
36
distribución28 y el excesivo desperdicio de agua, mantuvieron las crisis de
abastecimiento en la ciudad (Rodríguez, 2003:399,418). Situación que exigió los
primeros aforos29 de los “acueductos” existentes (1885 y 1911) y la instalación de
medidores en cada unidad usuaria.
Ante la necesidad de mejorar la calidad del agua ofertada, entró en
funcionamiento la planta de tratamiento de Vitelma (1938) para las aguas del Río
San Cristobal, y posteriormente, las del Río Tunjuelo, al que fue imperioso
construirle los embalses de La Regadera (1938) y Chisacá (1951) para que, junto
con la laguna de Los Tunjos, mantuviera un caudal regulado. Posteriormente,
entró en operación la planta de tratamiento de San Diego (1943), que potabilizaba
las aguas del Río San Francisco. Aunque esta obras aumentaron la oferta – 1 m3/s
adicional del Río Tunjuelo (Wiesner, 1978) –, no fueron suficientes para
contrarrestar las crisis de abastecimiento, cuyo año crítico fue 1949, en el cual la
ciudad estuvo sólo a 20 días para quedarse sin agua (El Tiempo, 1949).
Como medida de previsión para épocas secas y necesidades futuras, se sumó a la
ecuación de oferta el Río Bogotá con la Planta de Tratamiento de Tibitoc I (1953) y
Tibitoc II (1971), cuyos caudales fueron regulados por los embalses de Neusa
(1951), Sisga (1951) y Tominé (1962). Pero una vez más, los racionamientos de
agua afectaron la ciudad, siendo los más críticos los correspondientes a los años
de 1968 y de 1984, este último que obligó a sembrar las nubes químicamente para
generar la precipitación sobre los embalses anteriormente citados.
Como problema adicional a la oferta, desde 1972 en Bogotá se exacerbó el
crecimiento y expansión de barrios subnormales y perimetrales, bajo el esquema
de urbanización ilegal, en áreas de riesgo por deslizamiento y por encima de la
cota de los acueductos (Rodríguez, 2003:254), razón por la cual un 15% de la
28
Los estudios realizados por los Ingenieros Manuel Peña en 1885 y Cristóbal Bernal (1911), evidenciaron que el problema del agua en época de lluvias no recaía sobre la oferta – cantidad – sino en los problemas de la distribución y la pésima calidad para el consumo.
29Los aforos de los Ingenieros Manuel Peña en 1885 y Cristóbal Bernal en 1911 dieron como resultado aproximado un total de 265 l /s, al que
le correspondía 211 litros por individuo (Rodríguez, 2003:196)
37
población no tenía cobertura (El Espectador, 1986, citado en Rodríguez, 2003:29).
Hecho que exigió la construcción de tanques de almacenamiento y casas de
bombas para el suministro del vital líquido.
La mayor fuente de provisión de agua para Bogotá en su historia se consolidó en
el páramo de Chingaza y los ríos de la cuenca de la Orinoquía colombiana:
Gautiquía, Blanco y Chuza. Este sistema - cuyo corazón es un embalse con
capacidad de 227 Mm3 - entró en funcionamiento en 1985, lo que permitió dejar
fuera de servicio las plantas de tratamiento de San Diego, Vitelma y La Laguna30.
Pero irónicamente, el gran aumento en la oferta no resolvió el abastecimiento,
principalmente por la ocurrencia de derrumbes en los túneles de conducción que
comunican el embalse de Chuza con la planta de potabilización Francisco Wiesner
(1982). Obstrucciones que en 1997 generaron una nueva crisis, pero cuya
respuesta, a través de la concienciación ciudadana y acción tarifaria, permitió
reducir drásticamente el consumo. Aun así, y para reducir la vulnerabilidad del
sistema, se construyó el embalse San Rafael Etapa 1 (1994) y Etapa 2 (1996) bajo
el marco del proyecto Bogotá IV31.
Subsanado temporalmente el abastecimiento de agua con un sistema matriz
(Figura 4), la administración distrital se concentró en fortalecer la infraestructura
existente para la conducción, intercepción y desagüe de las aguas residuales y
pluviales de la ciudad.
30La planta de tratamiento de agua potable La Laguna fue construida en 1986 para tratar parte de las aguas del Río Tunjuelo. 31
Este proyecto, además mejoró el suministro de agua en las zonas altas del suroriente de Bogotá con la construcción de ocho tanques de almacenamiento - con sus respectivas estaciones de bombeo - y la puesta en marcha de la PTAP de El Dorado (1999), que trata parte de las aguas del sistema Tunjuelo.
38
Figura 4. Diagrama de Bloques – simplificado - de los flujos volumétricos (m3/s) de agua en Bogotá D.C.
Elaboración propia con información de: Peña M. (1885), Serrano J. (1899), Bernal C. (1911), EAAB (1924) Citado en Rodríguez J. (2003), Wiesner F. (1978); El
Tiempo (1938), Rodríguez (2003), Wiesner F. (1949), Contraloría de Bogotá (2002), EAAB (2010), SUI (2010), EAAB (2008), SDA (2008), EAAB (2010). NOTA 1: No incluye escorrentías superficiales menores.NOTA 2: Las fechas que acompañan los caudales indican el año de medición. NOTA 3: Las fechas que acompañan los almacenamientos o procesos de potabilización, indican el año de entrada de operación. NOTA 4: El reservorio se concibe como un sistema natural que suministra un bien o servicio ambiental.
Río San Cristobal (Fucha)
Q = 0,75 m3/s
Q est = 0,1 m3/s
Río San Agustín
(Manzanares)
Q = 0,06 m3/s
Río Arzobispo
Q = 0,24 m3/s
Q est = 0,04 m3/s
Río San Francisco
Q = 0,065 m3/s
Q est = 0,003 m3/s
PTAP
SAN DIEGO(1943)
Q = 0,5 m3/s
(1994)
Q = 0,18 m3/s
(1973)
PTAP
VITELMA(1938)
Q = 1,4 m3/s
Embalse CHISACÁ
VT = 5 MM m3
Vu = 4,8 MM m3
(1952)
Embalse REGADERA
VT = 4,2 MM m3
Vu = 4 MM m3
(1938)
Río Tunjuelo
Q = 3 m3/s
Q est = 0,15 m3/s
Q = 1 m3/s
(2007)
PTAP
LAGUNA(1985)
PTAP
DORADO(2001)
Q = 0,7 m3/s
(2007)
Q = 0,45 m3/s
(2007)
Q = 0,7 m3/s
(2007)
BOGOTÁ D.C.
Embalse NEUSA
V= 102 MM m3
(1951)
Embalse SISGA
VT = 101,2 MM m3
Vu = 96 MM m3
(1951)
Río Neusa
Q = ... m3/s
PTAP
TIBITOC I Y II(1959 Y 1971)
PTAP
WIESNER(1982)
Q = N.D. m3/s
Q = N.D. m3/s
Q = 10 m3/s
(2003)
Q = 1 m3/s
(2007)
Río …….
Q = ... m3/s
Embalse TOMINÉ
VT = 705 MM m3
Vu = 691 MM m3
(1962)
Río Frio
Q = .1,74 m3/s
Q = N.D. m3/s
Río Bogotá
Q = ... m3/s
Q = N.D. m3/s
Río Chuza.
Q = ... m3/sEmbalse CHUZA
VT = 252 MM m3
Vu = 220 MM m3
(1985)
Río Guatiquía
Q = 1,44 m3/s
Q = N.D. m3/s
Río Blanco
Q = 3 m3/s
Embalse
SAN RAFAEL
VT = 75 MM m3
Vu = 65 MM m3
(1996)
Q = 5 m3/s
Q = 6,2 m3/s
Río Teusacá
Q = ... m3/s
Río Bogotá
Q = 12,766 m3/s
Río Bogotá
Q = 32,02 m3/s
Embalse
APOSENTOS
VT = N.D. MM m3
Vu = 0,88 MM m3
(…..)
Río Teusacá
Q = .1,8 m3/s
Laguna LOS TUNJOS
VT = 3,5 MM m3
Vu = 2,4 MM m3
(1959)
PTAP
YOMASA(2003)
Quebrada
Yomasa
Q = …. m3/s
Q = 0,025 m3/s
(2007)
PTAR
EL SALITRE(2000)
El Salitre
Qmediana= 8,43 m3/s
(2009)
Q= 4,83 m3/s
(2009)
Q = 4 m3/s
(2009)
Q= 4,83 m3/s
(2009)
Tunjuelo
Qmediana= 4,8 m3/s
(2008)
Dibujó: Ing. Cristian Díaz, 2010
N
Q = 13.5 m3/s
(2007)
Q. Soratama + Q. Arauquita
Q. Cedro + Q. Bosque Pinos
Q = 0.011 m3/s
1
2
Canal Torca
Qmediana = 0,1768 m3/s
(2008)
San Cristobal
Qmediana= 6,58 m3/s
(2008)
3
4
5
6
7
SIGLAS
Reservorio
Flujo de agua
Almacenamiento o Proceso de
Potabilización
Proceso de tratamiento de
agua residual
Mezcla o división de flujo
DBO5
(mg/l)
DQO
(mg/l)
OD
(mg/l)
SST
(mg/l)Observaciones
1 Q. el Cedro y Q. Bosque Pinos10 0,01 5,09 28
2Río Bogotá (antes del Club
Guaymaral) 5 33 1,92 26Presencia de Cu, Cr, Mn, Zn
3 Canal Torca Club Guaymaral57 140 0,43 62
4PTAR Salitre - Canal de Aguas
mínimas 144 324 2,00 94
5 Fucha con Alameda243 621 N.D. 189
Presencia de Cu, Cr, Mn, Zn, Pb,
Ba, Ni, Cd
6R. Tunjuelo - Isla pontón San
José 195 569 0,10 346Presencia de Nitrógeno y Amonio
7 Río Bogotá - El cierre97 291 N.D. 124
Presencia de Cu, Cr, Mn, Zn
Punto
Descripción
Parámetros fisicoquímicos de calidad
Entradas
Salidas
39
4.1.2. Aguas residuales
Desde su fundación, y durante 350 años, el sistema de desagües en la capital se
fundamentó en caños abiertos construidos en lajas de piedra sobre los ejes de las
calles – que por supuesto carecían de andenes – (Wiesner, 1978). Aunque el
propósito inicial de estos montajes fue el de escurrir las aguas lluvias, con el pasar
del tiempo fueron habilitados para llevar agua a usuarios carentes del servicio de
acueducto, hecho que como se mencionó anteriormente, conllevó graves
problemas sanitarios que potenciaron las epidemias de cólera y tifo. El lamentable
alcantarillado lo recuerda Salvador Camacho en sus Notas de Viaje (1898):
“… el agua de los caños, que corría por la mitad de ellas (calles) encargada de arrastrar a los Ríos
San Francisco y San Agustín las basuras de las casas, se regaba a uno y a otro lado formando pozos
pestilentes que embarazaban el paso…”
Esta época, de lento avance en la conducción de aguas negras y pluviales (el
primer tramo enterrado de tubería, construido en 1872, sólo tuvo una extensión de
400 metros32),definió la muerte de los ríos urbanos de Bogotá - inicialmente del
San Francisco y San Agustín - puesto que la consolidación del sistema de
alcantarillado determinó su canalización para hacer de ellos los receptores
directos de los vertimientos33.
El problema de los desagües pluviales, domiciliarios e industriales sólo fue
abordado con seriedad técnica y política en el Plan Maestro de
Alcantarillado34(1967) con la construcción de 2600 Km de red y 40.000 pozos de
inspección (Wiesner, 1978:260). Posteriormente, con el proyecto Bogotá IV (1992)
se construyeron “280 Km de redes secundarias de alcantarillado y 420 Km de
canales de drenaje” (Rodriguez, 2003: 36). Sistema que tuvo que ser ampliado en
el proyecto Santa Fé I (1996), en el cual se dio diseño a un nuevo Plan Maestro de
32
Según Francisco Wiesner, el primer tramo estaba ubicado en la calle 10ª y se extendía desde la Plaza de Bolívar hasta la del Mercado (posteriormente llamada Plaza de San Francisco, hoy de Santander) y pasaba frente a la iglesia de la Concepción. 33
Según lo estipulado el Acuerdo 10 de 1916 del consejo de la ciudad (Art. 1), en acato de la Ley 10 de 1915. 34
El Plan Maestro de Alcantarillado se consolidado gracias al cobro de valorización.
40
Alcantarillado con el que se construyeron el Sistema Troncal de Alcantarillado, el
Interceptor del Río Bogotá (IRB), 526 Km de colectores secundarios de aguas
negras y 746 Km de colectores de aguas lluvia (Rodríguez, 2003).
Bogotá, a la fecha, “cuenta con un 96% de cobertura del servicio de alcantarillado
y 88% de pluvial” (EAAB, 2009), quedando continuamente por fuera los barrios
ilegales, marginados y perimetrales que anualmente se consolidan en la capital.
4.1.3. Tratamiento y Recuperación de Aguas
Es menester recordar que el Plan Regulador de 1948 alertó sobre los efectos de
los vertimientos domésticos de la capital sobre el Río Bogotá(Hernández, 2004),
pero dicha advertencia no evitó que su cauce fuera rectificado y profundizado
(1962) para amortiguar sus grandes crecientes y para recibir, por gravedad, los
desagües de los barrios del occidente de Bogotá (Wiesner, 1978:260);
convirtiéndolo en el receptor de todos los desechos líquidos urbanos.
Los proyectos de construcción de las plantas de tratamiento de aguas residuales a
lo largo del tramo, o del gran interceptor y sistema central de tratamiento -
enunciados desde 197035- no se han materializado (Cuadro 7), cumpliendo 40
años de una enorme deuda ecológica urbana con el río / alcantarillado de la
Ciudad, que no sólo ha afectado sus cuencas media y baja, sino al principal río de
Colombia: El Río Grande de la Magdalena.
El tratamiento de los afluentes urbanos del Río Bogotá36 ha ido de descalabro en
descalabro. Los errores y diferencias técnicas entre los involucrados, los sobre
costos de las obras, la escasez de fuentes de financiamiento y la connotada
35Estudio técnico elaborado por la Empresa Distrital de Alcantarillado por comisión del Departamento de Planeación Nacional y Distrital (Wiesner, 1978:261). 36
El tramo urbano del Río Bogotá tiene aproximadamente 90 Km. Medidos desde la desembocadura del Río Juan Amarillo hasta el punto denominado Alicachín.
41
desarticulación de las instituciones distritales, departamentales y nacionales
involucradas, han mermado cualquier iniciativa hasta ahora.
Cuadro 7. El problema del tratamiento del tramo urbano del Río Bogotá
El único sistema de tratamiento existente para las aguas negras que genera la ciudad está
emplazado en el tramo final del Río El Salitre, que principalmente transporta materia orgánica
de vertimientos domésticos. La planta El Salitre (2000), cuyo costo aproximado fue de $80 USD
millones (Pérez, 2000:15), sólo cuenta con tratamiento primario y, desde su construcción hasta
la fecha, ha gastado aproximadamente $835.464 COP millones37
(Contraloría de Bogotá,
2009:3) de las arcas del Distrito Capital. Los resultados de la PTAR de El Salitre durante los
diez años de funcionamiento han sido irrisorios y onerosos. Tal como lo evidencia el informe de
la Contraloría de Bogotá (2009) al presente Alcalde Mayor:
“En la actualidad, luego de darse el tratamiento de tan sólo 4 m3/s, de un afluente que lleva un caudal de
aproximadamente 8 m3/s, las condiciones del agua tratada no cumplen con las expectativas para darles un
uso conforme a lo establecido en la norma ambiental, razón que obliga a verterla nuevamente a escasos 50
metros abajo del Río Bogotá, lo que hace que la inversión realizada sea ineficiente e ineficaz”.
Las dificultades de la descontaminación del Río Bogotá se concentran principalmente en los
costos de interceptación de afluentes y de los sistemas de tratamiento, cuya inversión ha sido
calculada en varias ocasiones: $ 796 USD millones (Pérez, 2000:14), $ 1200 USD millones
(Rodríguez, 2003:137), $ 2899 USD millones (CONPES 3320, 2004); $ 1189 USD millones
(EAAB, citado por Colmenares, 2007:9) y $ 1600 USD millones (El tiempo, 2009). Cifras que se
han quedado en discusiones más no en acciones reales.
Fuente: Elaboración propia.
4.1.4. Metabolismo Hídrico
Como se enunció anteriormente, Bogotá D.C. suple sus requerimientos de agua
principalmente de la escorrentía de las cuencas de los Ríos Bogotá, Tunjuelo,
Guatiquía, Blanco y Chuza, bajo una estructura matriz de los sistemas Tibitoc,
37
El costo calculado desde el año 2000 al mes de julio de 2008 fue de USD $ 824.976 millones. Por su parte, el costo promedio mensual de operación es de $ 1187 millones COP.
42
Tunjuelo y Chingaza38, que determina una capacidad instalada de 36,5 m3/s39
(Gráfica 3).
La capacidad del sistema permitió para el año 2009 una distribución (conducción
desde la fuente al usuario) promedio de 14,6 m3/s (Gráfica 4), mientras que para el
mismo año, el consumo facturado - lo que realmente suple las necesidades del
sistema urbano40 - alcanzó los 8,6 m3/s (SUI, 2010) (Gráfica 3). Esta variación se
debe al uso ilegal y a las numerosas pérdidas en la conducción de tan vital líquido,
que para el año 2009 merecieron el 41,1%41.
Gráfica 3. Evolución de la capacidad, oferta bruta y consumo facturado de agua (m3/s) en Bogotá
D.C.42
Elaboración propia con información de: Bernal (1911), Contraloría de Bogotá (2002), EAAB (1924) Citado en Rodríguez J. (2003),EAAB (2010), El Tiempo (1938), Peña (1885), Rodríguez (2003),Serrano (1899), SUI (2010),Wiesner (1949), Wiesner (1978).
38
Sin embargo, una mínima fracción se logra por la extracción de agua subterránea mediante pozos profundos. 39
Este valor se obtuvo de los datos de captación de agua reportados por al EAAB en el Sistema Único de Información de Servicios Públicos, y difiere de los reportes que la misma empresa muestra al público, correspondientes a 31,5 m3/s. 40
Es importante aclarar que este estudio de oferta no contempla el aporte de los Acueductos Comunitarios, la captación de agua lluvia y el uso de agua subterránea. 41
Este valor promedio de pérdida real ha cambiado en el tiempo y según el autor: 42% (Misión Siglo XXI, 1996:132), 21,6 % (Pérez, 1997:58) y 40% (Fonseca, 1998:5). Cualquiera que sea el valor, los usuarios de Bogotá pagan las pérdidas. 42
Debido a la escala, el inicio de la curva es próximo a cero, más no lo es. Los valores son muy bajos comparados con los actuales.
3,1
36,5 36,5
18,0
14,6
0,2
12,6
8,6
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
18
85
18
89
19
11
19
24
19
38
19
43
19
48
19
60
19
78
19
83
19
90
19
94
19
97
20
03
20
04
20
05
20
06
20
07
20
08
20
09
Vo
lum
en
de
agu
a (m
3/s
))
Año
Evolución de la capacidad, oferta bruta y consumo facturado de agua (m3/s) en Bogotá D.C.Periodo (1885 - 2009)
Capacidad fuentes abastecimiento (caudal medio diario)
Distribución - Oferta (consumo bruto del sistema)
Consumo facturado (consumo real del sistema)
43
Gráfica 4. Evolución y proyección de la oferta bruta (m3/s) en Bogotá D.C.
43
Elaboración propia con información de: Bernal (1911), Contraloría de Bogotá (2002), EAAB (1924) Citado en Rodríguez J. (2003),EAAB (2010), El Tiempo (1938), Peña (1885), Rodríguez (2003),Serrano (1899), SUI (2010),Wiesner (1949), Wiesner (1978).
La demanda del recurso hídrico se concentra en el sector doméstico (resultado
evidente por el número de la población), participando con el 71% y 76% durante el
periodo 2003 - 2009, seguido por el comercial (entre el 8% y el 10%) y el industrial
(entre el 5% y 7%)44 (Gráfico 5).
Debido al crecimiento demográfico y a la tercerización de la economía capitalina,
es de esperar que en el 2025 el consumo aumente a 19.5 m3/s45 (Gráfica 4) y
mantenga la actual distribución por tipo de usuario. Aunque es evidente, y se es
consciente, que las proyecciones sufren del sesgo de las condiciones de la época
en las que se hagan: 28,4 m3/s para el año 2005 (Misión Siglo XXI, 1996:244), 34
m3/s para el 2015 (Pérez, 1997:58) y 25,5 m3/s para el 2020 (Contraloría de
Bogotá, 2002:45).
43
Debido a la escala, el inicio de la curva es próximo a cero, más no lo es. Los valores son muy bajos comparados con los actuales. 44
Es importante aclarar que este pequeña participación obedece más a la desindustrialización de la ciudad, que a un optimización del recurso por parte del aparato productivo. 45
Esta proyección considera la continuidad de las pérdidas y el actual consumo ilegal.
14,58
19,5(2025)
18,0
25,5028,4
0,00
5,00
10,00
15,00
20,00
25,00
30,00
18
85
18
89
19
11
19
24
19
38
19
43
19
48
19
60
19
78
19
83
19
90
19
94
19
97
20
03
20
04
20
05
20
06
20
07
20
08
20
09
20
10
20
12
20
14
20
16
20
18
20
20
20
25
Vo
lum
en
de
agu
a (m
3/s
))
Año
Evolución y proyección de la oferta bruta de agua (m3/s) en Bogotá D.C.
Periodo (1885 - 2020)
Distribución Oferta (consumo bruto del sistema) m3/s
Proyectada Contraloría y EAAB (m3/s)
Proyectada Misión Siglo XXI Proyección Contraloría y EAAB(2002)
Distribución - oferta real
Proyección Misión Siglo XXI(1996)
44
Gráfica 5. Evolución del consumo facturado de agua (m3/s) en Bogotá D.C. Discriminación por
sectores usuarios (periodo 2003– 2009)
Elaboración propia con información de: EAAB (2010), SUI (2010)
El modelo de “balance de agua” para la ciudad (Figura 5 y 6) expresa tres grandes
elementos: entradas, salidas y acumulación46, expresados así (Ecuaciones 1 a 3):
eAguaAguaAgua acumulasaleentra Ec. 1
Ec. 2
pérdidasconducidafacturadoconsumo AguaAguaAgua
Ec. 3
Las entradas se desagregan en consumo facturado, precipitación, escorrentía
superficial, agua subterránea extraída y agua virtual asociada a los alimentos. Las
salidas, por su parte, se concentran en los vertimientos y en la evaporación.
En cuanto a los elementos pertenecientes al balance hídrico natural (elementos
conceptuales de la oferta hídrica de la región), se considera la precipitación y la
evaporación media anual de Bogotá47 en 862 mm y 996 mm, respectivamente
46El agua acumulada se considera cero (0), debido a que el balance se estable como un flujo en una pequeña unidad de tiempo, decisión técnica que no permitiría concebir un almacenamiento en el diferencial de tiempo de un (1) segundo. 47
Este estudio no tiene en cuenta los escenarios de promedio anual seco o promedio anual de alta precipitación. Así mismo, no se desagrega para explicar el comportamiento en época seca o de lluvias, o en escenarios de variabilidad climática extrema.
Evolución del consumo de agua facturada (m3/s) en Bogotá D.C.
Discriminación por sectores de usuarios
6,38 6,24 6,16 6,28 6,42 6,36 6,31
0,470,48 0,51 0,55
0,64 0,58 0,53
0,70 0,74 0,810,87
0,93 0,90 0,86
0,37 0,41 0,380,39
0,480,41 0,42
0,39 0,31 0,300,34
0,490,49 0,48
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
7,00
8,00
9,00
10,00
2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
Año
Co
nsu
mo
fac
tura
do
(m
3/s
)
Residencial Industrial Comercial Oficial Otros
eAguaAguaAguaAguaAguaAguaAguaAguaaaprovechadno
aescorrentínevaporacióvertidaVirtualExtraída
aSubterráneerficial
aescorrentíiónprecipitacfacturadoconsumo
sup
45
(IDEAM, 2007)48. Así mismo, la escorrentía superficial, definida por los sistemas
Torca, Salitre, Fucha y Tunjuelo49y los ríos San Agustín y San Francisco, es la que
se considera representativa. La corriente de entrada “agua subterránea extraída”
tiene un valor de 0.033 m3/s, de acuerdo con la información suministrada por el
Observatorio Ambiental de Bogotá (2010).
Figura 5. Diagrama de bloque – síntesis simplificada – del metabolismo de Bogotá D.C. en el
componente agua, años 1980 y 2010, y proyección al 2025.
Elaboración propia
Los vertimientos50 confluyen a los sistemas Torca (0,1768 m3/s), Salitre (4,8334
m3/s), Fucha (6,5832 m3/s) y Tunjuelo (4,8025 m3/s) (EAAB, 2008, 2010), para
luego ser entregados al río Bogotá en diferentes puntos de su tramo urbano.
Este ejercicio de balance permitiría aproximar la cifra del agua virtual51 consumida
en Bogotá: 9,172 m3/s, casi la misma cantidad de agua facturada que consumen
48
Estos datos se obtuvieron a partir del promedio simple de los promedios anuales reportados en el Estudio de la Caracterización Climática de Bogotá y Cuenca Alta del Río Tunjuelo del año 2007. 49
La escorrentía superficial, definida por los sistemas Torca, Salitre, Fucha y Tunjuelo, se analiza específicamente en el punto de entrada al casco urbano. 50
El valor del caudal de salida global de la escorrentía puede oscilar entre los 14 a 20 m3/s (EAAB, 2008, 2010).
51
Rigurosamente, el “agua virtual” se denomina como el agua utilizada para obtener productos industriales y agrícolas (Greenpace, 2010). Sin embargo, en este desarrollo se asocia con aquella agua que fluye a través del sistema urbano en alimentos y productos.
BOGOTÁ D.C.Abastecimiento de Agua(distribución)
12.45 m3/s (1980)
14.6 m3/s (2010)
25.5 m3/s (2025)
Consumo
Facturado
8.715 m3/s (1980)
8.6 m3/s (2010)
15.3 m3/s (2025)
Pérdidas
3.735 m3/s (30%;1980)
6 m3/s (41.1%; 2010)
10.2 m3/s (40%; 2025)
Precipitación (media anual)
1003 mm; 7.02 m3/s (1980)
862; 10.73 m3/s (2010)
691 mm; 9.08 m3/s (2025)
Escorrentía Superficial
1,115 m3/s (1980)
0.733 m3/s (2010)
0.351 m3/s (2025)
Agua Virtual (Alimentos)
N.D. m3/s
Agua Subterránea
Extraída
0.107 m3/s (1980)
0.033 m3/s (2010)
0.033 m3/s (2025)
Vertimientos16.615 m
3/s (1980)
16,396 m3/s (2010)
29,170 m3/s (2025)
Evaporación
948 mm; 6.442 m3/s (1980)
996; 12.137 m3/s (2010)
1044 mm; 13.715 m3/s (2025)
Dibujó: Ing. Cristian Díaz, 2010
SIGLAS
Reservorio
Flujo de agua
Sistema Urbano
Mezcla o división de
flujo
Escorrentía Superficial
No aprovechada1.115 m
3/s (1980)
0,733 m3/s (2010)
0,351 m3/s (2025)
46
los capitalinos (8,6 m3/s). Esta cantidad advierte la magnitud de las toneladas de
alimentos que entran al sistema urbano.
Figura 6. Metabolismo hídrico de la ciudad de Bogotá (2010).
Elaboración propia
La enorme demanda, consumo y pérdida de agua en Bogotá son señales de alerta
de riesgo por desabastecimiento. Un panorama de insostenibilidad de búsqueda,
cobro52 y desecho (Colmenares, 2007) valida la advertencia emanada por el
IDEAM en el Estudio Nacional de Agua, que prevé que “el 66% y 69% de la
población colombiana, para los años 2015 y 2025 respectivamente, podrían estar
en alto riesgo de desabastecimiento en condiciones hidrológicas secas” (IDEAM,
2000:38). No sólo el Instituto de Hidrología, Meteorología y Estudios Ambientales,
sino el trabajo de autoridades intelectuales en el tema ambiental (Ghul, 2008;
Leyva, 2008; Becerra, 2010) coinciden en que el Cambio Climático, la
contaminación, la deforestación y la presión humana al recurso hídrico, entre otras
causas, han provocado que la oferta neta del agua se reduzca tanto en calidad
como en cantidad, y esto aplica para los sistemas naturales como para los centros
urbanos.
52
Bogotá D.C. posee la tarifa más costosa del país y una de las más elevadas de América Latina (Colmenares, 2007:188)
Pérdidas
6 m3/s
BOGOTÁ D.C.
Consumo Facturado
8.6 m3/s
Captación
14.6 m3/s
Escorrentía Superficial
0.733 m3/s
Agua Virtual N.D. m3/s
Precipitación
10.73 m3/s
Agua Subterránea 0.033 m3/s
Vertimientos
16.4 m3/s
Escorrentía Superficial no aprovechada
0.733 m3/s
Evaporación
12.137 m3/s
47
4.2. Energía
La “producción”, almacenamiento y uso de la energía son actividades
fundamentales para poder realizar cualquier tipo de trabajo encaminado al
sostenimiento de la población, al mantenimiento y crecimiento de la estructura
económica y, por supuesto, a la búsqueda del desarrollo de una ciudad. Bogotá,
como organismo, ha sobrevivido gracias a la transformación de la energía, sea
esta renovable o no, a través de “transiciones energéticas”53 ocurridas por el
crecimiento económico y por la influencia de las fuerzas técnica, económica,
política, ambiental y social (Cuadro 8).
Cuadro 8. Transición energética en Bogotá: épocas prehispánica y colonial
Los habitantes originarios de la sabana tenían como principales fuentes de energía la fuerza
humana y la madera en forma de leña. “Los vestigios culturales encontrados en la región andina –
que datan 5000 años atrás – muestran que al lado de materiales líticos variados había vestigios
de fogatas” (Rodríguez Et al, 1999:17). El fuego era esencial en las actividades cotidianas,
ceremoniales y festivas, tal como lo narró Juan Rodríguez Frayle en la novela histórica “El
Carnero”:
“… y la primera jornada que había que hacer era ir a la gran laguna de Guatavita a ofrecer y
sacrificar al demonio que tenían por su dios y señor… en aquella laguna se hiciese una gran balsa de juncos…
metían en ella cuatro braseros encendidos en que desde luego quemaban mucho moque… estaba a este trance
toda la laguna en redondo… con infinitos fuegos a la redonda…”
El dominio de la combustión de material vegetal permitió a los indígenas consolidar la “industria
metalúrgica” del oro y la “industria de la cerámica”. Técnica y tecnología de una sociedad que
transformó la energía disponible en su entorno para suplir las necesidades térmicas de sus
procesos productivos, sus rituales y su actividad doméstica.
La llegada del hombre blanco no determinó un cambio significativo en el portafolio energético para
el nuevo asentamiento, ya que los compuestos lignocelulósicos siguieron soportando las
exigencias térmicas de Bogotá durante la conquista y la colonia. Requerimiento, que trágicamente
sometió a las comunidades indígenas de la sabana a un trabajo forzoso y condenó los bosques
53
La transición energética se fundamenta en el concepto de que “una fuente singular de energía o grupo de éstas dominan el mercado energético durante un periodo particular o era, hasta que eventualmente son retadas y luego reemplazadas por otra mayor y mejor fuente o
fuentes de energía” (Melosi, 2006:3).
48
del altiplano a un proceso de tala extensiva e intensiva (Salcedo & Zeiderman, 2008). Actividad
que expuso a la capital a un continuo y creciente desabastecimiento energético debido a la
escasez e incremento del precio de la leña54
(De la Pedraza, 1985).
Por su parte, el transporte humano y de mercancías dependió inicialmente de la fuerza humana
indígena y esclava, y posteriormente de la animal. Escenas que en el Carnero y en las Noticias
Historiales de Fray Pedro Simón, se ilustran de manera singular:
“… Al principio de este Reino, como no había bestias en que transportar las cargas y mercancías que venían
de España y de otras partes, estos naturales – indígenas- las conducían a cuestas, hasta ponerlas en esta
ciudad, desde los puertos donde desembarcaban…”
“…Porque al principio no había caballos, mulas ni otros juramentos con que trajinar las mercancías, frutos
de la tierra y otras cosas, de una parte a otra; ellos – indígenas- servían de esto. Cargando todo lo que era
menester sobre sus hombros… hasta que hubo caballos y mulas…”
El alumbrado público55
y doméstico en esta época se suplió con el consumo de parafina, grasas
animales y cera de abejas (Rodríguez Et al, 1999:32). La luna era la iluminación urbana, por lo
que “al caer la noche sobre la ciudad – después del toque del Ángelus – las calles quedaban
desiertas y sumidas en las sombras” (Ortega, 1959:5).
Elaboración propia
4.2.1. La energía eléctrica
La luz eléctrica llegó a Bogotá por iniciativa privada - Bogotá Electric Light Co.56 -
en el año de 1890, con el montaje de una planta eléctrica de vapor alimentada por
carbón que logró proveer corriente a 27 lámparas de arco luminoso. Este primer y
loable intento - aunque infructuoso debido a problemas técnicos, a reveses
financieros y al desabastecimiento de combustible - brindó valiosas lecciones a la
Sociedad Colectiva de Comercio Samper Brush &Cia. (Cuadro 9), que introdujo el
54 Esta situación se presentó adicionalmente por causa de la merma de la población indígena, a las dificultades en el transporte desde las lejanas zonas de explotación, a la presión sobre el combustible de la creciente población, y a la demanda del recurso por parte del incipiente sector productivo que se había consolidado. 55
El alumbrado público durante la segunda mitad del siglo XIX - época Republicana - se caracterizó por prototipos infructuosos de antorchas y faroles a cebo, a gas de carbón y de petróleo, que no apuntalaron el servicio debido a las complicaciones técnicas y financieras de la época. 56
En 1886 el gobierno nacional contrató con la firma Ospina Hermanos de la ciudad de Medellín y Carrizosa de la ciudad de Bogotá, junto con Rafael Espinoza el alumbrado público, consorcio denominado Bogotá Electric Ligth Co.
49
sistema de alumbrado eléctrico por fuerza hidráulica - del Río Bogotá - con la
entrada de la planta hidroeléctrica de “El Charquito - 350 kW”57 (1900).
Infortunadamente, esta instalación cedió tempranamente ante la demanda de
10.000 lámparas de la ciudad y al asedio político y militar de las partes en conflicto
de la Guerra de Los Mil Días. Circunstancias que determinaron el primer
racionamiento eléctrico en la capital y el primer apagón en el año de 1902 (ISA,
2002; Rodríguez et al, 1997:150).
Cuadro 9. Historia empresarial de la energía eléctrica en Bogotá
El menoscabo de las finanzas de la Sociedad Colectiva de Comercio Samper Brush &Cia obligó
su liquidación en el año de 1904, dando inicio a la Compañía de Energía Eléctrica de Bogotá –
CEEB, de capital privado. Esta nueva compañía duró hasta 1927, cuando se fusionó con la
Compañía Nacional de Electricidad – fundada en 1920 por José Dávila Pumarejo - para conformar
Empresas Unidas de Energía Eléctrica S.A. (ISA, 2002:24; Lozano, 1978: 267), la cual perdió su
control privado cuando la municipalidad adquirió todas las acciones en la década de los cincuenta,
convirtiéndose en la Empresa de Energía Eléctrica de Bogotá - EEEB.
La EEEB rápidamente se constituyó en “una de las más sólidas del país por las características de
su mercado, la capacidad instalada y la calidad de su personal técnico” (ISA, 2002:24), y a la
postre (1989) transformó su razón social a “Empresa de Energía de Bogotá – EEB”.
Posteriormente, experimentó una profunda transformación (1997) al capitalizarse con recursos
internacionales, adquiriendo la siguiente estructura tripartita: a) generación – Emgesa-, b)
distribución y comercialización – Codensa – y c) casa matriz – EEB -. Actualmente, el Distrito
Capital de Bogotá se mantiene como el mayor accionista, con una participación del 81,5%.
Elaboración propia
Esta crisis energética exigió un plan de expansión que se soportó en el alza de
tarifas, en la inyección de capital y en el endeudamiento. Acciones tomadas
durante la primera mitad del siglo XX bajo una estructura de gerencia regional y
local que organizaba sus planes de acuerdo con estudios propios de oferta y
demanda (ISA, 2002:32; Wiesner, 1992:19).
57
Esta planta se encontraba ubicada en el municipio de Soacha, y heredó el nombre de la hacienda “El Charquito” en la que se emplazó esta hidroeléctrica, la cual se puso en marcha el 6 de agosto de 1900, el primer cumpleaños de Bogotá en el siglo XX.
50
Esta política energética permitió a la administración distrital, en asocio con capital
privado, alcanzar una capacidad instalada para la década de 1970 de 554 MW
hidráulicos y 5 MW térmicos, distribuidos en los siguientes proyectos: Charquito
térmico - 5 MW (1923), Salto I - 60 MW (1951), Laguneta hidráulica – 72 MW
(1960), Salto II - 70 MW (1963), Colegio Hidráulico – 300 MW (1970) y Canoas
Hidráulica - 50 MW (1972) (García, 1999; ISA, 2002;Lozano, 1978; Rodríguez Et
al, 1997).
Con la creación de la Empresa Interconexión Eléctrica S.A. – ISA (1967)58, el
sistema eléctrico de la capital logró enlazarse con los sistemas regionales a través
de una red nacional de alta tensión. Esto permitió aumentar la capacidad firme de
suministro, gracias a la participación de la Empresa de Energía de Bogotá en los
nuevos proyectos nacionales de generación, siendo propietaria de las siguientes
instalaciones: Termoeléctrica de Zipaquirá – 66 MW (1976), Paraíso hidráulico –
270 MW (1987), La Guaca – 311 MW (1987) y Guavio – 1150 MW (1992), siendo
este último un modelo de corrupción internacional debido al sobrecosto, al retraso
y a la improvisación de la obra (Pope, 2000:56).
El primer siglo de la energía eléctrica en la ciudad se caracterizó por los
problemas de suministro. Las crisis presentadas a finales del siglo XIX y principios
del XX, las restricciones de 1976 y 1981, y el racionamiento del año 1992 (Cuadro
10) tuvieron elementos comunes: la variabilidad climática y eventos extremos de
sequía. Naturalmente, cada uno de ellos tuvo detonantes particulares, a saber: a)
en los albores del suministro, la incipiente tecnología y los problemas financieros
de las nacientes empresas determinaron no sólo apagones recurrentes sino la
quiebra de las compañías, b) los racionamientos de 1977 y 1981 - que afectaron al
país - “fueron consecuencia del atraso en la construcción de nuevas plantas,
ocasionado por las dificultades financieras de las empresas” (ISA, 2002:70), y c) la
reciente crisis nacional“ fue una coincidencia de factores desfavorables que
58
Los primeros accionistas de ISA fueron: La EEEB que participó con un 25%, Empresas Públicas de Medellín - 25%, la Corporación Autónoma Regional del Cauca – 25% y el Instituto Nacional de Aprovechamiento de Aguas y Fomento Eléctrico – 25%.
51
ocurrieron en un mismo momento, siendo el más importante la ocurrencia del
fenómeno del Niño” (Restrepo, 1992, citado por ISA, 2002:71).
Cuadro 10. El apagón de 1992
La molesta restricción del 15% del servicio de energía eléctrica desde el 2 de marzo de 1992
hasta el 1 de abril de 1993, le costó59
a la economía de la ciudad y al país cerca de USD 1800
millones (OSSO, 2002) relacionados con: a) la reducción de ingresos del sector eléctrico, b) la
disminución de la producción, c) el incremento de los costos unitarios de producción, d) la
recuperación del parque generador de las unidades termoeléctricas, e) la contratación y costos de
generación de dos barcazas con capacidad de generación de 60 MW cada una y, f) la inyección
directa de capital a las empresas generadoras de energía como la EEB (ISA, 2002;Jiménez, 1996;
OSSO, 2002). El último y más costoso racionamiento de energía del país se puede atribuir a tres
factores60
, que Germán Jiménez resume así (1996):
“…negligente comportamiento del gobierno y de los operadores que no prestaron atención al clima y que no
previeron el intenso verano que se aproximaba… la ineficiencia de los administradores de las centrales
térmicas, porque éstas no estaban en condiciones óptimas para compensar el déficit que se presentó… y al
desmedido afán de lucro de EPM que desembalsó la presa de El Peñón vendiendo energía al resto del sistema
a los elevados precios de la crisis”.
Elaboración propia
Luego de estos infaustos eventos61, es absolutamente esencial y prioritario evitar
el desabastecimiento de las fuentes primarias, aumentar la eficiencia en la
generación y reducir las pérdidas en la distribución y transporte de la energía.
4.2.2.El carbón
La primera crisis energética de la ciudad, asociada al déficit e incremento del
precio de la madera, determinó el uso del carbón mineral como fuente primaria de
59
El costo político nunca lo pagó el Gobierno de la época - presidido por el Dr. César Gaviria Trujillo. Sólo se presentaron despidos en mandos medios de ISA. 60
Es importante aclararque el sistema hidroeléctrico nacional es vulnerable, puesto que depende de los complejos regímenes de los caudales de los cuerpos de agua que los abastecen. 61
Luego de la crisis energética del 1992 -1993, se creó la Bolsa de Energía (1995) – administrada por ISA -, “con el objetivo de operar y administrar el Mercado Eléctrico Nacional mediante un esquema de libre oferta y demanda, la cual se traduce en una mayor economía en los costos de operación del Sistema, para beneficio directo de los agentes y usuarios finales” (ISA, 2005). Así mismo, se inició la construcción de termoeléctricas a gas, mucho más eficientes y limpias.
52
energía en todos los sectores usuarios durante la época republicana62(De la
Pedraza, 1985). Este irremplazable y esencial combustible soportó la naciente
infraestructura de la capital de finales del siglo XIX y principios del XX: la línea del
tren Facatativá y Bogotá (1890), el ferrocarril del Norte (1892), el servicio de
energía eléctrica (1890), la industria cervecera moderna (1891), la industria del
vidrio plano (1911) y la industria de la cerámica blanca (1900), entre otras63 (Alba,
2003; Gutiérrez, 2006; Ingeominas, 2004).
La intensificación de los procesos de urbanización y de las actividades industriales
durante la primera mitad del siglo XX determinó la hegemonía64 de este mineral65.
Pero a partir de la década de 1960, y debido a la recomposición de la canasta
energética66 del país, el carbón dejó de ser el combustible de consumo
mayoritario67, cediéndole paso a los derivados del petróleo y al gas natural.
En el siglo XXI, el carbón que consume Bogotá sigue proviniendo de actividades
mineras de Cundinamarca (Cuadro 11), cuya explotación es poco tecnificada y de
subsistencia (UPME, 2005). Razón por la cual no es común que el mineral sea
sometido a beneficios como el lavado y secado, conllevando impactos negativos
sobre la eficiencia en su combustión y sobre la calidad del aire urbano, debido al
considerable porcentaje de cenizas, impurezas y humedad que contiene.
62
Las incursiones de la hidroenergía y el vapor para proveer potencia fueron truncadas por los “altos costos de inversión y a la zozobra de los empresarios por la inestabilidad política del país” (Rodríguez Et al, 1997). 63
La Cervecería Alemana Bavaria, fundada por Leo Kopp, inició la producción en mayo de 1891 en la fábrica situada en lo que es hoy la carrera 13 con calle 28, produciendo 6 m
3 por día.La vidriería Fenicia, fundada por los hermanos Kopp, funcionó hasta la segunda mitad del
siglo XX. La fábrica de lozas Faenza, ubicada en lo que es hoy la calle 22 con carrera 5, operó hasta1922 (Gutiérrez, 2006). 64
A partir de la década de 1950, el carbón se consolidó en el sector industrial macro consumidor energético: la industria del cemento, de la cerámica roja - ladrillo – y generación de vapor. 65
Básicamente, durante su primer siglo de uso masivo, el carbón que ingresaba a la capital carecía de un beneficio adecuado (en términos de la cadena de valor). Las actividades y operaciones unitarias para el mejoramiento de las características físicas sólo incluían la selección o clasificación manual y la molienda y tamizado, por lo que, sumado a la tecnología de la época, era de esperar que se expresaran combustiones ineficientes con alta carga contaminante, principalmente de Partículas Suspendidas Totales - PST y Óxidos de Azufre - SOx. 66
Este fenómeno se debió a: i) la disminución de los precios del petróleo y del gas natural, ii) al impulso del Gobierno Nacional a la generación hidroeléctrica y, iii) la sustitución del carbón como combustible doméstico en áreas urbanas de bajos recursos y en zonas rurales (UPME, 2006). 67
No obstante, desde 1970 el carbón se concibió como un energético estratégico generador de divisas. Razón por la cual, Colombia, a partir del proyecto El Cerrejón Zona norte, registró un despegue tecnológico de la minería e inició su posicionamiento mundial como productor (INGEOMINAS, 2004; UPME, 2006).
53
Cuadro 11. El Carbón en Cundinamarca y Boyacá
La región Cundinamarca y Boyacá contiene una formación carbonífera que va desde el municipio
de Zipaquirá - Cundinamarca68
hasta el municipio de Jericó - Boyacá (UPME, 2005). Las reservas
medidas totales de 406.6 Mt (Ingeominas, 2004) evidencian una enorme oferta que, naturalmente,
no fue ni ha sido desaprovechada por Bogotá y su región, pero que no es conveniente explotar de
manera convencional para suplir requerimientos energéticos.
Formación Carbonífera de Cundinamarca: Esta área se encuentra ubicada en el centro del
país, la formación carbonífera en la región va desde el municipio de Zipaquirá hasta los límites con
el departamento de Boyacá. El carbón es del tipo bituminoso y cuenta con las siguientes zonas
mineras: San Francisco - Subachoque - La Pradera (11,35 Mt), Tabio - Río Frío – Carmen de
Carupa (19,43 Mt), Zipaquirá –Neusa (1,64 Mt), Guatavita – Sesquilé – Chocontá (21,90 Mt),
Suesca - Albarracín (32,92 Mt) y Chequa – Lenguazaque (140,42 Mt). En total se calculan unas
reservas medidas de 236,23 Mt. (Ingeominas, 2004, citado por UPME, 2006:31).
Formación Carbonífera de Boyacá: El área carbonífera en Boyacá va desde el municipio de
Jericó, al norte, hasta los límites con el departamento de Cundinamarca. La principal área minera,
con carbones tipo bituminosos y reservas medidas de 102.84 Mt, se encuentra entre los
municipios de Sogamoso y Jericó. Otras áreas de importancia son: Tunja - Paipa - Duitama (24,03
Mt), Suesca - Albarracín (7,81 Mt) y Chequa – Lenguazaque (35,69 Mt), compartida con
Cundinamarca (Ingeominas, 2004, citado por UPME, 2006:31).
Elaboración propia
4.2.3. El petróleo y sus derivados
El uso de combustibles líquidos derivados del petróleo en la capital se estableció
con la entrada en circulación del primer vehículo particular en 1905 (Museo
Vintage, 2010) y con la llegada de los de automóviles de servicio público (1910) y
de buses inter barriales (1929). Luego, con la abrupta y definitiva salida de
operación de los tranvías eléctricos69 (1951) y su posterior reemplazo por buses a
68
Existe una pequeña formación en el municipio de Soacha, que actualmente no se explota, pero que en los albores del siglo XX suministró tan vital energético a la Termoeléctrica El Charquito. 69
Las pérdidas acaecidas en la infraestructura como consecuencia del Bogotazo, sumadas a medidas e interés tendientes a favorecer el uso de buses privados – préstamo de los Estados Unidos por valor de 5 millones de dólares para la reconstrucción -; así mismo, la fuerte oposición del Dr. Fernando Mazuera Villegas – alcalde de la capital entre 1947 y 1949 -, y los conceptos técnicos que argumentaron la mayor versatilidad, movilidad y relación costo – beneficio de los autobuses convencionales, fueron el golpe mortal al tranvía (Aprile – Gniset, 2008; Museo Vintage, 2010).
54
gasolina (1952) y diesel (1959) de empresas privadas y el distrito, los derivados
livianos y medios del petróleo (Cuadro 12) se consolidaron como los combustibles
líder para la movilización del parque automotor en la capital.
El uso de la gasolina y diesel con la técnica y tecnología disponible para inicios de
la década de 1990 determinó que Bogotá, “con 10 veces menos vehículos que
Tokio, arrojara a la atmósfera 2 veces más toneladas de CO y aproximadamente
las mismas toneladas de hidrocarburos” (Cala, 1992:77). Esta situación ambiental
conllevó un proceso gradual de mejora de la calidad de los combustibles70,
inicialmente de las gasolinas y posteriormente del diesel que se vendía en Bogotá
(Figura 7 y 8).
Figura 7.Evolución de la calidad de la gasolina en Colombia (periodo 1990 – 2010)
Elaboración propia con información de: Arango, 2009;Cala, 1992; Ecopetrol, 2010; Media, 1993.
Para el caso de las gasolinas, en los últimos veinte años se han logrado grandes
avances: a) el primer diagnóstico de calidad (década de los ochenta), b) la
eliminación del tetra-etilo de plomo71 (1990), c) la disminución de la Presión de
Vapor Reid – RVP, por sus siglas en inglés, de 11,5 psi a 9 psi (1991), de 9 a 8,5
70
Este proceso fue liderado por Ecopetrol, a través de la División Técnica y el Instituto Colombiano del Petróleo. 71
A partir del 1° de enero de 1991, se eliminó este aditivo antidetonante en las gasolinas importadas, que para la fecha, suplían el 25% de la demanda nacional.
1991
Reducción de RVP
Fase 1: 11.5 a 9
1993
Aplicación de
aditivos detergentes
dispersantes
1993
Reducción de RVP
Fase 2: 11.5 a 9
1997
Reducción de RVP
Fase 3: 8.5 a 8
2005
Adición de etanol
2009
Reducción del
Número de aromáticos
2010
Disminución del
Contenido de azufre
300 ppm
1996
Incremento del
Número de octanos
1990
Eliminación del
Tetraetilo de plomo
55
(1993) y de 8,5 a 8 (1997), d) la inyección de aditivos detergentes (1993), e) el
incremento del número de octanos (1996), f) la adición de etanol carburante72
(2005), g) la reducción del número de aromáticos, pasando de 28% a 20 % en la
gasolina Regular, y de 35% a 22% en la gasolina Extra o Premium (2009), y h) la
disminución del contenido de azufre hasta 300 ppm (2010) (Cala, 1992; Media,
1993; Arango, 2009).
Figura 8. Evolución de la calidad del diesel en Colombia, subdivisión diesel corriente y extra
(periodo 1990 – 2010)
Elaboración propia con información de: Arango, 2009;Cala, 1992; Ecopetrol, 2010; Media, 1993.
En el caso del diesel, el principal logro ha sido reducir el contenido de azufre de
9000 ppm existente en la década de los ochenta, a 500 ppm73 para el 2010.
Resultado obtenido inicialmente, y de manera inmediata, con la mezcla de diesel
importado de bajo azufre con diesel nacional, y posteriormente con reconversión
tecnológica. Este proceso ha tenido un alto costo para las finanzas públicas: $ 327
millones de dólares en gasto74, sólo en el 2008, y $ 700 millones de dólares de
inversión para la planta de hidro – tratamiento en el Complejo Industrial de
72
Se considera como un avance puesto que la inserción del etanol generó una diversificación de las fuentes de energía en Colombia. 73
Desde el mes de julio de 2008 se empezó a distribuir en Bogotá diesel con menos de 500 ppm, mientras que, desde el 1° de enero de 2009 el país consumía un diesel con 2500 ppm de azufre. 74
“El país importa 600.000 barriles por mes sólo para poder cumplir los compromisos de bajo contenido de azufre en el diesel” (Arango, 2009:106).
1992
Reducción del contenido de
Azufre 4500 ppm2001
Reducción del contenido de
Azufre 1200 ppm
1990
Reducción del contenido de
azufre 5000 ppm
2007
Reducción del
Azufre 4000 ppm
2009
Reducción del
Azufre 2500 ppm
2011
Reducción del
Azufre 500 ppm
DIESEL CORRIENTE
DIESEL EXTRA
2009
Adición de
Biodiesel 5%
2007
Reducción del
Azufre 1000 ppm
2008
Reducción del
Azufre 500 ppm
56
Barrancabermenja - CIB. El diesel con menos de 50 ppm se logrará distribuir en
Bogotá D.C. luego de una inversión de $ 4100 millones de dólares en el Plan
Maestro de la Refinería de Cartagena y de $ 2400 millones de dólares en el CIB75
(Arango, 2009).
Cuadro 12. Breve historia del petróleo en Colombia
El actual e innegable generador de renta externa del país era ya conocido por los pueblos indígenas
precolombinos – Yariguies y Motilones –, que lo utilizaban con fines medicinales mediante su
aplicación tópica (De la Pedraja, 1985; Roa, 2002; Villegas, 1999). Hechos registrados en la
expedición española de Gonzalo Jiménez de Quesada (1536), cuando su hueste acantonó en el
margen del Río Grande de la Magdalena, a la altura de la Tora76
, donde habitaba la comunidad de
los Yariguies – hoy extinta (Ecopetrol, 2010; Mayorga, 2002).
La industria petrolera en Colombia comenzó en 1905, cuando el gobierno nacional, amparado por el
Decreto 34 y la Ley 6 de ese año, otorgó dos contratos de concesión: La Concesión de Mares, en
las áreas de Carare y Opón en el Magdalena Medio (actual departamento de Santander), y la
Concesión Barco en las selvas del Catatumbo, en lo que es hoy el departamento de Norte de
Santander. Estos contratos, que dominaron durante la primera mitad del siglo XX, fueron un
“increíble rosario de negociados, dolos, abusos de poder, compra y venta de influencias y
conciencias” (Villegas, 1999). Desarrollo petrolero inmerso en trámites gubernamentales cuya deuda
ecológica se tradujo en destrucción de selvas tropicales, ciénagas y exterminio de pueblos
originarios (Roa, 2002:12). Toda una cesión de derechos a cambio de regalías - entre el 7 y 14% -
sobre el producto bruto y sobre cánones superficiarios (Ecopetrol, 2010; Mayorga, 2002).
La reversión de la Concesión de Mares (25 de agosto de 1951), la creación de la Empresa
Colombiana de Petróleos – Ecopetrol (Ley 165 de 1948), y la firma de la Ley 20 de 1969 por parte
del presidente Carlos Lleras Restrepo, permitieron al Estado reservar la administración de los
hidrocarburos nacionales a Ecopetrol, quien emprendió directamente o en asocio con capital
nacional o extranjero actividades en toda la cadena de valor de petróleo y el gas en Colombia.
Posteriormente, y con la expedición del decreto 2310 de 1974, se reemplazó el sistema de
concesión por el de “explotación directa” - a cargo de Ecopetrol - o por el de “contratos de
asociación”. Nuevos modelos contractuales que, junto con posteriores ajustes a la política de
75
Estos valores no sólo contemplan la inversión para la reducción del contenido de azufre en el diesel. 76
En este lugar se encuentra hoy la ciudad de Barrancabermeja y el complejo industrial más grande de Colombia para el procesamiento de petróleo.
57
asociación, “han permitido el incremento de contratos firmados, el consecuente incremento de pozos
exploratorios y, como corolario necesario, el descubrimiento de nuevos campos” (Mayorga, 2002).
La actual cadena de valor del petróleo, duramente golpeada por los ataques terroristas77
de grupos
armados al margen de la ley, es sin duda un motor fundamental de la economía colombiana, cuyos
impactos negativos sobre el medio ambiente deben ser atendidos con el objeto de evitar nuevos
pasivos ambientales.
Elaboración propia
La energía eléctrica y los combustibles fósiles78 han sido la clave en el portafolio
energético de la capital, su importancia y protagonismo en la transición energética
han determinado el salto de asentamiento urbano a metrópoli extendida en tan
sólo cincuenta años. Actividad metabólica que se estudiará a continuación.
4.2.4. Metabolismo Energético
El estudio del metabolismo energético de la ciudad contempla principalmente los
dos energéticos fundamentales del portafolio capitalino: la energía eléctrica y los
combustibles fósiles y sus derivados. La primera es la forma de energía más
personalizada a las necesidades de los individuos, y la segunda es el producto de
la transición energética de la primera mitad del siglo XX, que indudablemente
determina y condiciona el actual modelo económico de la ciudad.
4.2.4.1. Energía eléctrica
Aunque el suministro de energía eléctrica en Bogotá D.C. se soporta en el sistema
interconectado - que cubre el 91,9% de la demanda nacional - (Sigob, 2010), las
necesidades energéticas son atendidas principalmente por los macro proyectos
hidroeléctricos del Guavio y Chivor, y por las dos cadenas de generación
77
Durante el periodo 1986 – 2001 el sector petrolero sufrió cerca de 4101 atentados contra oleoductos e instalaciones, y sólo en el 2008 la infraestructura del oleoducto Caño Limón – Coveñas registró 170 atentados (Defensoría del Pueblo, 2001; Pinto, Vergara & La Huerta, 2004). 78
El gas natural y el gas licuado de petróleo – GLP, tienen también su importancia en la transición energética, pero debido a su relativa corta hegemonía, su evolución se presentará más adelante o en los anexos.
58
asociadas a la cuenca media y baja del Río Bogotá79. La ciudad, por su magnitud,
consume el 24% de la energía eléctrica del país (EEB, 2010), alcanzando un total
anual de 10.236 GWh (Gráfica 6), y una cobertura del 99,98% (UPME, 2010).
Gráfica 6. Consumo de energía eléctrica en Bogotá D.C. y comparativo nacional80
Elaboración propia con información de: Empresas Unidas de Energía Eléctrica (1927), García (1999), Lozano (1978), PME (2003), PNUMA & SDA (2003), Rodríguez Et al (1997), SDA (2007), UPME (2004), UPME (2006), UPME (1999), UPME (2010).
Los usuarios del servicio de energía eléctrica se clasifican de acuerdo con la Ley
143 de 1994 en regulados (residencial, comercial, industrial y oficial) y no
regulados81. Para el año 2010, el total de usuarios fue de 1.924.641, de los cuales
el sector residencial representó el 87,6%, el comercial constituyó el 10,5%,
mientras que el 1,9% restante se distribuyó en el industrial (1,6%), el oficial (0,1%)
79
El corazón de estas dos cadenas es el embalse del Muña (1943), que almacena principalmente el agua del Río Bogotá, brindando un caudal de 75 m
3/s que permite una capacidad instalada de 1175,5 MW.
80
El consumo de energía antes de 1970 aparece junto al eje x, esto en ningún momento indica que no hubo consumo, si lo hubo, sólo que esas cifras son insignificantes para el consumo actual. 81
Ley por la cual se establece el régimen para la generación, interconexión, transmisión, distribución y comercialización de electricidad en el territorio nacional. Así mismo define dos categorías de usuarios del servicio: regulado y no regulado. El usuario regulado se considera la persona natural o jurídica cuyas compras de electricidad están sujetas a tarifas establecidas por la Comisión de Regulación de Energía y Gas. Por su parte, el usuario no regulado es una persona natural o jurídica con una demanda máxima superior a un valor en MW o a un consumo mensual mínimo de energía en MWh, definidos por la CREG, por instalación legalizada, a partir de la cual no utiliza redes públicas de transporte de energía eléctrica y la utiliza en un mismo predio o en predios contiguos. Sus compras de electricidad se realizan a precios acordados libremente entre el comprador y el vendedor (Ley 143 de 1994; XM, 2010).
2130(Colombia, 1980)
42650(Colombia, 2009)
511(Bogotá, 1980)
10635(Bogotá, 2009)
15592(Bogotá, 2020)
0
5000
10000
15000
20000
25000
30000
35000
40000
45000
18
90
19
00
19
02
19
09
19
18
19
20
19
23
19
27
19
30
19
40
19
50
19
60
19
70
19
78
19
80
19
90
19
95
19
96
19
97
19
98
19
99
20
00
20
01
20
02
20
03
20
04
20
05
20
06
20
07
20
08
20
09
20
10
20
11
20
12
20
13
20
14
20
15
20
16
20
17
20
18
20
19
20
20
(GW
h) -
añ
o
Año
Consumo de Energía Eléctrica, comparativo nacional y Bogotá D.C. Periodo 1890 -2009 y proyección a 2020
Consumo Bogotá (Gwh) año
Consumo Nacional (Gwh) año
Consumo Bogotá Proyección (GWh) año
Proyección del consumo de Energía Eléctrica (GWh) año
59
y los no regulados (0,2%)82 (Gráfica 7). Por su parte, la participación en el
consumo para el año 2010: residencial 41%, industrial 28%, comercial 22,8%,
oficial 3,7% y no regulados 4,4% (Gráfica 8), representa el comportamiento
durante la primera década del siglo XXI (SDA, 2007).
Gráfica 7. Número de usuarios de energía eléctrica en Bogotá D.C. (periodo 1998 – 2010)
Elaboración propia con información de:PNUMA & SDA (2003), SDA (2007), SIU (2010).
Es evidente que el sector residencial domina tanto la participación en el número de
usuarios (Gráfica 7) como en la demanda (Gráfica 8), la cual se distribuye de
manera disímil entre los estratos 1 al 6 de la población: el estrato 6 es el de mayor
consumo promedio, y en adelante, éste desciende a medida que disminuye el
estrato, con excepción de los estratos uno y dos. (SDA, 2007:189).
La planeación de la oferta energética para Bogotá considera que, “suponiendo un
crecimiento promedio de 3.9% anual, la demanda de energía eléctrica se
triplicaría, y suponiendo un crecimiento promedio anual de 5.1%, en 2038 se
cuadriplicaría el consumo” (EEB, 2010). Es decir, dentro de dieciocho años, la
capital consumiría 30.708 GWh por año en un escenario de crecimiento
82
Este comportamiento se ha mantenido desde el año 1998.
1.685.159Residencial
201.704Comercial
31.001Industrial
0
500.000
1.000.000
1.500.000
2.000.000
2.500.000
1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010
Nú
me
ro d
e u
suar
ios
Año
Número de Usuarios de energía eléctrica en Bogotá (periodo 1998 - 2010)
Otros (No regulados) Oficial Industrial Comercial Residencial
60
económico austero y 40.944 GWh por año en condiciones óptimas de la
economía83. Con este último supuesto, el consumo esperado para el año 2020
sería de 15.592 GWh (Gráfico 6). Este gran salto en la demanda de energía
eléctrica no inquieta a los hacedores de política, quienes no conciben el riesgo de
desabastecimiento en Bogotá, ya que según ellos “el 93% del potencial
hidroeléctrico del país está sin explotar”84 (Martínez, 2010, citado por EEB, 2010).
Gráfica 8. Participación (%) del número de usuarios y consumo de energía eléctrica en Bogotá D.C.
Elaboración propia con información de: SIU (2010).
Sin embargo, es prioritario advertir que los estudios a largo plazo no están
considerando la variabilidad climática del planeta (natural o de origen antrópico), ni
sus efectos regionales y locales sobre el ciclo hidrológico, del cual depende la
ciudad y el país para mantener viva su economía. El optimismo tecnocrático y el
desconocimiento del impacto de los problemas ambientales globales sobre la
oferta y disponibilidad de los recursos naturales, puede someter a la capital – y a
Colombia – a un nuevo y más costoso apagón.
83
En años venideros, y manteniendo las tendencias actuales, se espera que el sector residencial continúe dominando la estructura de la demanda, mientras que la participación del sector industrial pude descender debido a la desindustrialización y a la “terciarización” de la economía capitalina. 84
Esta afirmación es muy temeraria, ya que determinaría la afectación de todas las grandes cuencas hidrográficas del país. Por otro lado, esta cifra puede no ser cierta, ya que la OLADE reporta que el país sólo está aprovechando el 20.3 % de su potencial hidroenergético (Vargas, 2010).
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
80,0
90,0
ResidencialComercial
IndustrialOficial
Otros (no regulados)
87,6
10,5 1,60,1
0,2
41,0
28,022,8
3,74,4
Po
rce
nta
je
Tipo de usuarios (regulado y no regulado)
Participación en número y consumo de los diferentes tipos de usuarios del servicio de energía eléctrica en Bogotá D.C. (Año 2010)
Contribución en el número de usuarios
Contribución en el consumo
61
4.2.4.2. Combustibles fósiles y sus derivados
Los combustibles que se consumen en Bogotá suplen principalmente las
necesidades de los sectores industria, transporte y doméstico. Siendo los de
mayor consumo las gasolinas, los aceites combustibles, el carbón, el gas natural y
el gas licuado de petróleo – GLP.
4.2.4.2.1. Carbón. El consumo de carbón térmico en Bogotá presentó un
crecimiento global sostenido hasta la década de 1960, momento desde el cual
disminuyó - en términos globales – un 44% con relación al año 2010 (Gráfica 9),
quedando principalmente como energético del sector industrial para la generación
de vapor de proceso, para la producción de calor en hornos y secadores, y para la
generación y cogeneración de electricidad. Esta reducción, motivada por factores
diferentes al precio, se debió principalmente a la masificación de los derivados del
petróleo y, en las últimas dos décadas, a la presión ejercida por la autoridad
ambiental a los usuarios industriales.
Gráfica 9. Consumo de carbón en Bogotá D.C. y comparativo nacional85
Elaboración propia con información de: Carinco (2010); Misión Siglo XXI (1996), UPME (2001), UPME (2006).
85
Nota: Debido a la escala, el inicio de la curva es próximo a cero, más no lo es. Los valores son muy bajos comparados con los actuales.
7561
575(2010)
200 (1900)
654 (1980)716(2019)
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
Co
nsu
mo
(kt
)
Año
Consumo (Kt) de carbón de la ciudad de Bogotá D.C., comparado con la producción nacional Periodo 1900 - 2010 y proyección al 2019
Producción Nacional (Kt)
Consumo Bogotá D.C. (Kt)
Proyección del consumo (Kt)
Proyección del consumo de carbón para el año 2019
(UPME, 2006)
62
Aunque la meta nacional para el posicionamiento de este combustible fósil se
concentra en las exportaciones, el análisis de las posibilidades de su uso en el
país indica que la demanda continuará creciendo (Gráfica 9) a razón del 7.6%
anual86, debido principalmente a que el carbón es un excelente sustituto
energético en momentos en que los costos del petróleo y el gas natural se
incrementan.
4.2.4.2.2. Gasolina y Diesel. En la evolución del consumo de hidrocarburos
líquidos en la ciudad y su relación con el transporte, se evidencian cuatro eventos
significativos: a) la relación directa del consumo de gasolina con relación al parque
automotor87, b) la disminución del consumo de gasolina en la primera década del
siglo XXI88, c) el incremento del consumo de diesel de la flota de taxis, carga y de
transporte particular y, d) el incremento del consumo de gas natural en la flota de
taxis (SDP, 2008) (Gráfica 10).
Para el siglo XXI, el consumo de combustibles líquidos para la flota vehicular en
Bogotá (Cuadro 13) ha sido influenciado por los precios de los hidrocarburos, la
renovación del parque automotor y la búsqueda de mayores eficiencias y de
mejores relaciones costo – beneficio por parte de los propietarios. Bajo estas
condiciones, la distribución de la demanda de combustible en Bogotá exhibe que
la gasolina es a los vehículos urbanos privados (61,7%), como el diesel es a los
vehículos de pasajeros urbanos colectivos (14,6%), a los de carga urbana (18.8%)
y a los de carga interurbana (31.8%) (UPME, 2008:8).
86
Esta razón de crecimiento fue calculada en el año 2006 por la Unidad de Planeación Minero Energética – UPME, y está calculada para todo el país. No existe una cifra propia para Bogotá D.C. 87
Durante el siglo XX el consumo de gasolina fue directamente proporcional al número de vehículos: En 1950, los 11.984 vehículos matriculados consumieron 1.556 BPDC; en el año 1985 el número de vehículos ascendió a 223.396 y el consumo fue de 23.907 BPDC; para el año 2000 se alcanzó la cifra de 987.013
87 vehículos que consumieron 25.712 BPDC de gasolina motor (DNP, 2000; STT, 2001; Ministerio
de Transporte, 2010). 88
La tendencia de consumo deja de ser directamente proporcional durante la primera década del siglo XXI, puesto que con un parque automotor de 1.216.432 a 2010 - cinco veces al existente en 1985 -, se consumieron 16.179 BPDC – 30% menos que el consumo de 1985 -.
63
Gráfica 10. Consumo de combustibles en Colombia, expresado en porcentaje, por segmento de
medio de transporte.
Elaboración propia con información de UPME, 2008
El estudio prospectivo de la demanda de energía para el sector transporte,
elaborado por la UPME (2008) prevé que, para el año 2020, la oferta nacional de
combustibles aumentará un 25.5% en gasolina motor y un 51.4% para diesel, y
que los procesos de oxigenación de la gasolina con alcohol carburante al 10%
(E10) y de diesel con aceite vegetal al 5% (B5), no afectarán el consumo en la
flota vehicular. Por lo tanto, es de esperar que bajo un escenario medio de
crecimiento económico89, el “diesel tenga un crecimiento medio anual del 3,4% y la
gasolina del 0.3%” (UPME 2008:5), con lo que se llegaría a demandas en Bogotá
de 16.923 BPDC de gasolina y de 20.913 BPDC de diesel para el año en el 2025
(Gráficas 11 y 12).
89
La proyección de demanda de energía del sector transporte, desarrollada por la Subdirección de Planeación Energética de la UPME (2008), determinó cinco escenarios, de los cuales el “base” contempló: a) precios medios basados en la Administración de Información de Energía – EIA (por sus siglas en inglés), b) la entrada de Gas Natural Vehicular - GNV sigue la tendencia de los últimos años, y c) ningún sistema masivo va a GNV, salvo los sistemas que ya están funcionando en Bogotá.
Gasolina
Diesel
GNV
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
70,0
Taxis Pasajeros (urbano privado)
Pasajeros (urbano
colectivo)
Pasajeros (interurbanos
colectivos)
Carga interurbana
Carga Urbana Otros usos
14,5
61,7
1,1 3,0 2,8
12,5
4,3
1,0 2,1
14,612,4
31,8
18,8 19,4
46,9
16,519,1
0,31,7
15,6
0,0
Po
rcen
taje
Segmento de medio de transporte
Consumo de combustibles (porcentaje) por segmento de medio de transporte
Gasolina
Diesel
GNV
64
Gráfica 11. Consumo (BPDC) de gasolina motor en Bogotá D.C.
Elaboración propia con información de: ACP, 2009; DAPD, 2000;UPME, 2006; UPME, 2008; Uribe, 1996.
Gráfica 12. Consumo (BPDC) de diesel en Colombia y Bogotá D.C.
Elaboración propia con información de: ACP, 2010; Ecopetrol, 2010; UPME, 2010.
23.907(1984)
16.179(2010)
16.923(2025)
0
5.000
10.000
15.000
20.000
25.000
30.000
35.000
40.000
Co
nsu
mo
(BP
DC
)
Año
Consumo de gasolina motor (BPDC) en Bogotá D.C.Periodo (1950 - 2010) y proyección al 2025
Proyección UPME, 2008
36.400(1990)
112.565(2010)
185.871(2025)
5.174(1990)
12.665(2010)
20.913(2025)
0
20.000
40.000
60.000
80.000
100.000
120.000
140.000
160.000
180.000
200.000
Co
nsu
mo
BP
DC
Año
Consumo de Diesel (BPDC) en Bogotá D.C. y Colombia Periodo 1990 - 2010 y proyección a 2025
Consumo Nacional de Diesel BPDC
Consumo Bogotá D.C. BPDC
65
Cuadro 13. El parque automotor en Bogotá
Bogotá, con más de siete millones de habitantes, al igual que otras metrópolis, presenta una
marcada tendencia de aumento en el número de vehículos en circulación (Gráfica 13),
determinado por un factor de incremento del 10.6%, a tasa constante anual (CCB, 2008).
Fenómeno que tiene como principales razones la expansión urbana y la apertura económica que
experimentó Colombia a principios de los noventa.
Gráfica 13. Tendencia en el aumento del número de vehículos que circulan en Bogotá
Elaboración propia con información de: CCC, 2007; CCB, 2008; Ministerio de Transporte, 2010; Museo Vintage, 2010; Solano, 2010; Vargas & Zambrano, 1988.
Los deseos de adquirir una casa - y una segura y mejor vida - por parte de la población de
estratos medio y bajo, junto con los requerimientos de la clase pudiente de alejarse del bullicio y
ubicarse en las afueras de la ciudad, han hecho que las distancias de ciertas zonas residenciales
a los centros de trabajo (en su mayoría ubicados en el centro) se incrementen día a día. Esta
situación forzosamente genera un aumento en la necesidad de transporte, la cual es satisfecha
haciendo uso del medio dominante en la cultura colombiana: el vehículo.
Elaboración propia
4.2.4.2.3. El Gas Natural. El gas natural (Cuadro 14) ingresó a Bogotá luego de la
expedición del Régimen de los Servicios Públicos Domiciliarios90 (Ley 142 de
90
Este marco jurídico permitió consolidar el ejercicio de las empresas distribuidoras de gas natural y creó la Comisión de Regulación de Energía y Gas – CREG (Art. 68), como la unidad administrativa especial encargada de desarrollar el marco regulatorio y normativo de las actividades de transmisión, distribución y comercialización de gas natural.
49.899Buses (2010)
760.017Vehículos (2010)
160.065Matriculado (1980)
1.216.432Matriculados (2010)
228.893Circulación (1980)
1.739.498 Circulación (2010)
0
200.000
400.000
600.000
800.000
1.000.000
1.200.000
1.400.000
1.600.000
1.800.000
1905 1912 1918 1923 1926 1927 1940 1941 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010
Nú
me
ro d
e v
eh
ícu
los
Año
Parque automotor
Estadísticas 2010
1.769Transmilenio (2010)
66
1994), fecha a partir de la cual su consumo creció significativamente, alcanzando
tasas del 40%91 anual durante el periodo 1997 – 2007 (SDP, 2007) (Gráfica 14).
Gráfica 14.Consumo de gas natural (m3) en Bogotá
92.
Elaboración propia con información de: SDP, 2007; SIU, 2010; UPME, 2007; UPME, 2010.
Cuadro 14. El Gas Natural en Colombia
El Gas Natural en Colombia fue inicialmente considerado como un subproducto de la explotación
de crudo, por lo que su potencial energético se perdía al ser quemado en las teas de los campos
petroleros (Coronado & Uribe, 2005; Guerrero & Llano, 2003). Sólo con la expedición de la Ley
10 de 1961, y su posterior perfeccionamiento en el decreto 1873 de 1973, se evitó el desperdicio
del gas producido, “bien aprovechándolo industrialmente o confinándolo a los yacimientos para
su utilización futura” (Art. 14, Ley 10/61).
La cadena de valor de este hidrocarburo se inició en 1977 con la construcción del gasoducto
Ballenas – Barranquilla – Cartagena, al distribuir el gas en el sector termoeléctrico y petroquímico
91
Este valor se explica por el hecho de la natural fase de expansión del mercado. De ninguna manera, puede ser utilizado para explicar comportamientos futuros, ya que el mercado está prácticamente cubierto. 92
Nota: Debido a la escala, el inicio de la curva es próximo a cero, más no lo es. Los valores son muy bajos comparados con los actuales.
734,6
(2025)
148,2
(1997)
578,9(2010)
883,9
(2025)
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
Millo
ne
s d
e m
etr
os
cú
bic
os
(m
3)
AÑO
Consumo de Gas Natural en Bogotá (Millones de m3)periodo (1997 - 2010) y proyección (2011 - 2025)
Consumo Proyectado sin exportaciones(UPME, 2007)
Consumo Proyectado con
exportaciones(UPME, 2007)
Consumo de Gas Natural
67
y, a la postre, a usuarios residenciales en Barranquilla. Posteriormente, y con la entrada en
operación de 1126 Km de gasoductos, el consumo residencial alcanzó los 9420 usuarios (1980)
en 10 poblaciones atendías, superando los 390 MPCD (Promigas, 2010). Posteriormente, con la
definición del Programa de Gas para el Cambio (1986) se determinó, por primera vez en
Colombia, la incorporación del gas natural en el portafolio energético, principalmente en los
sectores transporte y residencial - que para el año 1987 alcanzó los 85.000 usuarios en todo el
país - (Coronado & Uribe, 2005; Promigas, 2010; UPME, 1999).
Luego de la confirmación de los hallazgos de Cupiagua (Casanare) y Güepaje (Sucre), que
representaron reservas de autoconsumo hasta el año 2040, el Gobierno Nacional determinó la
estrategia para su desarrollo en el documento Conpes 2646 – “Plan de Gas” (1993) que, con el
“Programa para la Masificación del Consumo de Gas” (1991), brindaron las bases para
consolidar el consumo de esta fuente de energía más eficiente, limpia y de bajo costo. Sin
embargo, y aunque para el año de 1993 el gas natural tenía presencia en 62 municipios de
Colombia y atendía algo más de 500.000 usuarios, “no era considerado un servicio público
domiciliario” (Coronado & Uribe, 2005).
Esta última característica se logró con la expedición del Régimen de los Servicios Públicos
Domiciliarios – Ley 142 de 1994 (Art. 1; Art. 8, numeral 8 y 12; Art 14, numeral 14 y 21), cuyo
marco jurídico permitió consolidar la actual cadena de gas natural que, con una red de 6973 km,
provee 750 MPCD a 5´479.632 usuarios residenciales, 93.846 comerciales y 3355 industriales
ubicados en 545 municipios (Ministerio de Minas y Energía, 2010; Promigas, 2010; UPME, 2010).
Elaboración propia
Para los próximos años se espera que este energético, que atiende principalmente
las necesidades de los estratos 2 y 3 (Gráfica 15), se consolide en el combustible
líder en los sectores doméstico e industrial, alcanzando un consumo total de 883.9
Mm3 para el año 2025 (Gráfica 14).
Actualmente, Bogotá D.C. representa el 28.4% de los usuarios de gas natural del
país, con 1.554.713 unidades conectadas a la red; y el servicio alcanza una
cobertura residencial del 86.2%, con un consumo a 2010 de 578.9 Mm3 (Ministerio
de Minas y Energía, 2010; SIU, 2010).
68
Gráfica 15.Distribución de usuarios de gas natural en Bogotá (año 2010).
Elaboración propia con información de: Ministerio de Minas y Energía, 2010.
4.2.4.2.4. El Gas Licuado de Petróleo. El gas licuado de petróleo- GLP, a
diferencia del gas natural, incursionó en el portafolio energético nacional mucho
antes del establecimiento de los lineamientos de política energética de la década
del noventa del siglo XX93. Su industria data de 1940, cuando fue destinado como
combustible para uso doméstico, alcanzando, en tan sólo 20 años, su
posicionamiento y supremacía (UPME, 2005).
Infortunadamente, a inicios del siglo XXI el mercado se contrajo debido a “los
cambios regulatorios reflejados en mayores precios al público, el avance del plan
de masificación de gas natural en las principales ciudades, y en particular, la
importante disminución de los márgenes de comercialización, los cuales
registraron los más bajos niveles en comparación con los costos incurridos”
93
Esta política se materializó, con los documentos del Consejo de Política Social y Económica – CONPES: 2571- programa para la masificación del consumo de gas (1991), 2646 – estrategia para el desarrollo del programa de gas (1993) y 2801 – estrategias y acciones para fomentar el uso eficiente y racional de la energía (1995); y de Planes Energéticos Nacionales: Plan de masificación de gas (1993) y gas para el campo (1997).
Estrato 1, 8%
Estrato 2, 35%
Estrato 3, 37%
Estrato 4, 13%
Estrato 5, 4%Estrato 6, 3%
Distribución de usuarios de GN en Bogotá (Año 2010)
69
(UPME, 2005:18). Las decisiones de política energética y un escenario favorable
de oferta, no fueron suficientes para evitar este comportamiento (Gráfica 16).
Gráfica 16. Consumo de GLP en Bogotá94
.
Elaboración propia con información de: SIU 2010; UPME, 2002.
Bajo este contexto, Bogotá D.C. pasó de consumir 2.261 BPDC en el año 1996 a
364 BPDC en el año 2010 (Gráfico 16), y aunque el propósito de la UPME es
mejorar la tendencia, no se prevé un aumento significativo en el consumo, debido
a que los nuevos proyectos y planes para extender el servicio de este hidrocarburo
se concentran en áreas rurales y zonas menos pobladas.
4.2.4.2.5. Síntesis del metabolismo. El consumo de combustibles en la capital y
el consumo de energía eléctrica para el año 2010 se traduce en una liberación –
por combustión y por uso – de 125.8 TBTU año, representado en 34.9 TBTU
asociados a la energía eléctrica (10236 GWh), 19.2 TBTU por carbón (575 Kt),
94
La tendencia que se esboza para el año 2025, representa un cambio abrupto en la tendencia a la baja del GLP durante 20 años. Sin embargo, ésta propensión obedece a las proyecciones de la UPME.
2.261(1996)
364(2010)
655(2025)
0
500
1.000
1.500
2.000
2.500
Co
nsu
mo
(BP
DC
)
Año
Consumo de GLP (BPDC) en Bogotá D.C.Periodo 1995 - 2010 y Proyección 2010 - 2020
Proyección con crecimiento del PIB del 4% anual
70
29.4 TBTU por gasolina (674 Kt; 16179 BPDC), 26.4 TBTU por diesel (671 Kt;
12665 BPDC), 15.9 TBTU por gas natural (376 kt; 578.9 Mm3) y, 2 GBTU por GLP
(53 Kt, 364 BPDC) (Figura 9). La magnitud de estas cifras demuestra el voraz
apetito energético de Bogotá, el cual indudablemente genera impactos negativos
en el ambiente urbano.
Figura 9. Flujo de la energía (eléctrica y combustibles) en la ciudad de Bogotá D.C. (año 2010)
Elaboración propia
4.2.4.3. Emisiones
La combustión – reacción química de oxidación - permite liberar la energía de un
combustible al entrar en contacto con el oxígeno del aire (Figura 10). El “precio
termodinámico” que el sistema urbano paga por obtener energía a partir de esta
reacción, se expresa en especies químicas gaseosas, aerosoles y sólidos que, en
función de su concentración, cantidad y lugar de liberación al ambiente,
determinan un detrimento de la calidad de los compartimentos ambientales, de los
ecosistemas y su oferta de bienes y servicios, y evidentemente, de la salud de los
ciudadanos.
BOGOTÁ D.C.Energía liberada
125.8 TBTU
Carbón
19.2 TBTU
Gasolina
29.4 TBTU
Diesel
26.4 TBTU
Gas Natural
15.9 TBTU
GLP 0.002 TBTU
Energía Eléctrica
34.9 TBTU
71
Figura 10. Diagrama de bloques general de una combustión
Elaboración propia
Este flujo de materia ambientalmente significativo es la emisión, que transportará -
dependiendo del tipo de combustible, de la tecnología, de las condiciones de
operación, y de los sistemas de tratamiento disponibles - óxidos de no metales
(CO2, CO, SOx, NOx), material particulado, hidrocarburos no quemados (CxHy),
vapor de agua y gases de arrastre como el O2 y el N2.
Es así que Bogotá, en el año 2010, generando 91 TBTU de energía95 a través de
la combustión de gasolina motor, diesel, carbón, gas natural y GLP (2376 kilo
toneladas - Kt), liberó a la atmósfera 4759 Kt de CO2, 2149 Kt NO2, 1301 Kt de
CO, 114 Kt de CxHy, 19 Kt de material particulado y 34 Kt de SO2.
Comportamiento creciente a través del tiempo, tanto en energía como en
emisiones, que permite entrever una correspondencia directamente proporcional96
entre la cantidad de energía liberada, la cantidad quemada de combustible y el
volumen de descargas de especies contaminantes a la atmósfera capitalina
(Gráficas 17 y 18; Figura 11).
95
Es importante aclarar que no toda esta energía es útil, puesto que dependiendo del ciclo termodinámico o las características de la reacción, la entropía tendrá un valor significativo. 96
La relación existente entre la energía liberada, el consumo de combustibles y la cantidad de emisiones generadas es directamente proporcional, desde la lógica de los balances de materia.
COMBUSTIÓN
COMBUSTIBLE
CxHy
Análisis último CHONS
AIRE
N2: 78% v/v
O2: 21 % v/v
GASES DE
COMBUSTIÓN
CO2, CO
H2O
SOX, NOX
CxHy
PM
O2, N2
CENIZAS E
INQUEMADOS
C + I
ENERGÍA
72
Gráfica 17. Consumo de combustibles fósiles (Kt) y energía liberada (TBTU) en Bogotá D.C.
Elaboración propia
Gráfica 18. Emisiones generadas (Kt) por la combustión de energéticos en Bogotá D.C.
Elaboración propia
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
1980
2010
2025
7191
120
18452376
3104
Ma
gnit
ud
(K
t ó
TB
TU
)
Año
Consumo de combustibles fósiles (Kt) y energía liberada (TBTU) en Bogotá D.C. Años 1980 y 2010, proyección a 2025
Energía Liberada (TBTU)
Cantidad quemada de combustibles (Kt)
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
19802010
2025
3758
4759
6240
1622
2149
2835
10251301
1700
91114
14730
1921
2234 47
Kilo
to
ne
lad
as K
t
Año
Emisiones generadas (Kt) por la combustión de energéticos en Bogotá Años 1980, 2010, y proyección a 2025
Combustibles: carbón, gasolina motor, diesel, gas natural y glp
CO2
NO x
CO
CxHy
PM
SO2
73
La cantidad de especies emitidas a la atmósfera (Gráfica 18) determina,
indudablemente, que la pérdida de la calidad del aire en la ciudad se debe
principalmente a las emisiones generadas por los procesos de combustión que se
llevan a cabo en fuentes móviles y fijas97, situación que viene ocurriendo desde
finales de la década de los sesenta (García, 2010:125).
Figura 11. Metabolismo de combustibles fósiles en la ciudad de Bogotá D.C. (Año 2010).
Elaboración propia
4.2.4.3.1. Material Particulado. Esta especie, asociada principalmente al
contenido de cenizas y óxidos de azufre presentes en los combustibles, mantiene
su supremacía como contaminante, no por las emisiones asociadas a la
combustión (30 Kt en 1980, 19 Kt para el año 2010 y se espera que para el año
2025 aumente su participación en un 10%, alcanzando la cifra de 21 Kt), sino por
su permanencia en las capas bajas de la atmósfera, que causa problemas y
afecciones respiratorias en la población. (Gráfica 19).
97
Evidentemente existen muchas actividades domésticas, comerciales e industriales que liberan especies químicas a la atmósfera. Estas fuentes pueden ser analizadas desde el tipo de transformación física o química que las genera (operaciones o procesos unitarios) o desde las categorías, 15 en total, que la EPA propone en su documento AP-42.
BOGOTÁ D.C.
Energía liberada
(Combustión)
91 TBTU (2010)
CO2
4759 Kt
NOX
2149 Kt
CO
1301 Kt
SO2 34 Kt
PM 19 Kt
CxHy 114 Kt
Carbón
575 Kt
Gasolina
674 Kt
Diesel
671 Kt
Gas Natural
376 Kt
GLP 53 Kt
Aire
74
La concentración promedio anual de material particulado (μg/m3) en toda la red de
monitoreo durante 20 años muestra la persistencia del contaminante (Gráfica 18),
y aunque para el año 2009 no se supera la norma de calidad, se mantiene el
riesgo para la población expuesta.
Gráfica 19. Registro promedio anual de PM 10 (μg/m3) en toda la red de monitoreo de la calidad
del aire en Bogotá D.C. Periodo 1990 – 2010.
Elaboración propia con información de: JICA, 1991; Misión Siglo XXI, 1996; SDA, 2008; SDA, 2010.
4.2.4.3.2. Óxidos de Nitrógeno. Estos óxidos (NO y NO2) se originan por la
oxidación del nitrógeno del combustible y también del aire98 durante la combustión.
Su emisión es significativa99 (1622 Kt en 1980 y 2149 Kt en 2010), y se espera que
su participación e importancia se mantenga en el 2025 con 2835 Kt (Gráfica 20).
98
La formación de NOx por oxidación del aire - “NOx térmico” – ocurre por dos mecanismos: Mecanismo Súper Extendido de Zeldovich, que se verifica en condiciones deficitarias de oxígeno (cantidades inferiores a las estequiométricas) y el Mecanismo Prompt, asociado a la formación de radicales hidrocarburos que reaccionan rápidamente con el nitrógeno del aire (Schwerdt, 2006; Petunchi, 2011). Adicionalmente, es importante aclarar que en una combustión la participación de los óxidos de nitrógeno es de la siguiente manera: NO (90 a 95%) y NO2 (5 a 10 %). Es decir: NOx = NO + NO2. (Buecker, 2008). 99
Los cálculos determinan que los NOx, después del dióxido de carbono, son las especies que más se emiten. Estas magnitudes pueden generar escozor en la autoridad ambiental. Sin embargo, este mismo comportamiento fue evidenciado en los estudios realizados en 1996 – con factores de emisión JICA - para el informe Bogotá Siglo XXI, en los cuales los NOx ocupaban el mismo puesto en especies emitidas.
56,7(1990)
59(2000)
57(2009)
70 (ug/m3)
Res. 601 de 2006 (Nacional)
80 (ug/m3)
Res. 1208 de 2003 (Año 2003)
55 (ug/m3)
Res. 1208 de 2003 (Año 2006)
50 (ug/m3)
REs. 1208 de 2003 (Año 2010)
100 (ug/m3)
Dec. 02 de 1982 (Nacional)
0
20
40
60
80
100
1990 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
Co
nc
en
tra
ció
n d
e P
M 1
0 (
ug
/m3
)
Año
Registro promedio anual de PM 10 (ug/m3) en toda la RMCAB (comparación con límites máximos permisibles)
Concentración Promedio Anual de toda la RMCAB (µg/m3)
Resolución 601 de 2006 (Nacional)
Resolución 1208 de 2003 (límite establecido para el año 2003)
Resolución 1208 de 2003 (límite establecido para el año 2006)
Resolución 1208 de 2003 (límite establecido para el año 2010)
Decreto 02 de 1982 (Nacional)
75
Su concentración promedio anual (μg/m3) durante 20 años en toda la red de
monitoreo ha estado por debajo de la norma (Gráfico 19), pero por el simple hecho
de que éste reacciona rápidamente en la atmósfera, formando especies ácidas
solubles en agua que retornan a la superficie como precipitación ácida100.
Gráfica 20. Registro promedio anual de NO2 (μg/m3) en toda la red de monitoreo de la calidad del
aire en Bogotá D.C. Periodo 1990 – 2010.
Elaboración propia con información de: Misión Siglo XXI, 1996; SDA, 2008; SDA, 2010.
4.2.4.3.3. Monóxido de Carbono. Este gas tóxico, que se origina por la
combustión incompleta de un combustible101, ha aumentado a través del tiempo
(1025 Kt en el 1980 a 1301 Kt en el 2010). Su promedio máximo para 8 horas
(mg/m3) ha superado durante 20 años el actual límite máximo permitido – 10
mg/m3 - (Gráfico 21), alerta temprana de un riesgo por envenenamiento, tanto en
espacios confinados como en espacios abiertos, para los habitantes del occidente
y suroccidente de la capital, principalmente.
100
El fenómeno de lluvia ácida en Bogotá ha sido verificado por León 2000; Díaz Et al, 2004 y Jaramillo & Díaz, 2011 (Ver Anexo E). 101
Esta situación se presenta en todas las combustiones – no hay combustión completa al 100% -. Sin embargo, los casos críticos obedecen a procesos en los cuales los parámetros básicos de relación de aire y aire en exceso se omiten.
63(1990)
42(2000)
52(2009)
100 (ug/m3)
Dec 02 de 1982 (Nacional)
Res 601 de 2006 (Nacional)Res 1208 de 2003 (2003)Res 1208 de 2003 (2006)
Res 1208 de 2003 (2010)
0
20
40
60
80
100
1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
Co
nc
en
tra
ció
n d
e N
O2
(u
g/m
3)
Año
Registro promedio anual de NO2 (ug/m3) en toda la RMCAB (comparación con límites máximos permisibles)
Concentración Promedio Anual de toda la RMCAB (µg/m3)
Decreto 02 de 1982 (Nacional)
Resolución 601 de 2006 (Nacional)
Resolución 1208 de 2003 (límite para el año 2003)
Resolución 1208 de 2003 (límite para el año 2006)
Resolución 1208 de 2003 (límite para el año 2010)
76
Gráfica 21. Registro promedio máximo de 8 horas de CO (mg/m3) en toda la red de monitoreo de
la calidad del aire en Bogotá D.C. Periodo 1990 – 2010.
Elaboración propia con información de: Misión Siglo XXI, 1996; SDA, 2008; SDA, 2010.
4.2.4.3.4. Dióxido de Azufre. Este gas irritante y precursor de precipitaciones
ácidas se origina en la combustión por la oxidación del azufre contenido en un
combustible102. Su emisión, aunque la menor de todas la calculadas, ha generado
lluvia ácida en la capital (Díaz Et al, 2004; León, 2000; Jaramillo & Díaz, 2011), lo
que evidencia su alta reactividad en la atmósfera.
Aunque se esperaría que con la mejora acaecida durante dos décadas en la
gasolina y el diesel (Figuras 7 y 8) la emisión disminuyera, no fue así: en 1980 se
liberaron 24 Kt y en 2010, 49 Kt. Sin embargo, el promedio anual desde 1990
muestra una reducción en su concentración (Gráfica 22), pasando de 39 μg/m3 en
1990 a 20 μg/m3 en 2010103. Situación anómala que se explica con base en la
teoría de acidificación de sistemas naturales.
102
Es importante aclarar que no todo el azufre contenido en un combustible forma SO2. Con la combustión también se emiten SO3 (2%) y sulfatos (3%) (EPA, 1998). 103
Esto hechos a primera vista son contradictorios. Sin embargo, pueden evidenciar una remoción por lluvia de este contaminante bajo escenarios de precipitación ácida, muchas veces ocurridos en la ciudad.
10(1990)
25(2000)
12(2009)
15 (mg/m3)
Dec 02 de 1982 (Nacional)
12 (mg/m3)Res. 1208 de 2003 (Año 2003)
10 (mg/m3)
Res. 1208 de 2003 (Año 2010)
Res. 601 de 2006 (Nacional)
0
10
20
30
40
50
60
1990 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
Co
nc
en
tra
ció
n d
e N
O2
(u
g/m
3)
Año
Concentración promedio máximo 8 horas de CO (mg/m3) en toda la RMCAB (comparación con límites máximos permisibles)
Concentración Promedio Máximo 8 horas de toda la RMCAB (mg/m3)
Decreto 02 de 1982 (Nacional)
Resolución 601 de 2006 (Nacional)
Resolución 1208 de 2003 (límite para el año 2003)
Resolución 1208 de 2003 (límite para el año 2006)
Resolución 1208 de 2003 (límite para el año 2010)
77
Gráfica 22. Registro promedio anual de SO2 (μg/m3) en toda la red de monitoreo de la calidad del
aire en Bogotá D.C. Periodo 1990 – 2010.
Elaboración propia con información de: Misión Siglo XXI, 1996; SDA, 2008; SDA, 2010.
Bogotá, si mantiene su portafolio energético y su modelo de transporte actual, se
enfrentará a un futuro oscuro en su calidad del aire (Figura 12, Cuadro 15). Se
necesitará un cambio drástico en varios frentes: energético, movilidad y
zonificación. La promoción del uso de energéticos menos contaminantes –
combustibles mejorados y alternativos - y los programas de ahorro y uso eficiente
de la energía, facilitarán el desarrollo sostenible de la ciudad. Así mismo, el
mejoramiento de los corredores viales y las acciones sobre el parque automotor
actual, como la reposición y chatarrización, el mantenimiento preventivo y
obligatoriamente la reducción de su número, no sólo disminuirán la emisión de
especies con potencial contaminante, también redundarán en la movilidad urbana.
En el futuro inmediato, la administración distrital deberá exigir que los automóviles
que se vendan en Bogotá tengan sistemas de baja emisión – LEV, por sus siglas
en inglés, o que dispongan una planta motriz alimentada por electricidad104.
104
Es importante recalcar que en el año 2008 llegó a Bogotá D.C. el primer automóvil comercial alimentado con energía eléctrica. El Reva, hecho en la India, se encontró con un enorme problema: “el alto valor de los impuestos, IVA y aranceles que hacen que para este pequeño carrito, sin mayores aditamentos y comodidades, estas cargas sean iguales a los de un Mercedes Benz” (Romero, 2008). Pocas unidades se han vendido, ya que su costo alcanza un valor impagable para gran parte de la población: $25.000 USD. Es menester recordar y resaltar, que
39(1990)
43(2000)
20(2009)
100 (ug/m3)
Dec 02 de 1982 (Nacional)
80 (ug/m3)
Res. 601 de 2006 (Nacional)
80 (ug/m3)
Res. 1208 de 2003 (Año 2006)
70 (ug/m3)
REs. 1208 de 2003 (Año 2006)
60 (ug/m3)
Res 1208 de 2003 (Año 2010)
0
20
40
60
80
100
1990 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009
Co
nc
en
tra
ció
n d
e S
O2
(u
g/m
3)
Año
Registro promedio anual de SO2 (ug/m3) en toda la RMCAB (comparación con límites máximos permisibles)
Concentración Promedio Anual de toda la RMCAB (µg/m3)
Decreto 02 de 1982 (Nacional)
Resolución 601 de 2006 (Nacional)
Resolución 1208 de 2003 (límte para el año 2003)
Resolución 1208 de 2003 (límite para el año 2006)
Resolución 1208 de 2003 (límite para el año 2010)
78
Cuadro 15. La Calidad del Aire en Bogotá
Desde la sanción del Código Nacional de los Recursos Naturales Renovables y de Protección al
Medio Ambiente (Decreto 2811 de 1974), el Estado Colombiano adquirió la responsabilidad de
prevenir la contaminación atmosférica (Art. 73) y de restringir, prohibir o condicionar las
descargas a la atmósfera.
Treinta y cinco años más tarde, y luego de la promulgación de varias leyes y decretos105
, la
contaminación del aire persiste, registra una tendencia creciente en algunas especies y tiende a
empeorar (García, 2010:126), determinando que Bogotá sea una de las ciudades más
contaminadas en Latinoamérica. Esta situación se agrava por la recurrencia de fenómenos
meteorológicos adversos, como son la inversión térmica, las bajas velocidades de viento - con
valores menores o iguales a 1.5 m/s a lo largo del año (IDEAM & FOPAE, 2077) – y el
comportamiento de la altura de mezcla.
Desde el punto de vista de la distribución espacial de la contaminación atmosférica, “las
concentraciones más altas de PM10 generalmente se presentan en la localidades del sur y
occidente de la ciudad y las más bajas en el norte” (SDA, 2008:8). Comportamiento que se puede
prever se similar a los otros contaminantes criterio debido a la geografía de la región, al
comportamiento de los vientos y, naturalmente, a la distribución espacial de las actividades
económicas de Bogotá.
Elaboración propia
“Los sistemas de transporte tienen que ser diseñados para trasladar a las
personas, no a los vehículos” (INFO, 2010), la implantación del transporte público
y masivo eficiente deberá atender razones de cobertura, de dignidad al usuario y
de eficiencia energética. Disminuir la dependencia de los vehículos privados –
mediante instrumentos económicos - es el paso esencial en el área urbana. Por su
parte, la zonificación – fundamentada en un buen Plan de Ordenamiento Territorial
– reducirá el número de desplazamientos por medios mecánicos, estimulando los
viajes en bicicleta o a pie.
en otros países (Italia, Reino Unido, Japón, Noruega y Chile, entre otros) los vehículos cero emisiones tiene un tratamiento especial gracias a los instrumentos económicos existentes. 105
Entre las principales leyes y decretos se encuentran: a) el Código Sanitario Nacional – Ley 9 de 1979 -, b) el Decreto 02 de 1982, “en el que se establecieron, por primera vez en el país – y por ende en Bogotá – las normas de calidad del aire y las normas de emisión” (García, 2010:125), c) el Decreto 948 de 1995 - Reglamento de Protección y Control de la Calidad del Aire -, d) la Resolución 909 de 2008 – Emisiones admisibles de contaminantes a la atmósfera – y, e) Resolución 908 de 2008 – Emisiones admisibles de fuentes móviles -. Adicionalmente, y gracias al rigor subsidiario del Distrito Capital, la autoridad ambiental desplegó reglamentos más estrictos para Bogotá: a) la Resolución 391 de 2001, b) la Resolución 1208 de 2003, y c) la Resolución 601 de 2006, entre otras.
79
Figura 12. Metabolismo de energético de la ciudad de Bogotá D.C. (Año 2010).
Elaboración propia.
Un futuro con aire limpio es posible, sólo se requiere una convergencia de
aspectos técnicos, tecnológicos, económicos y culturales, en coherencia con una
regia voluntad política. “Se necesita tiempo – para alcanzar el desarrollo
tecnológico necesario,… para consolidar la economía del hidrógeno,… para
reducir el consumo de hidrocarburos,… para posesionar las fuentes sustentables
de energía” (Nersesian, 2007:382). Tiempo, no renovable, tiempo que se agota.
4.3. Alimentos
El intercambio de materia y energía en un sistema urbano contempla también el
flujo de alimentos, ya que estos – en cantidades adecuadas y suficientes –
proporcionan los nutrientes y la energía que sus habitantes requieren para
mantenerse en funcionamiento, para crecer, reproducirse, desarrollarse y,
BOGOTÁ D.C.
Diesel274 kt (1980)
671 Kt (2010)
1108 Kt (2025)
Gasolina 996 kt (1984)
674 Kt (2010)
705 Kt (2025)
Carbón 654 kt (1980)
575 Kt (2010)
716 Kt (2019)
GLP0 kt (1980)
53 Kt (2010)
96 Kt (2025)
Gas Natural0 kt (1980)
376 Kt (2010)
574 Kt (2025)
Emisiones
Energía liberada71 TBTU (1980)
91 TBTU (2010)
120 TBTU (2025)
Energía eléctrica 75.5 GWh (1980)
10236 GWh (2010)
15592 GWh (2025)
CO2 CO NO x SO2 PM CxHy
1980 3758 1025 1622 22 30 91
2010 4759 1301 2149 34 19 114
2025 6240 1700 2835 47 21 147
TOTAL COMBUSTIBLES
AñoEspecie química (kilo Toneladas)
80
obviamente, para pensar y trabajar por el sostenimiento, crecimiento y desarrollo
del macro sistema urbano.
4.3.1. Historia del abastecimiento
Durante los primeros años de vida de la ciudad, el abasto de alimentos tuvo por
objeto dar sostenimiento al grupo recién formado para asegurar el establecimiento
definitivo del asentamiento (Ortiz, 2009). Provisión y cadena de valor que se
presentaron como una de las primeras actividades económicas que dieron paso a
la producción, consumo, intercambio y transformación de productos en las
ciudades del Nuevo Mundo (Solano, 1976).
Las únicas cuatro fuentes de suministro en la Colonia (el mercado, la huerta de la
casa, los lotes suburbanos y las haciendas y estancias de familia), junto con la
novel infraestructura asociada a los medios de transporte, rutas y caminos, y la
básica organización logística de provisión conformada por los mercaderes
(empresarios en importación) y los tratantes (abastecedores locales), permitieron
el ingreso a Santafé de 3.259 toneladas de alimentos106 en el año 1792 (Ojeda,
2008, Vargas, 1990). Cifra que se elevaría dramáticamente a lo largo del tiempo,
debido principalmente al crecimiento económico y poblacional.
4.3.2. El abastecimiento en el siglo XXI
Poco más de dos siglos después, el Distrito Capital de Bogotá configura un
sistema de abastecimiento que involucra productores, operadores logísticos,
transformadores, comerciantes, consumidores, instituciones y organizaciones,
que definen una función de provisión y una cadena de suministro orientada a
“garantizar la disponibilidad suficiente y estable de alimentos, con calidad, con
106
Toneladas calculadas con base en la relación hecha por Juan Díaz Herrera en su carta dirigida al Virrey, titulada “los frutos del reino”. Citado por Ojeda, 2008. Los valores no incluyen cárnicos. Estas provisiones estaban conformadas principalmente por víveres asociados las costumbres y dieta española.
81
criterio nutricional y con acceso de manera oportuna y permanente” (Decreto 315
de 2006, Art. 5).
Esta estructura depende indefectiblemente de las fuentes de abastecimiento
ubicadas en departamentos con dominio del sector primario de la economía -
principalmente del centro y sur del país107 (Gráfica 23) -, razón por la cual
establece un circuito económico urbano regional que incrementa un 21% el precio
de los alimentos. Este sobrecosto se debe a que el capital, el conocimiento y la
pericia técnica no están completamente presentes y porque los costos de
transporte son gravosos108.
Veredas, municipios, provincias, departamentos y países proveyeron 1´303.630
toneladas109 de alimentos a Bogotá en el año 2000 (Rodríguez, 2002), exigiendo
una superficie de cultivo del orden de 4´360.000 hectáreas, de las cuales 15.500
pudieron corresponder a la extensión distrital dedicada a la producción de
alimentos (Contraloría, 2002). Las restantes 4´344.500 Ha representaron el 3.8 %
del área total de tierras emergentes de Colombia, el 30% de las tierras con aptitud
agrícola, y el 81.7% de aquellas que realmente fueron usadas con este fin110. Sin
embargo, si los 4.4 millones de hectáreas requeridas se comparan con el
porcentaje de tierras cultivables (1.8%) reportado por el Banco Mundial para
Colombia111 al 2011, indicaría un déficit nacional de tierras de 2´304.853 Ha para
abastecer las necesidades de la capital.
107
La ciudad recibe productos agrícolas provenientes de Cundinamarca, Tolima, Huila, Quindío, Santander, Norte de Santander, Boyacá, Nariño y Meta, principalmente (Contraloría, 2002). 108
Las causas de los altos costos de transporte las atribuye Montenzuma (2008:41) principalmente a “un atraso en la infraestructura debido a la incipiente consolidación o al abandono sucesivo de los diferentes modos de transporte durante el siglo XX”. 109
Esta cifra corresponde sólo al ingreso, no al consumo propiamente, ya que la central de abastos de Bogotá se ha convertido en un redistribuidor de alimentos para otras regiones. La cifra no incluye cárnicos. 110
Colombia tiene una extensión de 1´141.748 Km2 (114.174.800 Ha) en tierras emergentes. Sus suelos con aptitud agrícola corresponden a
un 12.7% del territorio. Sin embargo, sólo el 4.66% es realmente usado con este fin (García, 2011; FAO, 2011). 111
Para el Banco Mundial, la tierra cultivable incluye aquellos terrenos definidos por la FAO como afectados a cultivos temporales, los arados temporales para segar o para pasto y las tierras cultivadas como huertos comerciales.
82
Gráfica 23. Fuentes de abasto de alimentos para Bogotá D.C.
Elaboración propia con información de: Rodríguez, 2002.
Para el siglo XXI, el análisis de flujo de alimentos en la capital debe tener en
cuenta dos elementos fundamentales en la ecuación de ingreso: la Central de
Abastos de Bogotá – Corabastos S.A. y las grandes cadenas de almacenes con
sus respectivos canales integrados de comercialización. El primero es la central
más grande del país que realiza labores de intermediación regional112 (Agudelo,
2010; Rodríguez, 2002), y el segundo, corresponde a conglomerados que
obtienen directamente los alimentos en las regiones productoras, para luego ser
distribuidos en los almacenes sin la intermediación de centrales de abastos o
plazas de mercado, y posteriormente vendidos al consumidor con cierto valor
agregado. Esta nueva estructura conlleva a que actualmente Corabastos “cumpla
una función minorista para los pequeños y medianos comerciantes y
transformadores de la capital” (Mondragón & Montoya, 2011).
Este escenario de abasto, distribución y venta determinó para el año 2010 el
ingreso a la capital de 2´800.000 toneladas de alimentos (Ordoñez, 2010), de las
112
Debido a las dinámicas de intermediación de abasto realizada por la ciudad de Bogotá, en las cuales parte de los productos que ingresan vuelven a salir con dirección a varias regiones del país - el 27% en 1970 y el 56.8% en 1984 – (Rodríguez, 2002), es probable que un porcentaje del ingreso actual a Corabastos se redistribuya, valor que deberá ser calculado en un desarrollo posterior.
Centro del país
65,4
Sur del país
13,7
Norte del país
8,6
Llanos orientales
6,4
Otros países
5,9
Participación nacional y extranjera en el suministro de alimentos a Bogotá D.C.
Centro del país
Sur del país
Norte del país
Llanos orientales
Otros países
83
cuales 1´408.585 t113 lo hicieron a través de Corabastos114 (CCI, 2010). La
diferencia entre estas dos magnitudes evidencia un flujo de 1´391.415 toneladas
que posiblemente fueron administradas por las grandes superficies115 (Gráfico 24).
Es decir, es probable que actualmente el 49% del total de alimentos que ingresan
a la capital estén siendo manejados por las cadenas de valor de las
multinacionales, corporaciones, grupos empresariales y cajas de compensación116.
Gráfica 24. Ingreso de alimentos a Bogotá D.C.117
Elaboración propia con información de: CCI, 2010; Díaz, 2007; Ojeda, 2008; Ordóñez, 2010;Rodríguez, 2002.
Un problema adicional en el suministro corresponde a la pérdida de 1400
toneladas de alimentos por día, menoscabo atribuido a las malas prácticas en la
113
Valor calculado con base en los boletines mensuales generados por la Corporación Colombia Internacional – CCI, y corresponde a frutas frescas, tubérculos, raíces, plátano, verduras, hortalizas y otros alimentos clasificados en la categoría “otros grupos”. 114
En 2010 el total de carga movilizada por Corabastos fue de 4´200.000 t, de las cuales sólo1´408.585 t correspondieron a alimentos. 115
El 78% de las ventas en las tiendas, supermercados independientes y grandes cadenas corresponden a alimentos, y aunque en la distribución de las ventas por canal comercial en el país los almacenes de cadena tienen un 23%, los supermercados independientes 21% y las tiendas un 55%; las cifras de gastos - es decir, la cantidad de dinero que queda en cada canal – muestran que las familias, con relación a sus ingresos, consumen en los almacenes de cadena el 51%, los supermercados independientes el 25% y las tiendas el 24% (Mondragón & Montoya, 2011:11). 116
Las cadenas más representativas son: Carrefour (1998); Makro – Grupo Holandes SHV (1995); Grupo Éxito – Casino (2007): Éxito (1989), Carulla (1953), Ley, Pomona (1967) y Surtimax (2008); Cafam (1960) – adquirido por Éxito en 2010; Colsubsidio (1970) y Olímpica. El año reportado entre paréntesis corresponde al inicio de operaciones. 117
Debido a la escala, el inicio de la curva es próximo a cero, más no lo es. Los valores son muy bajos comparados con los actuales.
0
500.000
1.000.000
1.500.000
2.000.000
2.500.000
3.000.000
3.500.000
4.000.000
4.500.000
5.000.000
17
92
19
70
19
75
19
76
19
77
19
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19
79
19
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19
81
19
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83
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84
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85
19
86
19
87
19
91
19
92
19
93
19
94
19
95
19
96
19
97
19
98
19
99
20
00
20
01
20
02
20
10
20
11
20
12
20
13
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14
20
15
20
16
20
17
20
18
20
19
20
20
20
21
20
22
20
23
20
24
20
25
Ton
ela
da
s d
e a
lime
nto
s
Año
Ingreso de alimentos en Bogotá D.C. y la participación de la central de abastos y las cadenas de almacenes.
Periodo (1792 - 2010) y proyección a 2025
Ingreso de alimentos en Cadenas de Almacenes (toneladas)
Ingreso de alimentos en central de abastos (Toneladas)
Total (2025)4.362.309
2.1945.30(2025)
2.167.779(2025)
1.408.585(2010)
Total (2010) 2.800.000
1.391.415(2010)
Total (1980)1.213.032
1.213.032(1980)
84
manipulación, al excesivo nivel de intermediación y a la falta de oportunidad de
venta por parte de los distribuidores (Díaz, 2007). Por lo tanto, se puede afirmar
que de los 2.8 millones de toneladas año que ingresaron a la capital en el año
2010, se perdieron 511.000 toneladas (Figura 13) que pudieron ser desechadas
en el Relleno Sanitario de Doña Juana118 o aprovechadas por sistemas
agroindustriales, por empresas fabricantes de alimentos concentrados o por
familias o individuos que viven en la pobreza extrema.
Figura 13. Metabolismo de alimentos (sin incluir cárnicos) en Bogotá D.C. (Año 2010)
Elaboración propia.
Para el año 2025 se prevé un incremento en el ingreso de alimentos asociado a
las dinámicas poblacionales, alcanzando un total estimado de 4.4 millones de
toneladas, que se cree se encontrarán distribuidas entre la central de abastos
(51%) y las cadenas de almacenes (49%). Un futuro que estará dominado por: a)
la estructura del mercado tipo “embudo”119 (Figura 14), b) los planes de expansión
de las cadenas nacionales y multinacionales de tiendas de grandes superficies120,
c) el Plan Maestro de Abastecimiento de Alimentos y Seguridad Alimentaria –
118
El relleno sanitario Doña Juana recibe diariamente en promedio 5744 Toneladas, cuya composición está distribuida así: materia orgánica (45.5%), plásticos y caucho (33%); papel y cartón (16.2%), textiles (3.8%), vidrio (1.1%), metales (0.4%) (Arrieta 2003; Boada Saenz Ingenieros, 2002; Collazos, 2005; Solano, 2010). 119
El escenario de mercado que posee la cadena de suministro de alimentos en Bogotá es el siguiente (Ordoñez, 2010): “2´000.000 de productores rurales anuales, 1.846 intermediarios, 4.800 agentes mayoristas, 135.000 distribuidores minoristas y 7.372.048 consumidores”. 120
El nuevo objetivo de las cadenas de tiendas de grandes superficies es ampliar su cobertura, y llegar de formas más directa al consumidor, con apertura de establecimientos con un área entre 300 y 500 m
2 (Matias, 2011). “Un plan de expansión que busca apropiarse de la ventas y
ganancias que obtienen hoy los pequeños mercados y tiendas de barrio” (Ordoñez, 2010).
BOGOTÁ D.C.
Alimentos que ingresan
Grandes Superficies
1´391.415 toneladas
Alimentos que ingresan
Central de Abastos
Corabastos
1´408.585 toneladasEnergía
N.D. TBTU
Alimentos
Redistribuidos
N.D. Toneladas
Pérdidas
511.000 Toneladas
85
Alimenta Bogotá, d) los programas de agricultura urbana121, e) la sostenibilidad de
las regiones productivas122 y, f) los efectos del cambio climático.
Figura 14. Estructura y concentración del mercado en Bogotá D.C.
Elaboración propia con información de: Ordoñez, 2010. Concepto gráfico tomado de Grid Arendal, 2011.
Brindar la posibilidad real a 8´500.000 habitantes (2025) para acceder a una oferta
permanente y estable de alimentos inocuos, es un reto compartido entre la ciudad
y el país en una frágil red alimentaria123. Tenaz esfuerzo que deberá atender “el
respeto de la constancia y certeza de las leyes de la naturaleza, sobre las cuales
siempre obra el Ser Supremo” (Malthus, 1798:258). Obviar esta realidad llevará a
una crisis alimentaria que sacudirá a la capital... Será necesario un equilibrio entre
la población y los recursos.
121
La propuesta de Mesas Locales de Agricultura Urbana en la capital podrían abastecer mercados en la capital. Experiencia lograda por la localidad de San Cristobal, que con el apoyo de la Fundación Ordena, ha logrado que 160 personas se dedican a sembrar, en los patios y azoteas de sus casas, productos bajo técnicas de hidroponía (Ordena, 2011; El Espectador, 2011). 122
Se prevé que la producción agrícola en los países en desarrollo será mayor, “alrededor del 80% de este aumento seguirá procediendo de una producción agrícola intensiva” (FAO, 2002), lo que conllevará deforestación, riego extensivo, uso de fertilizantes sintéticos, desplazamiento y pobreza (FAO, 2002). 123
La producción ha tenido problemas para mantenerse al ritmo de consumo debido a la variabilidad climática, lo que ha causado una merma en las reservas que implican una menor capacidad para paliar los efectos de las malas cosechas y de las temporadas muy secas y de grandes lluvias, volviendo más volátiles y elevados los precios (Bourne&Stanmeyer, 2009).
Productores rurales
2´000.000
Intermediarios 1.846
Agentes mayoristas
4.800
Distribuidores minoristas
135.000
Consumidores
7.372.048.
86
5.INDICADORES DE SOSTENIBILIDAD
Los flujos de materiales y de energía, conceptualizados, concebidos, explicitados,
calculados y analizados en los capítulos anteriores - productos de este trabajo -,
expresan un gran proceso termodinámico que se desarrolla en Bogotá D.C. con el
fin de lograr su crecimiento y mantener su perfil protagónico en el desarrollo
político, social y económico en Colombia y en la región. Esta compleja dinámica
para alcanzar el progreso - analizada en este trabajo desde el metabolismo urbano
- indudablemente genera una presión sobre su propia infraestructura, sobre la
oferta de bienes y servicios y capacidad de carga de los sistemas naturales que le
abastecen y que soportan sus flujos contaminantes.
El deterioro ambiental, fruto de la entropía de esta mega ciudad, puede conllevar
el sobrepaso de los límites permisibles, no sólo de su homeóstasis y adaptabilidad
sino de sus alrededores, exacerbando su vulnerabilidad en momentos en que la
variabilidad climática de un mundo más caliente disminuye las probabilidades de
adaptación y supervivencia de los sistemas humanos, especialmente de aquellos
pertenecientes a naciones pobres o en vías de desarrollo (Sattertwaite, Et al.,
2009;Stern, 2006).
Este “suicidio ecológico impremeditado” (Diamond, 2006:27) no percibido por el
colectivo124, que se genera en gran medida por el crecimiento demográfico, debe
ser analizado por los hacedores / gestores de política pública, y advertido a la
comunidad en general, para que las decisiones y acciones futuras generen
cambios estructurales a favor de un nuevo modelo de desarrollo urbano. Iniciativas
que requieren la generación de información veraz que permita: a) reducir el nivel
de incertidumbre en la elaboración de estrategias y acciones referentes al
desarrollo y al medio ambiente, b) definir mejor las prioridades y urgencias, c) dar
124
El Centro Nacional de Consultoría realizó una encuesta (2004) de percepción de problemas ambientales a 2600 ciudadanos, en ninguna de las “preferencias” apareció la sostenibilidad ambiental urbana (Citado en Sánchez, Ahmed &Awe, 2007).
87
seguimiento al curso de las acciones definidas y, d) evaluar el avance que a través
de ellas se ha logrado (Guttman Et al., 2004).
Objetivar la conciencia social acerca de los fenómenos ambientales que afectan la
calidad de vida urbana, requiere de un sistema de factores o variables cualitativas
y/o cuantitativas que brinden un marco de referencia para comprender la manera
cómo interactúan la materia y la energía con elementos fisicoquímicos, sociales y
económicos, de manera que permitan denotar cierta condición ambiental,
establecer valores límite de pérdida de calidad o de descargas contaminantes,
brindar elementos de decisión, dar alertas tempranas de insostenibilidad y mostrar
resultados de las iniciativas ambientales (Escobar & Bermúdez, 2004; Kusek &
Rist, 2005; Munier, 2006; UNCED, 1992). Este es el último objetivo del trabajo del
metabolismo en esta primera aproximación, razón por la cual este capítulo
contiene una propuesta de indicadores de sustentabilidad con base en dos
criterios fundamentales: optimizar el metabolismo urbano en función de los
factores que lo define, y lograr relaciones de factores de transformación,
producción y consumo con la variable población.
5.1. Construcción de Indicadores
Los indicadores125 asociados al metabolismo urbano son expresiones
matemáticas126que en sí mismos establecen un sistema constituido por: a) el
instrumento concreto de medición o cuantificación – indicador -, b) las
características cuantitativas de la realidad – variables -, c) las series de valores
con las que se confrontan los resultados – escalas de preferencia – y d) la línea
base (Guttman, Et Al., 2004:40). Estos cuatro elementos, desde la lógica del
modelo de presión – estado – respuesta127, determina dos grupos de indicadores
125
Las cifras con las cuales se construyen los indicadores corresponden a las calculadas en el capítulo 4 “Rutas Metabólicas de la Capital”. 126
En este análisis de sostenibilidad ambiental urbana se acatará la recomendación de Luis Alfonso Escobar (2008:124), en cuanto a que es deseable que la información recopilada para la medición de los componentes sea objetivamente medida. 127
El modelo Presión – Estado – Respuesta, es un modelo “causa – efecto” desarrollado por la OECD, el cual considera las actividades humanas como elementos de presión sobre los sistemas naturales, afectando la calidad y cantidad de los bienes y servicios ambientales que
88
simples128: aquellos relacionados con las entradas (los recursos naturales) y los
correspondientes a las salidas (subproductos / desechos). Ambos permiten
extender a un nivel de política pública el metabolismo como herramienta para el
análisis de la sostenibilidad ambiental urbana129 (Tabla 2).
Tabla 2. Indicadores simples asociados al análisis del metabolismo urbano.
Elaboración propia. Para un mayor detalle, remitirse al anexo F.
provee. Ante estos cambios, la sociedad responde atendiendo criterios ambientales, económicos y políticos. Es importante aclarar que la OECD desarrolla sus indicadores ambientales desde la lógica de esta simple modelo (OECD, 2003) 128
Esta primera familia de indicadores es la que generalmente se ha utilizado en los análisis de sostenibilidad ambiental urbana con base en estudios de metabolismo (Eurostat, 2001;Haberl, 2001;Hanya&Amber, 1976;Hermanowicz&Takashi, 1999;Kennedy; 2007; Moore, 2007; Newcombe, Kalina& Aston, 1978; Newman, 1999; Zhang Et al, 2009; Zhang, Yang &Yu, 2009). Naturalmente, se espera que una nueva versión de este trabajo desarrolle índices, que según la Agencia Europea para el Medio Ambiente – EEA, por sus siglas en inglés, (2002) son indicadores constituidos por la combinación y síntesis de indicadores simples mediante una función matemática. 129
Es importante aclarar, que estos indicadores son utilizados en varios contextos. Sin embargo, es primera vez en Colombia que se calculan y analizan desde el marco teórico y conceptual del metabolismo urbano.
Consumo al
añoPer cápita
Agua (distribución) m3/s l/hab.dia
Agua (consumo facturado) m3/s l/hab.dia
Energía Eléctrica GWh Kwh / hab.año
Energía antrópica (combustión + transmisión) TBTU MBTU/ hab.año
Radiación solar (TBTU) TBTU MBTU/ hab.año
Carbón Kt Kg/hab. año
Diesel Kt Kg/hab. año
Gasolina Kt Kg/hab. año
GLP Kt Kg/hab. año
Gas Natural Kt Kg/hab. año
Total combustibles fósiles kt Kg/hab. año
Alimentos ingresan (total) Kt Kg/hab. año
Alimentos (Corabastos) Kt Kg/hab. año
Alimentos (Grandes superficies) Kt Kg/hab. año
Consumo al
añoPer cápita
Pérdidas (distribución - consumo facturado) m3/s l/hab.dia
Vertimientos m3/s l/hab.dia
Escorrentía Superficial No Aprovechada m3/s l/hab.dia
Energía Liberada TBTU MBTU/ hab.año
Díoxido de Carbono (CO2) Kt Kg/hab. año
Monóxido de Carbono (CO) Kt Kg/hab. año
Oxidos de Nitrógeno (NOx) Kt Kg/hab. año
Dióxido de Azufre (SO2) Kt Kg/hab. año
Material particulado (PM) Kt Kg/hab. año
Hidrocarburos (CxHy) Kt Kg/hab. año
Alimentos Alimentos pérdidas Kt Kg/hab. año
II. Salidas
I. Entradas
Elemento del metabolismo
Agua
Energía y
emisiones
Elemento del metabolismo
Agua
Alimentos
Energía
89
Estos indicadores se desarrollan dentro un intervalo de tiempo de 45 años
(específicamente en tres fechas: 1980, 2010 y 2025) con el objeto de verificar la
evolución en el consumo de recursos y la presión sobre los ecosistemas de
soporte; y así mismo, su relación con la dinámica poblacional.
5.2. Indicadores de Sostenibilidad
Los indicadores propuestos en la Tabla 2, tienen un nivel de agregación alto y se
calcularon con el objeto de identificar las dimensiones de la entrada y salida de
materia y energía en Bogotá D.C. para cada uno de los elementos de estudio
(agua, energía eléctrica, proveniente de combustibles y radiación solar y
alimentos), en tres fechas que reflejan un estadio diferente de ciudad130 y en
función de la dinámica de la población (Cuadro 16, Tabla 3).
Cuadro 16. Gráficas de Indicadores
Para facilitar al lector la comprensión de las gráficas de los indicadores - el comportamiento de las
esferas en tamaño y posición dentro de cada gráfica propuesta -, se aclara lo siguiente:
i. El eje X de la gráfica representa el tiempo, y sobre él se hace énfasis en los años 1980,
2010 y 2025.
ii. El eje Y de la gráfica representa la magnitud del flujo de materia o energía – elementos de
análisis del metabolismo de la ciudad de Bogotá D.C. -, y la dimensión y unidad en la cual es
medido.
iii. Las cifras que se utilizan en cada una de las gráficas provienen de los cálculos y desarrollos
del capítulo 4 (Rutas metabólicas de Bogotá D.C.).
iv. La proyección de las cifras de magnitud del flujo de materia o energía sobre el eje Y, junto
con la proyección del año al cual pertenece sobre el eje X, determina la ubicación de las
esferas en el cuadrante.
v. El tamaño de la esfera lo determina la magnitud del indicador per cápita del flujo de materia
o energía que es objeto de análisis gráfico.
Elaboración propia.
130
Las fechas de 1980, 2010 y 2025 se establecieron por lo siguiente: 1980 era una época en que la ciudad y el país se encontraba bajo el Modelo de Sustitución de Importaciones; 2010 es el año en el que se desarrolla el estudio y refleja un época de apertura económica, tratados de libre comercio y globalización; el año 2025 es un año comúnmente utilizado en los trabajos prospectivos y por tal motivo permite cotejar datos de otros estudios, principalmente de instituciones nacionales y organismos multilaterales.
90
5.2.1. Agua
El volumen de agua consumida en el 2010 (8.6 m3/s) logró equipararse con el
consumo del año 1980 (8.7 m3/s) gracias a la concienciación ciudadana y acción
tarifaria acaecidas luego de la crisis del año 1997. Control en el consumo que se
evidencia en la reducción del indicador per cápita para ese mismo periodo,
pasando de 178 a 101 l/hab.día. En el mediano plazo (2025) se espera que la
presión sobre el recurso se duplique debido al crecimiento de la población,
alcanzando un caudal de 15.3 m3/s, reflejado en un consumo por habitante de 158
l/día (Gráfica 25).
Gráfica 25. Indicadores de distribución y consumo de agua en Bogotá (m3/s; l/hab.día)
Elaboración propia
Este consumo se traduce en los vertimientos, puesto que el agua en la ciudad no
se reutiliza. Los caudales de salida para los años 1980 y 2010 son prácticamente
los mismos: 16.6 y 16.4 m3/s, respectivamente. El aporte por habitante se redujo,
pasando de 340 a 193 l/hab.día en 30 años.
Agua (distribución)
12,5; 255
Agua (distribución)
14,6; 172
Agua (distribución)
25,5; 263
Agua (consumo facturado)8,7; 178
Agua (consumo facturado)
8,6; 101
Agua (consumo facturado)
15,3; 158
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
30,0
1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040
Co
ns
um
o d
e a
gu
a (
m3/s
)
Año
Indicadores de entrada de agua en Bogotá: distribución y consumo facturado(m3/s ; l/hab.día).
Años 1980, 2010, 2025
Agua (distribución)
Agua (consumo facturado)
91
Gráfica 26. Indicadores asociados con las salidas de agua en Bogotá (m3/s; l/hab.día).
Elaboración propia.
Las pérdidas se han incrementado en tres decenios un 60% (3.7 m3/s en 1980 a 6
m3/s en 2010), y debido a las restricciones técnicas que continúan en la red de
suministro, se espera que para el año 2025 aumenten un 70%, alcanzando los
10.2 m3/s – casi el 60% del consumo actual facturado- (Gráfica 26). Por su parte,
la escorrentía superficial que no es aprovechada, se podría reducir en el tiempo
debido a la variabilidad climática, a la reducción esperada en la precipitación
media anual, al incremento de las condiciones de isla de calor y a la pérdida de los
ecosistemas periféricos debido a la expansión urbana.
5.2.2. Energía
La energía en Bogotá se expresa principalmente a través de la red de transmisión
eléctrica, de la combustión de combustibles fósiles y en la incidencia de la
radiación solar sobre la superficie capitalina.
Pérdidas
3,7; 76
Pérdidas
6,0; 71
Pérdidas
10,2; 105
Vertimientos
16,6; 340Vertimientos
16,4; 193
Vertimientos
29,2; 301
Escorrentía 1,1; 23 Escorrentía 0,7; 9 Escorrentía 0,4; 40,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
30,0
35,0
1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040
Ga
sto
de a
gu
a (
m3/s
)
Año
Indicadores de salida de agua en Bogotá: pérdidas, vertimientos y ecorrentía superficial no aprovechada (m3/s ; l/hab.día).
Años 1980, 2010, 2025
Pérdidas (distribución - consumo facturado)
Vertimientos
Escorrentía Superficial No Aprovechada
92
5.2.2.1. Energía eléctrica
El consumo de energía eléctrica evidencia la fuerte dependencia sobre este
energético que ha adquirido la sociedad capitalina a partir de la última década del
siglo XX. Tanto el consumo facturado (GWh) como el per cápita (KWh/hab.año) se
han incrementado durante los últimos treinta años (76 GWh en el año 1980 a
10236 en el año 2010; y 18 Kwh/hab en el año 1980 a 1393 Kwh/hab en el año
2010). Es de esperar que la “tecnodependencia” se mantenga en las próximas
décadas, situación que determinaría un consumo proyectado de 15592 Gwh para
el año 2025, con un per cápita de 1864 Kwh/hab.año (Gráfica 27).
Gráfica 27. Indicadores asociados con el consumo de energía eléctrica en Bogotá (GWh;
Kwh/hab.año).
Elaboración propia
5.2.2.2. Combustibles fósiles.
La evolución en el consumo de combustibles fósiles durante los últimos 30 años
ha obedecido a un proceso de transición energética atribuido a diferentes
elementos y sus relaciones en los escenarios local, regional y global. Las
condiciones del mercado, la cultura, las decisiones políticas, la disponibilidad y
Energía Eléctrica;
76; 18
Energía Eléctrica;
10236; 1393
Energía Eléctrica;
15592; 1864
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
16000
18000
20000
1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040
Can
tid
ad
de e
ne
rgía
GW
h
Año
Indicadores de consumo de energía eléctrica en Bogotá (GWh/año; Kwh/hab. año)Años 1980, 2010, 2025
Energía…
93
accesibilidad de los recursos naturales, la variación de los precios, el desarrollo y
perfeccionamiento de la técnica y la tecnología, y las exigencias y restricciones
ambientales han determinado la hegemonía de los energéticos primarios en la
ciudad.
Esta transición se ha suscitado bajo un esquema de aumento general de
consumo, que durante el periodo 1980 – 2010expresó un incremento de un 22%
(1924 kt a 2349 kt, respectivamente), y se espera que alcance las 3199 kt en
quince años, estableciendo un 36% de acrecimiento (Gráfica 28).
Gráfica 28. Indicadores asociados con el consumo total de combustibles fósiles en Bogotá (Kt/año;
Kg/hab.año)
Elaboración propia
Las mejoras técnicas y tecnológicas sobrevenidas en los sectores productivos,
transporte y doméstico, que se reflejan en un mejor aprovechamiento energético
de los combustibles, permitieron disminuir el indicador de consumo per cápita
entre el año 1980 y el año 2010 (pasó de 455 a 320 kg/hab.día). Sin embargo, y
Total combustibles fósiles; 1924; 455
Total combustibles fósiles; 2349; 320
Total combustibles fósiles; 3199; 376
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040
Co
ns
um
o d
e c
om
bu
sti
ble
s (
kt)
Año
Indicadores de consumo total de combustibles fósiles en Bogotá (Kt/año; Kg/hab. año)Años 1980, 2010, 2025
Total combustibles fósiles
94
debido principalmente al aumento esperado en el parque automotor - que podría
alcanzar los 5.5 millones de vehículos matriculados - el consumo por habitante se
incrementará un 20%, alcanzando los 376 kg/hab.año.
Específicamente, cada combustible fósil ha tenido su época hegemónica: gasolina
(fuentes móviles) y carbón (fuentes fijas) en el año 1980, gasolina y diesel (fuentes
móviles) y carbón y gas natural (fuentes fijas) en el año 2010, y se estima que en
el año 2025 se mantenga esta participación en la demanda energética. En cuanto
a la participación en el mercado, la gasolina dominó con un 52% del total
consumido en el año 1980, y permanece hoy, junto con el diesel, como los más
demandados (29% de participación cada uno). Para el año 2025, se prevé que el
diesel sea el combustible que mayor consumo tenga (1108 Kt) debido a la presión
que ejercerán las futuras fuentes móviles, representando un 35% sobre el total
(Gráfica 29).
Gráfica 29. Indicadores asociados con el consumo de combustibles fósiles en Bogotá (Kt/año;
Kg/hab.año).
Elaboración propia
Diesel 274; 65
Diesel 671; 91
Diesel 1108; 132
GLP 53; 7GLP 96; 11
Carbón
654; 155Carbón
575; 78
Carbón
716; 86
Gas Natural
376; 51
Gas Natural
574; 69
Gasolina
996; 236
Gasolina
674; 92
Gasolina
705; 84
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040
Co
nsu
mo
de c
om
bu
sti
ble
Kt
Año
Indicadores de consumo de combustibles en Bogotá (kt/ año; Kg/hab.año)Años 1980, 2010, 2025
Diesel GLP Carbón Gas Natural Gasolina
95
Todos estos combustibles liberaron en el año 2010 casi tres veces más energía
(91 TBTU – 26668 GWh) que la suministrada por la red de transmisión eléctrica
(10236 GWh), comportamiento que puede mantenerse para el año 2025 (Gráfica
30). Toda la energía liberada en la combustión y aquella entregada a máquinas y
equipos eléctricos y electrónicos e iluminación, sumó en total 71.3 TBTU para el
año 1980 y 126 TBTU en el año 2010, repercutiendo indudablemente en un
gradiente de temperatura entre el casco urbano de la ciudad y su periferia,
estableciendo así una causa para el fenómeno de “isla de calor” que presenta
Bogotá.
Gráfica 30. Indicadores asociados con la energía total entregada en Bogotá (TBTU/año;
MBTU/hab.año).
Elaboración propia
Si esta energía de “origen antrópico” se compara con la cantidad de energía solar
que alcanza la superficie terrestre del casco urbano de Bogotá - correspondiente a
Energía Liberada;
71; 16,8
Energía Liberada;
91; 12,4
Energía Liberada;
120; 14,3
Energía Eléctrica ;0,3; 0
Energía Eléctrica ; 34,9; 5
Energía Eléctrica ;53,2; 6
0
20
40
60
80
100
120
140
1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040
Ca
nti
da
d d
e E
ne
rgía
TB
TU
Año
Indicadores de energía total del sistema capitalino (liberada por combustion y transmisión eléctrica (TBTU/año; MBTU/hab. año)
Años 1980, 2010, 2025
Energía Liberada
Energía Eléctrica (TBTU)
96
7491 TBTU / año131-, se logra demostrar que este recurso renovable
potencialmente infinito podría brindar, con tecnología fotovoltaica y solar, una
capacidad equivalente a 60 veces el actual gasto fundamentado en combustibles
fósiles y fuerza hidráulica (Gráfica 31). Desafortunadamente, en la actualidad todo
el potencial solar de la ciudad está desaprovechado, pero en un futuro Bogotá
podría beneficiarse gracias a la disminución de los costos de la tecnología
asociada a este tipo de energía (Johnson & Melford, 2009).
Gráfica 31. Indicadores asociados con la energía antrópica y solar en Bogotá (TBTU/año;
MBTU/hab.año.
Elaboración propia
131
Bogotá D.C., con una extensión aproximada de 32 Km2, recibe un promedio anual de radiación solar de 357 cal/cm
2.min. Es decir, en
Bogotá incide por minuto 14.2 GBTU/km2.
Energía antrópica (combustión + transmisión);
71,3; 17
Energía antrópica
(combustión + transmisión); 125,9; 17
Energía antrópica (combustión + transmisión);
173,2; 20
Radiación solar ;7441; 1761
Radiación solar ;
7441; 1013
Radiación solar ;
7441; 875
0,0
1000,0
2000,0
3000,0
4000,0
5000,0
6000,0
7000,0
8000,0
9000,0
1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040
Ca
nti
da
d d
e E
ne
rgía
TB
TU
Año
Indicadores de energía antrópica y solar en Bogotá D.C. (TBTU/año; MBTU/hab. año)
Años 1980, 2010, 2025
Energía antrópica (combustión + transmisión)
Radiación solar (TBTU)
97
5.2.3. Emisiones
Las emisiones de CO2, NOx, CO, SOx y CxHy presentan un comportamiento
similar en el análisis histórico y en la proyección, tanto en el aumento de la masa
emitida (kt), como en la generación per cápita (Kg/hab.año) entre los años 1980 y
2010. Situación presentida debido a la directa relación de estos contaminantes con
el tradicional modelo energético de una población y ciudad que suplen sus
requerimientos con la quema de combustibles fósiles (Gráfica 32). La única
especie que presentó una reducción fue el material particulado, que pasó de 30 Kt
emitidas en el año 1980 a 19 Kt en el año 2010 y de 7 a 3 Kg/hab.año en el mismo
periodo (gráfica 33).
Gráfica 32. Indicadores asociados con la emisión (Kt/año; Kg/hab.año).
Elaboración propia
Para el año 2025 se espera un incremento tanto de la cantidad de emisiones
(6240 Kt CO2, 2835 KtNOx, 1700 Kt CO, 147 CxHy, 47 SO2 y 21 de PM) como en
el aporte per cápita.
CO2;
3758; 889
CO2;
4759; 648
CO2;
6240; 746
CO;
1025; 243
CO;
1301; 177
CO;
1700; 203NOx;
1622; 384
NOx;
2149; 292
NOx;
2835; 339
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040
Can
tid
ad
de
em
isió
n (
Kt)
Año
Indicadores de emisión (CO2,COx , CO) liberda en Bogotá (Kt/año; Kg /hab. año)Años 1980, 2010, 2025
Díoxido de Carbono (CO2)
Monóxido de Carbono (CO)
Oxidos de Nitrógeno (NOx)
98
Gráfica 33. Indicadores asociados con la emisión (Kt/año; Kg/hab.año).
Elaboración propia
5.2.4. Alimentos
El ingreso de alimentos a la capital (sin incluir cárnicos) se incrementó en un 130%
durante los años 1980 y el 2010, pasando de 1213 a 2800 Kt. De igual manera, el
consumo por habitante: 287 y 381 Kg/hab.año, respectivamente (Gráfico 34). Se
espera que en los próximos quince años el ingreso aumente un 56%, llegando a
4362 Kt. Meta de provisión que dependerá de la productividad de las tierras
agrícolas, de las condiciones de variabilidad climática, de los eventos extremos
como el Niño y la Niña, y de unas condiciones de acceso equitativo en un
escenario influenciado por intereses extranjeros.
CxHy; 91; 22
CxHy; 114; 16
CxHy; 147; 18
SO2; 22; 5
SO2; 34; 5
SO2; 47; 6
PM; 30; 7
PM; 19; 3 PM; 21; 3
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040
Co
ns
um
o d
e a
lim
en
tos
(k
t)
Año
Indicadores de emisión (CxHy, PM, SO2) liberada en Bogotá (Kt/año; Kg/hab. año)Años 1980, 2010, 2025
Hidrocarburos (CxHy)
Dióxido de Azufre (SO2)
Material particulado (PM)
99
Gráfica 34. Indicadores asociados con la entrada de alimentos (Kt/año; Kg/hab.año).
Elaboración propia
Alimentos (Corabastos);
1213; 287
Alimentos (Corabastos);
1409; 192
Alimentos (Corabastos);
2225; 266
Alimentos (Grandes superficies);
1391; 189
Alimentos (Grandes superficies);
2137; 256
Alimentos ingresan (total);
1213; 287
Alimentos ingresan (total);
2800; 381
Alimentos ingresan (total);
4362; 522
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040
Ing
res
o d
e a
lim
en
tos
(k
t)
Año
Indicadores de entrada de alimentos en Bogotá (kt/año ; Kg/hab.año)Años 1980, 2010, 2025
Alimentos (Corabastos)
Alimentos (Grandes superficies)
Alimentos ingresan (total)
100
Tabla 3. Indicadores simples calculados en el estudio del metabolismo de la ciudad de Bogotá para los años 1980, 2010 y 2025.
Elaboración propia
1980 2010 2025
Per cápita Unidades Per cápita Unidades Per cápita Unidades
4.225.649 Habitantes 7.347.795 Habitantes 8.500.000 Habitantes
Agua (distribución) 12,5 m3/s 255 l /hab.dia 14,6 m
3/s 172 l /hab.dia 25,5 m
3/s 259 l /hab.dia
Agua (consumo facturado) 8,7 m3/s 178 l /hab.dia 8,6 m
3/s 101 l /hab.dia 15,3 m
3/s 156 l /hab.dia
Energía Eléctrica (Gwh) 76 GWh 18 Kwh /hab. año 10236 GWh 1393 Kwh /hab. año 15592 GWh 1834 Kwh /hab. año
Energía Eléctrica (TBTU) 0,3 TBTU 0 MBTU/ hab.año 34,9 TBTU 5 MBTU/ hab.año 53,2 TBTU 6 MBTU/ hab.año
Energía antrópica (combustión + transmisión) 71,3 TBTU 17 MBTU/ hab.año 125,9 TBTU 17 MBTU/ hab.año 173,2 TBTU 20 MBTU/ hab.año
Radiación solar (TBTU) 7441 TBTU 1761 MBTU/ hab.año 7441 TBTU 1013 MBTU/ hab.año 7441 TBTU 875 MBTU/ hab.año
Carbón 654 Kt 155 Kg/hab.año 575 Kt 78 Kg/hab.año 716 Kt 84 Kg/hab.año
Diesel 274 Kt 65 Kg/hab.año 671 Kt 91 Kg/hab.año 1108 Kt 130 Kg/hab.año
Gasolina 996 Kt 236 Kg/hab.año 674 Kt 92 Kg/hab.año 705 Kt 83 Kg/hab.año
GLP 0 Kt 0 Kg/hab.año 53 Kt 7 Kg/hab.año 96 Kt 11 Kg/hab.año
Gas Natural 0 Kt 0 Kg/hab.año 376 Kt 51 Kg/hab.año 574 Kt 68 Kg/hab.año
Total combustibles fósiles 1924 Kt 455 Kg/hab.año 2349 320 Kg/hab.año 3199 376 Kg/hab.año
Alimentos ingresan (total) 1213 Kt 287 Kg/hab.año 2800 Kt 381 Kg/hab.año 4362 Kt 513 Kg/hab.año
Alimentos (Corabastos) 1213 Kt 287 Kg/hab.año 1409 Kt 192 Kg/hab.año 2225 Kt 262 Kg/hab.año
Alimentos (Grandes superficies) 0 Kt 0 Kg/hab.año 1391 Kt 189 Kg/hab.año 2137 Kt 251 Kg/hab.año
Pérdidas (distribución - consumo facturado) 3,7 m3/s 76 l /hab.dia 6,0 m
3/s 71 l /hab.dia 10,2 m
3/s 104 l /hab.dia
Vertimientos 16,6 m3/s 340 l /hab.dia 16,4 m3/s 193 l /hab.dia 29,2 m3/s 297 l /hab.dia
Escorrentía Superficial No Aprovechada 1,1 m3/s 23 l /hab.dia 0,7 m3/s 9 l /hab.dia 0,4 m3/s 4 l /hab.dia
Energía Liberada 71 TBTU 16,8 MBTU/ hab.año 91 TBTU 12,4 MBTU/ hab.año 120 TBTU 14,1 MBTU/ hab.año
Díoxido de Carbono (CO2) 3758 Kt 889 Kg/hab.año 4759 Kt 648 Kg/hab.año 6240 Kt 734 Kg/hab.año
Monóxido de Carbono (CO) 1025 Kt 243 Kg/hab.año 1301 Kt 177 Kg/hab.año 1700 Kt 200 Kg/hab.año
Oxidos de Nitrógeno (NOx) 1622 Kt 384 Kg/hab.año 2149 Kt 292 Kg/hab.año 2835 Kt 334 Kg/hab.año
Dióxido de Azufre (SO2) 22 Kt 5 Kg/hab.año 34 Kt 5 Kg/hab.año 47 Kt 6 Kg/hab.año
Material particulado (PM) 30 Kt 7 Kg/hab.año 19 Kt 3 Kg/hab.año 21 Kt 2 Kg/hab.año
Hidrocarburos (CxHy) 91 Kt 22 Kg/hab.año 114 Kt 16 Kg/hab.año 147 Kt 17 Kg/hab.año
Alimentos pérdidas N.D. Kt N.D. Kg/hab.año 511 Kt 70 Kg/hab.año N.D. Kt N.D. Kg/hab.año
Ener
gía
y em
isio
nes
I. Entradas
Agu
a
Co
nsu
mo
al a
ño
Co
nsu
mo
al a
ño
Agu
aEn
ergí
aA
limen
tos
II. Salidas
Metabolismo de la Ciudad de Bogotá D.C. (Años 1980, 2010, 2025)
Año
Elemento del metabolismo
Un
idad
es
bas
e a
ño
Un
idad
es
bas
e a
ño
Un
idad
es
bas
e a
ño
Co
nsu
mo
al a
ño
101
CONCLUSIONES
i. Bogotá D.C., como cualquier otra ciudad de Colombia, puede ser
concebida y analizada como un sistema complejo conformado por
elementos bióticos y abióticos, tanto naturales como de origen antrópico.
Este concepto no es un simple tropo que traslada el sentido de un
sistema natural a un sistema urbano figurado con el objeto de comparar
los procesos termodinámicos tácitos entre ellos, ya que los sistemas
cultural, económico y social, no pueden hacer caso omiso de las leyes
naturales. Esta verdad determina que todas aquellas acciones
encaminadas a lograr la sostenibilidad ambiental urbana deberán
obedecer la constancia y certeza del Principio de Conservación de la
Materia y de las Leyes Termodinámicas.
ii. La concepción de la ciudad como organismo es la consideración del real
y completo ciclo de la vida, ya que no sólo una urbe se funda y crece
indefinidamente, también puede llegar al término de su existencia luego
de un colapso lento, progresivo o vertiginoso, inducido por un trastorno
ecológico deliberado o impremeditado. Por lo tanto, es absolutamente
esencial y prioritario lograr un modelo de abastecimiento y consumo
para Bogotá que brinde las condiciones para que el desarrollo urbano se
logre dentro de los límites de los sistemas naturales.
iii. Hoy más que nunca se validan los postulados de Malthus, del Club de
Roma, de Meadows y Randers: ¡si hay límites para el crecimiento! Hacer
caso omiso de ellos es correr un enorme riesgo en el cual no hay
garantías de que las actuales funciones sociales de la capital continúen
en el futuro, ya que en estos momentos se han consolidado escenarios
no deseados como la indigencia, la pobreza extrema, la pobreza, el
hambre, la hambruna, la desnutrición y la enfermedad. “Miseria y vicio”
advertidos desde 1798.
102
iv. La conceptualización, cálculo y análisis de los principales flujos de
materia y de energía que se involucran en el gran proceso
termodinámico de la ciudad de Bogotá D.C., permiten vislumbrar la
magnitud de su consumo y de las implicaciones ambientales sobre sí
misma y sobre los sistemas naturales que la abastecen y soportan. Esta
aproximación facilita el entendimiento de las implicaciones ambientales
en el crecimiento económico y desarrollo urbano, puesto que se
complementa con algunos elementos relacionados con la lógica
económica y social, al correlacionar los aspectos fisicoquímicos de la
urbe con el comportamiento de su crecimiento y de su población.
v. El estudio del metabolismo de la capital colombiana, en contexto
económico y político y en relación con la dinámica poblacional, permitió
conocer el profundo cambio e incremento de los flujos de agua,
alimentos, combustible y energía (eléctrica y liberada por la combustión)
durante seis momentos históricos en la capital colombiana: fundación,
época colonial, época republicana, Bogotazo, crecimiento urbano del
siglo XX y ciudad extendida del siglo XXI.
vi. La cuantificación de estos flujos de entrada y salida para los años 1980 y
2010 muestra que el consumo total y per cápita de alimentos y energía
se ha incrementado durante los últimos treinta años, mientras que el
agua se mantuvo constante debido a las restricciones de abastecimiento
del año de 1997 y a la implantación de instrumentos directos e indirectos
de política pública. Para el año 2025 se espera que el consumo total y
por habitante, en todos los elementos de estudio se incremente,
definiendo condiciones de alta presión sobre la infraestructura urbana y
sobre los alrededores, exponiendo a la ciudad a un riesgo de
desabastecimiento que puede llevarla a un colapso.
vii. El análisis de los flujos de materiales en Bogotá D.C. durante los años
1980 y 2010, deja entrever un metabolismo lineal en el cual los
materiales y la energía se procesan de manera simple, generando
permanentemente corrientes de desecho que en ningún momento se
103
gestionan o procesan para ser recirculadas en el gran sistema capitalino.
Condición de insostenibilidad que fue la base para las proyecciones de
consumo para el año 2025.
viii. La enorme demanda, consumo y pérdida de agua en Bogotá son
señales de alerta de riesgo por desabastecimiento – situación que ha
sido persistente en la historia de la capital -. Por tal motivo, es menester
fortalecer los instrumentos directos e indirectos de política para
mantener el consumo per cápita actual, reducir las pérdidas por
conducción y mantener la calidad ambiental de las fuentes de
abastecimiento.
ix. Las infaustas crisis energéticas de la capital presentadas a finales del
siglo XIX y principios del XX, las restricciones de 1976 y 1981, y el
racionamiento del año 1992, son señales de alerta que recuerdan que el
sistema hidroenergético nacional es vulnerable, puesto que depende de
complejos regímenes de caudal de los cuerpos de agua que los
abastecen. Por tal motivo, es absolutamente esencial y prioritario evitar
el desabastecimiento de las fuentes primarias, aumentar la eficiencia en
la generación, reducir las pérdidas en la transmisión y aplicar
cabalmente planes para el uso eficiente y ahorro de la energía en la
capital.
x. Bogotá, si mantiene su portafolio energético y su modelo de transporte
actual, se enfrentará a un futuro oscuro en su calidad del aire. Para
evitar este crítico escenario, se necesitará una nueva transición
energética fundamentada en la sustentabilidad y un cambio drástico en
el modelo de movilidad fundamentado en la zonificación.
xi. La estructura del mercado tipo “embudo”, los planes de expansión de las
cadenas nacionales y multinacionales de tiendas de grandes superficies,
y los efectos del cambio climático, pueden convertirse en barreras
infranqueables para las futuras generaciones que deseen acceder a una
oferta permanente y estable de alimentos inocuos. El Plan Maestro de
Abastecimiento de Alimentos y Seguridad Alimentaria – Alimenta
104
Bogotá, los programas de agricultura urbana, la reducción del enorme
desperdicio, y la sostenibilidad de las regiones productivas, son
elementos necesarios más no suficientes para impedir una crisis
alimentaria.
xii. El panorama calculado dentro de quince años es crítico y no vaticina
condiciones ambientales favorables tanto para la ciudad como para los
sistemas naturales y productivos de soporte, razón por la cual las
nuevas propuestas de sostenibilidad urbana deben contemplar la
reutilización de los materiales de desecho, el uso de formas renovables
de energía, la concienciación ciudadana de las ventajas de una vida
austera y frugal, y el uso de instrumentos directos o indirectos de política
ambiental. Necesidades apremiantes para enfrentar las exigencias del
cambio climático.
xiii. El modelo de análisis del metabolismo urbano presentado en este
trabajo atenderá nuevos desarrollos y niveles de complejidad que
buscarán un mejor entendimiento de la dinámica de consumo y desecho
de materiales y energía en Bogotá D.C., como por ejemplo: a) inclusión
de los flujos relacionados con materiales de construcción para obras
civiles y su relación con el crecimiento físico de la capital, b) definición
de un nivel de detalle para los flujos de agua y energía que permita
identificar el aporte de los diferentes sectores de la economía, c)
identificación de la real cadena de valor relacionada con los alimentos en
Bogotá, con el objeto de lograr reconocer con mayor detalle el ingreso,
el consumo, la redistribución y las pérdidas de alimentos, incluyendo
aquellos asociados con los cárnicos, d) refinamiento y construcción de
indicadores e índices que permitan consolidar el análisis del
metabolismo para los hacedores de política, y e) definición de
estándares para facilitar nuevos desarrollos en otras ciudades del país,
de manera que se puedan equiparar los análisis de los distintos modos
de subsistencia de las diferentes sociedades colombianas bajo
diferentes condiciones ambientales. Estos y otros desarrollos permitirán
consolidar una herramienta y metodología de alta precisión para un
105
extenso análisis sistémico de los materiales y energía y su relación con
la estructura económica de la capital.
xiv. El reto consistirá en lograr una cooperación entre diferentes disciplinas y
ciencias, entre los ingenieros orientados a los análisis de procesos y
sistemas y los expertos en ciencias sociales como los economistas;
entre la academia, la industria, las organizaciones sociales y las
instituciones públicas y privadas. La sostenibilidad requiere de la
comprensión de las diferentes realidades particulares y la única realidad
del sistema termodinámico de ciudad: el impacto sobre el ambiente no
es reversible.
106
RECOMENDACIONES
i. El cálculo del metabolismo de la ciudad de Bogotá, en cualquier nivel de
abstracción, requiere de información simétrica sobre los flujos de materia
y energía. Debe evitarse al máximo que los datos difieran en función de
la naturaleza, objetivos misionales y jerarquía de las instituciones y de
las administraciones.
ii. Al igual que existe un Sistema Único de Información relacionado con
servicios públicos (Sistema SUI) a nivel nacional, es necesario que la
ciudad cuente con una estructura unificada en el área ambiental que, de
manera sistémica, consolide, administre y reporte información útil para
los diferentes grupos de interés que se establecen en el sistema
económico de Bogotá y su región.
iii. Es conveniente determinar para futuros desarrollos los límites reales de
un sistema urbano en lo relacionado con el estudio de los flujos de
materia y energía, ya que éstos trasiegan diferentes distancias antes de
ser consumidos y aprovechados en la capital.
iv. Debido a que la materia y energía se distribuye de manera desigual en
el casco urbano de Bogotá, sería interesante determinar la colocacióny
concentración de los principales flujos que determinan el crecimiento de
la economía capitalina, esto con el ánimo de determinar eficiencias en el
aprovechamiento.
v. En virtud al proceso de desindustrialización de la capital, será prudente
estudiar el metabolismo de Bogotá en relación con la nueva periferia
manufacturera que se consolida en los municipios aledaños.
107
ANEXO A. MEMORIA DE CÁLCULO METABOLISMO (AGUA) La ecuación general de balance de agua se analiza desde los flujos volumétricos principales:
eAguaAguaAgua acumulasaleentra Ec. 1
El flujo de entrada contempla los flujos provenientes de la red de distribución – agua consumida y facturada -, precipitación media anual, escorrentía superficial de ríos urbanos, agua subterránea extraída y agua virtual proveniente de los alimentos.
VirtualExtraída
aSubterráneerficial
aescorrentíiónprecipitacfacturadoconsumoentra AguaAguaAguaAguaAguaAgua
sup
Ec. 2
NOTA 1: Los datos de consumo facturado para el año 1980 se obtuvieron de las series históricas reportadas por la
EAAB.
NOTA 2: El dato de precipitación media anual para el año 1980 se obtuvo con base en el promedio multianual de la
serie histórica de precipitación en Bogotá, reportado por Montealegre (1979), y comprende desde el año 1886 hasta el año 1975. El valor promedio es de 1003 mm.
NOTA 3: Los valores de agua subterránea extraída para el año 1980 se obtuvieron con base en la información
reportada por Pérez (1994) en el documento “Criterios de manejo y planes futuros de los acuíferos de la Sabana de Bogotá”. Para esa época, el agua subterránea era extraída principalmente en el sur de la ciudad (Barrios Compartir y Ciudadela Sucre) para abastecer alrededor de 50.000 habitantes.
NOTA 4: La proyección del consumo facturado para el año 2025 contempla el porcentaje actual de pérdidas en la
conducción (40%), obteniéndose un valor de 15.3 m3/s
NOTA 5: La proyección de la precipitación para el año 2025 se obtuvo con base en una regresión lineal de los datos
reportados para 1980 y 2010. El valor del área de Bogotá se concibe en la máxima expansión: 41.428 Ha. NOTA 6: Para la proyección del volumen de agua subterránea extraída para el año 2025, se contempla el escenario
de no incremento en el consumo de este tipo de fuente. Esta suposición se toma bajo la lógica de que la administración distrital evitará caer en el error que incurrió Ciudad de México, que sufre de un hundimiento progresivo debido a la explotación de acuíferos. Por lo tanto, se considera la actual extracción de agua para el futuro. El valor del área de Bogotá se concibe en la máxima expansión: 41.428 Ha.
El agua de salida considera los vertimientos que son recogidos en los sistemas Torca, Salitre, Fucha y Tunjuelo y la escorrentía no aprovechada. Además, contempla el aporte de la evaporación media anual.
aprovechdanoaescorrentíosvertimientvertida
nevaporacióvertidasale
AguaAguaAgua
AguaAguaAgua
Ec. 3
NOTA 1: El dato de evaporación media anual para el año 1980 se obtuvo con base en los promedios anuales
reportados en el estudio del POT del Parque Ecológico distrital de Montaña – Entre Nubes, que reporta valores desde el año 1938 hasta el año 1989. El valor promedio obtenido es de 948 mm.
NOTA 2: La proyección de la escorrentía superficial para el el año 2025 se obtuvo con base en una regresión lineal de
los datos reportados para 1980 y 2010.
El cálculo del valor de la escorrentía superficial se obtiene considerando la mediana de los caudales de los sistemas Torca, Salitre, Fucha y Tunjuelo (en
108
el punto de referencia de entrada al casco urbano) y de los ríos San Agustín y San Francisco.
YomasaQsBosquePinoCedroQArzobispoDelirioElQ TunjueloTorcaSalitreFranciscoSanAgustínSanFuchaaescorrentí VVVVVVAguaV...
ººººººº
Ec. 4
NOTA 1: El valor de la escorrentía superficial para el año 1980 se tomó con base en la información reportada por
Francisco Wiesner (1978) de los caudales medios de los ríos San Cristobal (0.75 m3/s), San Agustín (0.06
m3/s), San Francisco (0.065 m
3/s) y Arzobispo (0.24 m
3/s).
NOTA 2: La proyección de escorrentía superficial para el año 2025 se obtuvo con base en una regresión lineal de los
datos del año 1980 y 2010. NOTA 3: Los valores de caudal para la escorrentía superficial para el año 2010, son los correspondientes a la mediana
de los datos reportados en el estudio “Calidad del Sistema Hídrico de la Capital”. Esta medida de tendencia central se escogió debido a que la mediana es menos sensible a la variación de los datos, situación recurrente en condiciones de alta variabilidad climática como las que actualmente se están presentando en la capital.
Tabla A1. Sistema de Escorrentía Superficial del casco urbano de Bogotá D.C. para el año 2008.
Fuente: EAAB y SDA (2008)
El valor de la precipitación media anual se estima en 862 mm y el valor medio anual de la evaporación se considera en 996 mm. El valor de estas dos variables, expresadas en metros cúbicos por segundo (m3/s), se obtuvo relacionando los milímetros precipitados y evaporados con el área urbana de la capital, que a 2010 es de 38.430 Ha (384,3x1012 mm2).El valor del caudal de agua subterránea extraída (0,033 m3/s) se obtuvo de los datos reportados por el Observatorio Ambiental de Bogotá para el año 2010. NOTA 1: Los datos de la precipitación media anual y de evaporación se obtuvieron a partir del promedio simple de los
promedios anuales reportados en el Estudio de la Caracterización Climática de Bogotá y Cuenca Alta del Río Tunjuelo del año 2007.
Punto de
referencial/s m3/s
Punto de
referencial/s m3/s
Q. Bosque pinos Q. Arauquita
Q. Soratama Q. Cedro
Q. San Cristobal
Q. Delicias Q. Luce
Q. La Vieja Q. Moraji
Q. La Chorrera Q. Chicó
Q. Cataluña Q. Los Cerros
Q. La Cañada Q. Los Rosales
Q. Finca Q. San Cristobal
Q. San José Q. San Francisco
Q. La Peña Q. Santa Isabel
Q. Los Laches Q Honda
Q. Chiguaza Q. La Pichosa
Q. Limas Q. Moralvia
Q. Yomasa Q. Nueva Delhi
Q. El Triángulo Q. Gaviotas
Q. El Zuque Q. Zanjón de la Estrella
Q. Santa Librada Q. Trompeta
Q. Juan Rey
Fucha
Tunjuelo
Caudal de entrada Caudal de salidaSistema
Q. Cedro y Q.
Bosque Pino
Canal Torca
Club
Guaymaral
Torca
Q. Arzobispo
PTAR Salitre -
Canal de
Aguas
mínimas
176,8
4833,4
0,1768
Salitre o
Juan
Amarillo
0,4577Isla pontón
San José4802,5
Componentes del sistema (principales)
10,9 0,0109
23,4 0,0234 4,8334
6,5832
4,8025
Q. El Delirio 119 0,1190Fucha con
Alameda6583,2
Q. Yomasa 457,7
109
Los valores que alimentan el sistema de ecuaciones para representar el metabolismo en el año 1980, 2010 y 2025, se presentan en la siguiente tabla.
Tabla A2. Valores de los flujos volumétricos de las corrientes de entrada y salida de agua para
los años 1980 y 2010, y proyección para el año 2025.
Fuente: Peña M. (1885), Serrano J. (1899), Bernal C. (1911), EAAB (1924) Citado en Rodríguez J. (2003), Wiesner F. (1978); El Tiempo (1938), Rodríguez (2003), Wiesner F. (1949), Contraloría de Bogotá (2002), EAAB (2010), SUI (2010), EAAB (2008), SDA (2007),SDA (2008), IDEAM (2007). Pérez (1994), Suna Hisca & DAMA (2003), Montealegre (1979).
Memoria de cálculo para el año 2010:
i) Cálculo de área (mm) de Bogotá
mmm
mm
Km
m
Ha
KmHaBogotádeÁrea 14
222
10843.31
1000
1
1000
1
01.038430
ii) Flujo volumétrico de agua de escorrentía.
s
m
s
m
s
m
s
m
s
mAguaV
VVVVAguaV
aescorrentí
ArzobispoFranciscoSanAgustínSanCristobalSanaescorrentí
33333º
ººººº
115,124,0065,006,075,0
iii) Flujo volumétrico de la precipitación.
s
m
s
dia
dias
año
mm
m
año
mmxAguaVolumen
año
mmxAguaVolumen
mmxaño
mmUrbanaÁreanecipitacióAguaVolumen
aprecipitad
aprecipitad
anualmediaaprecipitad
33317
317
214
728,1086400
1
365
1
1000
110313,3
10313,3
10843.3862Pr
Consumo
facturado
Escorrentría
superficial
Agua
Subterránea
Extraída
Agua
virtual
consumo
VertimientosEscorrentría
superficial (no
aprovechada)
m3/s mm m3/s m3/s m3/s m3/s mm m3/s
1980 8,715 1003 7,02 1,115 0,107 N.D 16,615 1,115 948 6,442
2010 8,600 862 10,73 0,733 0,033 9,17 16,396 0,733 996 12,137
2025 15,300 691 9,08 0,351 0,033 N.D 29,170 0,351 1044 13,715
Año
Entradas Salidas
Precipitación Evaporación
110
iv) Flujo volumétrico de la evaporación.
s
m
s
dia
dias
año
mm
m
año
mmxAguaVolumen
año
mmxAguaVolumen
mmxaño
mmUrbanaÁreanEvaporacióAguaVolumen
evaporada
evaporada
anualmediaevaporada
33317
317
214
137,1286400
1
365
1
1000
110828,3
10828,3
10843.3996
v) Flujo volumétrico de entrada.
virtualaguavirtualagua
VirtualExtraída
aSubterráneerficial
aescorrentíiónprecipitacfacturadaconsumoentra
Vs
mV
s
m
s
m
s
m
s
mV
AguaAguaAguaAguaAguaAgua
º3º3333º
sup
094,20033,0733,0728,106,8
vi) Flujo volumétrico de salida
s
m
s
m
s
m
s
mV
AguaAguaAguaAgua
AguaAguaAgua
AguaAguaAgua
sale
evaporadaaaprovechadno
aescorrentíosvertimientsale
aprovehadanoaescorrentíosvertimientvertida
nevaporacióvertidasale
3333º
266,29137,12733,0396,16
vii) Ecuación global de balance de flujo volumétrico
eAguaAguaAgua acumulasaleentra
eAguas
mV
s
macumulavirtualagua
3º3
266,29476,20
El agua acumulada se considera cero (0), debido a que el balance se estable como un flujo en una pequeña unidad de tiempo, decisión técnica que no permitiría concebir un almacenamiento en un diferencial tan ínfimo como lo es un (1) segundo.
es
mV
es
mV
s
m
virtualagua
virtualagua
3º
3º3
172,9
266,29094,20
111
Gráfico A1. Diagrama de bloques para la determinar el metabolismo del agua en Bogotá D.C.
Resolver esta ecuación de balance determina un flujo volumétrico de agua virtual consumida de 9,172 m3/s, que posiblemente entraría vinculada a los alimentos.
BOGOTÁ D.C.Abastecimiento de Agua(distribución)
12.45 m3/s (1980)
14.6 m3/s (2010)
25.5 m3/s (2025)
Consumo
Facturado
8.715 m3/s (1980)
8.6 m3/s (2010)
15.3 m3/s (2025)
Pérdidas
3.735 m3/s (30%;1980)
6 m3/s (41.1%; 2010)
10.2 m3/s (40%; 2025)
Precipitación (media anual)
1003 mm; 7.02 m3/s (1980)
862; 10.73 m3/s (2010)
691 mm; 9.08 m3/s (2025)
Escorrentía Superficial
1,115 m3/s (1980)
0.733 m3/s (2010)
0.351 m3/s (2025)
Agua Virtual (Alimentos)
N.D. m3/s
Agua Subterránea
Extraída
0.107 m3/s (1980)
0.033 m3/s (2010)
0.033 m3/s (2025)
Vertimientos16.615 m
3/s (1980)
16,396 m3/s (2010)
29,170 m3/s (2025)
Evaporación
948 mm; 6.442 m3/s (1980)
996; 12.137 m3/s (2010)
1044 mm; 13.715 m3/s (2025)
Dibujó: Ing. Cristian Díaz, 2010
SIGLAS
Reservorio
Flujo de agua
Sistema Urbano
Mezcla o división de
flujo
Escorrentía Superficial
No aprovechada1.115 m
3/s (1980)
0,733 m3/s (2010)
0,351 m3/s (2025)
112
ANEXO B. MEMORIA DE CÁLCULO METABOLISMO (ENERGÍA)
La determinación de las emisiones de dióxido de carbono (CO2), monóxido de
carbono (CO), dióxido de nitrógeno (NO2), dióxido de azufre (SO2),
hidrocarburos (CxHy) y material particulado (PM), que se liberan a la atmósfera
luego de la combustión de los energéticos de este estudio (carbón, gasolina
motor, diesel, gas natural y GLP), se logra con base en la herramienta de
balances de materia, específicamente en procesos unitarios (en reacciones
químicas).
El principio básico del cálculo se halla en la estequiometria del fenómeno de la
combustión, que se expresa mediante el siguiente conjunto de ecuaciones:
22
22
22
22
22
2/12
2/1
SOOS
NOON
OHOH
COOC
COOC
Ec. 1
Las cuales evidencian que la combustión es una reacción química de oxidación
entre un combustible (expresado en sus elementos constitutivos) y el oxígeno
del aire. Proceso que, a nivel de Ingeniería de Concepto, se expresa en el
consecuente diagrama de bloques132:
Diagrama B1.Diagrama de bloques general de una combustión
Elaboración: Díaz C.
132
Las cenizas e inquemados no fueron calculados en este estudio. Con esto no se quiere decir que no sean importantes.
COMBUSTIÓN
COMBUSTIBLE
CxHy
Análisis último CHONS
AIRE
N2: 78% v/v
O2: 21 % v/v
GASES DE
COMBUSTIÓN
CO2, CO
H2O
SOX, NOX
CxHy
PM
O2, N2
CENIZAS E
INQUEMADOS
C + I
ENERGÍA
113
La determinación cualitativa y cuantitativa de los gases y material particulado133
que resultan de la combustión requiere tres datos fundamentales: cantidad y
tipo de combustible, análisis último y poder calorífico. Estas tres variables son
suficientes, junto con un conjunto de suposiciones (cuadro B1), para realizar el
cómputo, cuyo proceso se muestra en la figura B1.
Cuadro B1. Ficha Técnica del Balance de Materia
ESPECIFICACIÓN 1: El balance de materia se realiza en estado estable o estacionario134
.
SUPOSICIÓN 1:La cantidad de aire en exceso se supone en un 20%135
.
SUPOSICIÓN 2:Se presenta combustión incompleta para el carbono en un 30%. Es decir, el 30 del carbono forma
monóxido de carbono136
.
SUPOSICIÓN 3:Un 5% de la masa de combustible que entra al proceso de combustión no logra oxidarse (quemarse).
De éste porcentaje, un 90% sale como hidrocarburos en las emisiones (CxHy) y el 10% restante se queda en los
fondos.
SUPOSICIÓN 4:El 95% del azufre presente en el combustible se oxida137
para formar SO2, y éste no forma
material particulado
SUPOSICIÓN 5:El 50 % del nitrógeno presente en el combustible se oxida138
para formar NO2.
SUPOSICIÓN 6:El 2,5% del nitrógeno del aire se quema139
para formar NO2.
SUPOSICIÓN 7:El 90% de las cenizas del combustible sale en la emisión como material particulado (PM), y el 10%
restante se queda en fondos como ceniza.
133
Este cálculo no contempla las eficiencias de remoción de contaminantes en los diferentes equipos de control en industrias: ciclón (sistema de control de PM más común y difundido), sistemas de absorción – lavadores de gases – scrubber, filtros manga y precipitadores electrostáticos, sistemas catalíticos no selectivos y selectivos. Ni tampoco, sistemas de control en fuentes móviles (sistemas catalíticos). 134
El estado estacionario considera que los valores de las variables dentro del sistema no cambian con el tiempo (Himmelblau, 2002:145). 135
El valor del aire en exceso en una combustión se establece en varios intervalos o valores, entre los cuales están: 20 a 50% (De Souza – Santos, 2004:79); 15% (Colannino, 2006:136) ó 20% (Felder& Rousseau, 1999:159). Por otro lado, la regla empírica usada por asesores de ECOCARBÓN contemplaba las siguientes relaciones: combustible gaseoso, 5 % exceso máximo, combustible líquido 10 % exceso de aire y, combustible sólido 15 % de exceso (Calle, 2011). 136
Esta suposición tiene asidero en el hecho de que la tecnología disponible para la combustión excede en la mayoría de los casos los cinco (5) años. Es más, existen calderas en las industrias con más de sesenta (60) años de antigüedad. 137
Es importante aclarar que no todo el azufre contenido en un combustible forma SO2. Con la combustión también se emiten SO3 (2%) y sulfatos (3%) (EPA, 1998). 138
La oxidación del nitrógeno del combustible se logra mediante oxidación directa, alcanzando porcentajes de conversión entre el 20 y 90% en Fuel Oil y entre 20 y 60% en carbones (EPA, 1998). Estos últimos conceptos técnicos reportados en el documento AP – 42, secciones 1.1-3 y 1.3-3 son la base para suponer una oxidación del 50%. 139
La formación de NOx por oxidación del aire - “NOx térmico” – ocurre por dos mecanismos: Mecanismo Súper Extendido de Zeldovich, que se verifica en condiciones deficitarias de oxígeno (cantidades inferiores a las estequiométricas) y el Mecanismo Prompt, asociado a la formación de radicales hidrocarburos que reaccionan rápidamente con el nitrógeno del aire (Schwerdt, 2006; Petunchi, 2011). El primer esquema de reacción se verifica sólo a temperaturas superiores a 1200°C, duplicando su producción a partir de este valor por cada 40°C en la temperatura de llama (Petunchi, 2011).
114
Figura B1. Diagrama de bloques general de una combustión
Fuente: Díaz, 2010
Masa de
Combustible
mcomb
Análisis Último
Combustible
%w/w
Masa de
Elemento i
mi
Peso atómico i
m atómica i
Moles de
elemento i
Mol i
Relación
Estequiométrica
mol j / mol i
Moles de
Emisión j
Mol j
Peso molecular J
m atómica J
Masa de
Combustible
mcomb
Poder
calorífico
E / m
Energía
liberada
E liberada
INICIO
Masa de
Emisión j
mj
Moles de
elemento i
Mol i
Relación
Estequiométrica
mol O2, j / mol i
Moles de
Oxígeno, j
Mol O2, j
Ecuación de
Gases Ideales
VP=nO2,jRT
Volumen
Parcial de O2, j
vO2, j
jOOTotal vV ,22
Volumen
Total de O2
V total O2
Relación
O2 / N2 Aire
Volumen
Total de N2
V total N2
Volumen
Total de Aire
Estequimétrico
V total Aire
Estequimétrico
Aire Exceso
z %
Volumen
Total de Aire
En Exceso
V total Aire
Esceso
Fracción N2
Oxidable v/v
y N2
Volumen
N2 oxidable
v N2 oxidable
Ecuación de
Gases Ideales
VN2 P=nRT
Moles de
N2 oxidable
Mol N2 oxidable
Relación
Estequiométrica
mol O2 / mol N2
Volumen
Parcial de O2
vO2, N2 oxidable
Volumen Total
de O2 Exceso
V total O2
Exceso
Volumen Total de O2 Estequiométrico
V total O2 Estequiométrico
Volumen de O2
en la emisión
V O2 emisión
Volumen
de N2 en la emisión
V N2 emitido
Emisión
FIN
FINFIN
115
65.209
(2025)
3.444.691(2025)
5.513.340
(2025)
7.884.076 (2025)
0
1.000.000
2.000.000
3.000.000
4.000.000
5.000.000
6.000.000
7.000.000
8.000.000
9.000.000
1905 1912 1918 1923 1926 1927 1940 1941 1950 1955 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025
Nú
me
ro d
e a
uto
mo
tore
s
Año
Parque automotor (matriculado y en circulación) en Bogotá. Periodo 1905 - 2010 y proyección al 2025
Sistema Transmilenio
Vehículos de transporte público
Automóviles
Total matriculado
Total en circulación
ANEXO C. EL PARQUE AUTOMOTOR EN BOGOTÁ
Ante el inminente incremento de la flota vehicular (Gráfica C1), es necesario
promover estrategias para controlar su crecimiento o reducir su número, a saber:
reposición, chatarrización, mantenimiento y reducción de la flota.
Gráfica C1. Proyección del crecimiento del parque automotor en Bogotá D.C. al año 2025. Fuente: Vargas & Zambrano, 1988; CCC, 2007; CCB, 2008; Museo Vintage, 2010 Solano 2010, Ministerio de Transporte, 2010. Elaboración: Díaz C.
Reposición y Chatarrización: La reposición consiste en sustituir un vehículo de
transporte público que ha alcanzado el término de vida por otro nuevo y de menor
edad, con mejores características técnicas y bajo parámetros de calidad y servicio
acordes a las necesidades del mercado, dentro de la vida útil determinada por la
ley (Contraloría General de la Nación, 2000). Por su parte, la chatarrización
implica la desintegración total de un vehículo automotor. Ambas medidas tienen
por objeto sacar de circulación el parque automotor obsoleto que opera en el área
metropolitana de Bogotá.
116
La ley 769 del 6 de agosto de 2002140, que sanciona el Código Nacional de
Tránsito Terrestre establece que: “toda empresa operadora de servicio público de
transporte deberá contar con programas de reposición en todas las modalidades
que contemplen condiciones administrativas, técnicas y financieras que permitan
el democrático acceso a la misma”. Ordenanza que en Bogotá, desde el inicio de
la medida, no se verificó en ciertas flotas de servicio público de transporte de
pasajeros, debido a factores sociales, financieros, normativos y políticos
(Contraloría General de la Nación, 2000).
Reducción de la flota: La consulta popular en la administración de Enrique
Peñalosa (2000) legitimó el Día sin Carro y la implantación de la restricción
vehicular de 6 horas al día141 - que posteriormente aumentó a 14 horas al día
(2009) -, ha permitido concienciar a la población de que el vehículo particular
puede ser reemplazo por otros medios de transporte. Infortunadamente, estas
medidas no han coadyuvado en la mejora de la calidad del aire en Bogotá142 (El
Tiempo, 2007).
Efectivamente, la restricción de circulación de vehículos particulares y de servicio
público si ha logrado mejorar la movilidad en ciertas partes de Bogotá, “representa
– en términos prácticos - un retraso en el tiempo del parque automotor de la
ciudad” (Jaramillo & Ríos & Ortiz, 2009). Tiempo que se está reduciendo debido a
que cada día más los propietarios de vehículos están adquiriendo un segundo
vehículo para evitar la restricción(Gráfica C1).
Mantenimiento de la flota vehicular: El mantenimiento de los sistemas de
combustión de los vehículos es una operación fundamental para ayudar a
140
Ley modificada parcialmente por la Ley 1383 de 2010, “por la cual se reforma la ley 769 de 2002 Código Nacional de Tránsito, y se dictan otras disposiciones”. 141
La consulta por el Día sin Carro arrojó 780.000 votos a favor, y la implantación de la restricción vehicular - pico y placa - de 6 horas al día tuvo 512.000 sufragios por el sí.
142 Específicamente, y con relación al “día sin carro”, que se verifica sólo dos días al año, es ingenuo pensar que se reducirán los niveles de
las especies contaminantes en la ciudad. Sin embargo, este día es valioso como concepto, el cual se ilustra bien en las siguientes frases: “...es un ejercicio social interesante... puede tener un impacto tanto a nivel de análisis como de reflexión” (Erazo, 2001), y, “es posible llevar una vida normal sin necesidad de depender del carro” (Bocu, 2001).
117
disminuir el volumen de especies contaminantes143. Sin embargo, en Bogotá la
mayoría de los conductores realizan mantenimientos correctivos144, y no existe
entre ellos conciencia del efecto de la sincronización sobre la calidad y cantidad de
las emisiones, ni tampoco sobre el potencial ahorro en el consumo de combustible
(Uribe, 1996).
Adicional al mantenimiento, es importante resaltar que los motores de combustión
interna que se utilizan en Colombia están diseñados y formulados para las
condiciones de los países fabricantes. Por tal motivo su desempeño en la
geografía y la altura de la capital es diferente al especificado, razón por la cual, la
aclimatación de motores se convierte en un mantenimiento predictivo y preventivo
que permite disminuir la emisión de especies contaminantes, especialmente de
NOx145.
143
Una adecuada sincronización cada 10.000 Km. disminuye en 8% las emisiones de NOX y a su vez el consumo de combustible en 4%, implicando la reducción de las emisiones de SOX (ECOPETROL, 1992). 144
La resolución No. 0744 del 17 de abril de 2000 del DAMA – actual SDA - obligaba al propietario de un vehículo a tener un certificado de gases, lo que implicaba la revisión anual del automotor para estar dentro de los límites máximos permitidos. Desafortunadamente esta norma sólo especificaba concentraciones máximas de gases CO y HC en los gases de escape, no contemplaba ni exigía los gases NOX y SOX, - precursores de lluvia ácida -.Actualmente, se ha establecido un procedimiento unificado para todos los vehículos automotores, mediante el cual se verifican las condiciones mecánicas, ambientales y de seguridad a través de la revisión técnica, mecánica y de emisiones contaminantes (Ley 1383 de 2010). 145
Esta acción sobre el motor se debe a que con el aumento de la altitud, la densidad del aire disminuye, ocasionando la disminución de la potencia. De igual manera se ha observado que por cada 1.000 metros de aumento en la altitud, la mezcla de aire –combustible se enriquece en promedio 5 a 6% (ROMERO, 1993). Al enriquecerse la mezcla (inyectar más aire) se aumenta el volumen de NOX en los gases de escape, razón por la cual la aclimatación logra disminuir la emisión de esta especie química.
118
ANEXO D. EL GAS NATURAL VEHICULAR EN BOGOTÁ
En Bogotá, como en el resto del país, el combustible alternativo que más se ha
comercializado y que está ganando terreno es el Gas Natural Comprimido
Vehicular (GNCV). El GNCV es el mismo gas natural, sólo que se comprime hasta
alcanzar presiones de 200 bar (3000 psig) para poderlo almacenar en los cilindros
o tanques de los vehículos con el propósito de conseguir autonomías similares o
iguales a las que se obtienen con la gasolina (Acogas, 2002).
Tanto la UPME, desde 1998, como ECOPETROL, desde 1999, iniciaron procesos
de normalización en Gas Natural Comprimido Vehicular (GNCV), consolidando
más de 30 Normas Técnicas Colombianas NTC’s en las áreas de sistemas de
suministro, talleres y procedimientos de conversión y componentes del equipo.
En Colombia hay actualmente 330.544 vehículos convertidos a GNVC, de los
cuales 108.485 están matriculados en Bogotá (ACP, 2010). Este 33% de la flota
nacional está compuesta principalmente por taxis, transporte público urbano y
flotas cautivas de medianas y grandes industrias, cuyos motores no son
dedicados146, razón por la cual este combustible no se aprovecha correctamente y
desgasta partes esenciales del motor.
La masificación del GNCV se logrará si y sólo si se asegura el suministro del
hidrocarburo, con un margen de precios atractivo en comparación con el diesel y
la gasolina. Adicionalmente, se requiere consolidar la política integral de precios
que incentive la conversión, las inversiones en estaciones y talleres y asegure
líneas de financiamiento de equipos.
146
Un motor dedicado significa una máquina - planta motriz – que se diseña exclusivamente para generar potencia con la combustión de un combustible específico. Por lo tanto, un motor dedicado a gas natural, será aquel que desde la fábrica viene diseñado para la combustión de gas natural comprimido vehicular.
119
ANEXO E. INGRESO DE ALIMENTOS EN BOGOTÁ
La Central de Abastos de Bogotá – Corabastos S.A. y las grandes cadenas de
almacenes con sus respectivos canales integrados de comercialización,
concentran el ingreso de alimentos a Bogotá. Este ingreso no constituye un
consumo definitivo, debido a la redistribución regional realizada por la central más
grande del país, y por las pérdidas acaecidas en la cadena de suministro.
Ec. 1
Este escenario de abasto, distribución y venta determinó para el año 2010 el
ingreso a la capital de 2´800.000 toneladas de alimentos (Ordoñez, 2010), de las
cuales 1´408.585 toneladas147 lo hicieron a través de Corabastos148 (CCI, 2010).
Diagrama 1E. Metabolismo de alimentos de la ciudad de Bogotá. Años1980, 2010 y proyección a 2025.
Elaboración: Díaz C. 2011.
147
Valor calculado con base en los boletines mensuales generados por la Corporación Colombia Internacional – CCI, y corresponde a frutas frescas, tubérculos, raíces, plátano, verduras, hortalizas y otros alimentos clasificados en la categoría “otros grupos”. 148
En 2010 el total de carga que fueron movilizadas por Corabastos fue de 4´200.000, de los cuales sólo1´408.585 toneladas correspondieron a alimentos.
BOGOTÁ D.C.
Alimentos1.213.032 t (1980)
2.800.000 t (2010)
4.362.00 t (2025)
PérdidasN.D. t (1980)
511.000 t (2010)
N.D. t (2025)
Energía liberadax TBTU (1980)
y TBTU (2010)
z TBTU (2025)
RedistribuciónN.D. t (1980)
N.D. t (2010)
N.D. t (2025)
120
La diferencia entre estas dos magnitudes evidencia un flujo de 1´391.415
toneladas que posiblemente están siendo administradas por las grandes
superficies (multinacionales, corporaciones, grupos empresariales y cajas de
compensación).
Un problema adicional en el suministro de alimentos corresponde a la pérdida de
1400 toneladas / día, menoscabo atribuido a las malas prácticas en la
manipulación, al excesivo nivel de intermediación y a la falta de oportunidad de
venta por parte de los distribuidores (Díaz, 2007).
121
ANEXO F. METODOLOGÍA Y MODELO DEL PROYECTO
El trabajo inició con la validación, desde la teoría, de la propuesta de ciudad como
superorganismo. Sistema que consume y transforma (mediante procesos
fisicoquímicos) la materia y la energía con el simple objeto de suplir su
requerimiento energético y demás necesidades básicas exigidas para lograr el
crecimiento. Dentro de esta etapa, se discutió en detalle el marco teórico del
conjunto de elementos necesarios para admitir el símil de ciudad como sistema
vivo, a saber: a) la Teoría General y Dinámica de Sistemas, b) la autorregulación y
control de sistemas vivos, c) la conservación de la materia y la energía y, d) las
analogías ecosistémicas del metabolismo de los organismos.
Luego de la consolidación de un marco teórico y conceptual, se presentó, de
manera sintética, un marco contextual sobre el devenir de la ciudad de Bogotá en
seis etapas históricas (fundación, colonia, época republicana, Bogotazo,
crecimiento urbano del siglo XX y ciudad extendida del siglo XXI). El objeto de
este desarrollo es mostrar que la ciudad ha modificado su metabolismo -
experimentando un crecimiento – en razón a transiciones, cambios y coyunturas
políticas, económicas, sociales y ambientales. Fuerzas impulsoras que también
han determinado la forma como Bogotá se ha relacionado con la región.
Una vez conocido y comprendido el pasado, fue menester identificar los
principales flujos de entrada, la acumulación posible, los flujos de salida y las
recirculaciones existentes en el sistema capitalino. Estudio que abarcó el análisis y
comprensión de su evolución desde el momento en que los flujos aparecen o son
reconocidos por el sistema económico. Así mismo, se verificó la oportunidad de
traslapar los diferentes sectores y actores económicos que definen la
transformación y uso de los materiales y la energía, con el fin de lograr niveles de
abstracción que viabilizaran los cálculos y la construcción de indicadores.
122
El proceso de modelado conceptual del metabolismo de la ciudad se hizo con
base en la descripción de las principales etapas donde se transforman los
materiales y la energía en la capital. Una vez definido el marco conceptual y
relacional de estas etapas, se auscultaron las posibles fuentes de información en
las entidades públicas y privadas, con el objeto de determinar el grado de simetría
de los datos, la herramienta más apropiada para la realización de los balances y,
la forma de agregación de las cifras.
Figura E1. Diagrama de flujo del proceso llevado a cabo para la realización del proyecto y obtención de
productos
Elaboración. Díaz, 2011
Inicio
Revisión bilbiográfica
Analogía de ciudad -
organismo
Autorregulación y control
de sistemas vivos
Principios de conservación de
la materia y la energía
Teoría General y dinámica de
Sistemas
Modelo conceptual de la ciudad como un
superorganismo
Validación de la
aplicabilidad
Construcción del marco teórico
Cálculo del balanceCálculo del balance
Definición del método de cuantificación
de los flujos agregados de materia
Descrición de las principales etapas de
transformación de materia y energía
Identificación de las principales etapas
de transformación de materia y energía
Verificación de las fuentes
de información
Análisis agregado de los flujos de
materia y energía en Bogotá D.C.
Definición del volumen de control
para el cálculo del metabolismo
Definición del método de cuantificación
de los flujos agregados de energía
Representación gráfica en Diagramas de
Bloques del metabolismo
Propuesta de
indicadores
Análisis y conclusiones
Marco teórico
(Capítulos 1 y 2)
Balance de materia
(Anexo A)
Balance de energía
(Anexo B)
Rutas metabólicas
de Bogotá D.C.
(Capítulo 4)Indicadores de
sostenibilidad
(Capítulo 5)
Metabolismo de
Bogotá D.C:
Fin
SI
NO
SI
Definición de los flujos críticos
Estudio sintético del devenir de la
ciudad de Bogotá
Contexto histórico
(Capítulo 3)
Estimación de la afectación
de las descargas
123
Es importante aclarar que el modelo relacional y determinista – de esta primera
versión – se fundamenta en las leyes naturales que gobiernan los Principios de
Conservación de la Materia y la Energía, haciendo énfasis sobre éste último en la
Segunda Ley de la Termodinámica (Entropía). La aproximación a los balances de
materia y energía se efectuó a través de la utilización de la herramienta gráfica de
“diagramas de bloques”, los cuales explicitan las transformaciones físicas o
químicas de la materia (operaciones y procesos unitarios, respectivamente) con
sus respectivas corrientes de entrada y de salida. El análisis de los flujos –
reportados en tablas y gráficas – se realizó bajo la suposición de la ciudad como
sistema estable. Supuesto sobre el cual se realizaron las respectivas proyecciones
aplicando funciones matemáticas básicas, asociando y/o extrapolando las cifras
calculadas por organismos públicos, privados o no gubernamentales.
Figura 2E. Modelo para el cálculo del metabolismo de Bogotá D.C.
La propuesta de indicadores se realizó con base en dos criterios: a) optimización
del metabolismo urbano en función de los factores que lo definen, y b) relación de
los factores de transformación producción y consumo con indicadores económicos
urbanos. Los productos de este trabajo: a) modelo conceptual del metabolismo de
Definición de flujos
críticos:
•Agua, Energía Eléctrica, Combustibles y Alimentos
Análisis de los flujos
•Histórico: Reconstrucción a partir de documentos (1700 a 2010)
•Actualidad
•Prospectiva: desarrollo de funciones básicas, extrapolación y/o uso de cifras institucionales
Descripción del
metabolismo
•Diagramas de bloques
•Gráficas y tablas
Indicadores de sostenibilidad
•Relacion de variables fisico químicas con económicas
Conclusiones de sostenibilidad
•Riesgos para la ciudad
124
la ciudad de Bogotá, b) modelo de cálculo para los balances de materia y energía,
c) cifras del metabolismo, estimaciones de la afectación y, d) los indicadores, se
constituyen en una herramienta que permite a los hacedores de política aumentar
las probabilidades de supervivencia de este sistema humano, ante el posible
sobrepaso de los límites permisibles de su homeostasis y adaptabilidad ante un
mundo más caliente y cambiante.
125
Bibliografía
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MacGraw-Hill.
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