L’Ecologia de les ciutats

davant el canvi global

Jaume Terradas, CREAF, UAB

Jornada CREAF-HCHN-SCB

Institut d’Estudis Catalans

Barcelona, 12 de novembre de 2013

Allò que és “natural” i allò que és “cultural”

formen part d’una mateixa realitat.

Les ciutats no són alieneas a la

natura, són (com els ruscs o els

termiters però molt més

complexes), artefactes creats per

una espècie per superar algunes

constriccions,

però segueixen essent sistemes ecològics

L’ECOLOGIA URBANA té aportacions a fer en la

comprensió i el disseny de les ciutats

L.M.A. Bettencourt, 2013. The origin of scaling in

cities, Science 340: 1438-1441

PERÒ, EN QUÈ DIFEREIXEN D’ALTRES ECOSISTEMES?

• P.e., Per 3600 ciutats de més de 100 000

habitants de tot el món les superfícies

impermeabilizades escalen amb la població

segons la teoria.

• Les pèrdues d’energia en el transport ho fan

com les taxes socioeconòmiques. En això

les ciutats difereixen d’altres ecosistemes o

xarxes hidrològiques, en les que es

minimitza la dissipació d’energia.

• La concentració espacial i l’acceleració

temporal de les interaccions socials

se’assemblen a sistemes que es fan més

densos amb l’escala (els estels cremen més

ràpid i amb més brillantor en augmentar la

massa). O sigui que les ciutats , tot i la

vascularització, són reactors socials i

diferents d’altres ecosistemes. Els ecòlogs

urbans ho hem de tenir ben present.

El PAISAtgE, EL TERRITORI, HAN DE

FUNCIONAR!

Un paisatge es pot veure com un decorat de teatre, un mer escenari on es dessenvolupen activitats humanes. Però més aviat és un teatre que es reconstrueix permanentement mentre tenen lloc les funcions, i com a resultat d’elles.

Les pautes estructurals es deuen sovint a fluxs o gradients ambientals.

Una estructura natural, la diferenciació entre bosc de ribera i boscos dominants. Els caducifolis necessiten més humitat.

Collserola, vall de Sant Medir

Oasis a Marroc prop d’Erfoud. La disponibilitat d’ aigua

determina la producció, l’home gestiona el recurs per extraure’n

el rendiment

Gradient d’AIGUA

Hi ha pautes culturals superposades al medi físic, que també es tradueixen en pautes estructurals. El repte que tenim és superposar les nostres infraestructures a les infraestructures que mantenen la vida, sense destruirles

Túnel de

Vallvidrera

Animales de carga y labor

Persones +gossos i altres

animals domèsticos

Animals de granja

Ramats

Cultius + males herbes

Pastures

Boscos

Fons d’espècies o biodiversitat disponible

Entorn

físico-químic- biológic, que inclou altres societats

SOCIOECOSISTEMES Resultat de l’evolució per canvi i incorporació subjectes a selecció

Comensals, paràsits,etc.

Energia, matèria

Agricultura i ramaderia canvien l’estructura i el metabolisme dels paisatges. Els grans animals no domesticats són exterminats.

Ecosistemes sencers són desplaçats entre continents durant l’era de les societats agrícoles imperials

L’home desenvolupa l’habilitat de transport i transformació del medi gràcies a: - l’evolució de la ment - la vida social - les societats mixtes. animals (cavalls i camells per viatjar, bous i elefants per llaurar, arrossegar troncs, transportar collites) i

energia fòssil agumenten les possibilitats de control de territoris i la creació de mercats més grans, Més recursos Més població

L’era industrial provoca un canvi en el metabolisme de les societats mixtesiy del conjunt de la biosfera, i comença a afectar també a la compo- sició de l’atmosfe- ra y al clima, és un canvi global.

Vulnerabilitat social

Canvi

climàtic

Canvis d’usos

del sòl

Canvis demogràfics

i urbans

Globalització

econòmica

Canvis de composició

atmosfèrica i capa d’ozò

ozono

Fragmentación

y pérdidas de

biodiversidad

Invasiones

biológicas.

Expansión de

enfermedades

Esdeveniments

climàtics

extrems

Règim d’ incendis

i d’eixuts

CANVI GLOBAL

Conflictes

armats

EL MAJOR RISC DERIVAT DELS

CANVIS GLOBALS

ÉS L’ACCELERACIÓ

D’AQUESTS CANVIS i

L’AUGMENT DE LA

IMPREDICTIBILITAT

El creixement explosiu de la població humana va associat a la disponibilitat de recursos energètics i es produeix en els darrers doscents ays (la població es multiplica per 5)

L’avarícia i la fam sempre han pogut amb tot Margaret Atwood, L’assassí cec

L‟augment de població pressiona sobre els recursos i fa crèixer la vulnerabilitat davant de fluctuacions i el risc de conflictes per els recursos.

Diguim, què està malament amb el medi ambient?

La petjada ecolàgica Portada del llibre de

M. Wackernagel i W. Rees

1995. Our Ecological Footprint,

New Society Publ.

Quin és l’impacte de l’home sobre el medi?

Quina és la vulnerabilitat de la societat davant els canvis? Què podem fer per adaptar-nos?

Efectes del canvi climàtic i respostes possibles:

Mitigació, en

les emissions de

GEH o en els

embornals

Interferència

humana

Canvi climàtico

(variabilitat inclosa)

Exposició

Adaptacions autònomes

Impactes residuals o nets

Respostes polítiques

Adaptació

planificada a

impactes segons

vulnerabilitats

Impactes inicials

o efectes

Vu

lnera

bilit

ats

Imp

acte

s

Adaptar-se és, en tot cas, tenir en compte que tractem amb sistemes molt complexos,

en xarxa, lligats a altres i altres més igualment en xarxa i complexos

Possibilitats d’ADAPTACIÓ - els processos destructius, d’enrunament, en sistemes complexos, sovint són sobtats (p.e. un incendi forestal, la destrucció de l’Imperi azteca), - els processos constructius de mecanismes reguladors, socials, institucionals o jurídics y d’edificació d’estructures, solen ser lents i costosos

En un sistema complex, se solen donar transicions sobtades i llindars, passats

els quals no hi ha retorn possible.

I sovint els canvis no són graduals sinó que depenen de succesos extrems

Fragilitat de les societats modernes davant una fallida en l‟abasta- ment (o una pujada de preus) del petroli. La nostra, degut a la quasi total dependència externa, és enorme. I més en ciutats

Vulnerabilitat dentro del sistema económico

Ona de calor a França, juliol-agost 2003, 30000 morts. Les ciutats foren més afectades.

Illa de calor, Atlanta

Nº dies amb efecte illa de calor >4º en relació a árees rurals veïnes, Londres (model)

En un escenari d’augment de les temperatures, les ciutats patiran més

El 1854 Londres va patir la pitjor epidèmia de la seva història. La darrera epidèmia de còlera fou el 1866. Es Van fer calvegueres i cana- lizacions d‟aigua potable segurs (adaptació). Avui, 160 ans després, dos mil milions de persones segueixen sense tenir accés a aigua neta. El problema és major a les ciutats. Algunes fonts d‟aigua dolça poden desaparèixer (glaceres)

AIGUA POTABLE

Augmenta la freqüència dels huracans?

Canvis a Miami Beach: augment d’exposició

La població que viu en litorals de risc elevat per pujada del nivell del mar és de 100-150 milions de persones

Les poblacions urbanes són més vulnerables no només per l’efecte illa de calor, sinó perque

depenen més de productes que cal importar i, per tant, del consum d’energia

Cada cop, una proporció major de la població viu

en ciutats, la població urbana creix molt més depressa que el conjunt de la població.

Por tant, la vulnerabilitat social augmenta.

El metabolisme

de la ciutat

Materia

Energia Dispersió

de contaminants

Dissipació

d’energia

R

E

C

U

R

S

O

S

La ciutat és un sistema dissipatiu

L’estructura es relaciona amb el metabolisme

La ciutat és un sistema obert, dissipatiu, heterotròfic.

Una ciutat europea d’un milió d’habitants necessita diàriament:

•11 500 t de combustibles fòssils

•320 000 t d’aigua

•31 000 t d’oxigeno

•2000 t d’aliments

y aboca

•300 000 t d’aigues residuals

•25 000 t de CO2

•1600 t de residus sòlids

Les ciutats americanes gasten més (p.e., unes 650 000 t

d’aigua) i les del Tercer Món menys. Entre totes cobreixen

un 2% de la superfície continental i generen 78% dels gasos

d’efecte hivernacle

FONT

EMBORNAL

Matèria

Energia Dispersió

de contaminants

Dissipació

d’energia

R

E

C

U

R

S

O

S

TERRITORI AIGUES

ATMOSFERA

EL FUNCIONAMENT DE LES CIUTATS

AFECTA A LA RESTA D’ECOSISTEMES

Programa d’adaptació London’s Warming 1.Elevació del mar i risc d’inundacions 2.Recursos hídrics, més eixut, augment de demanda domèstica, reducció qualitat estiu 3. Reducció qualitat aire, danys sanitat, arbrat, bens immobles i monuments 4. Pèrdues de biodiversitat 5. Augment efecte illa de calor 6. Possibles beneficis turístics, lleure, menys consum de calefacció i menys problemes de mal temps (?).

Institute of Advanced Studies of the United Nations University (UNU/IAS), Organització Mundial de la Salut (WHO,y Programa Persona i Biosfera (UNESCO/MAB) “urban ecosystems analysis” (UEA) Part de la motivació procedeix del Millennium Ecosystems Assessment

Agenda bruna: aspectes sanitaris convencionals, pobresa, superpoblació, manca de serveis bàsics, contaminants atmosfèrics Agenda gris: impactes de la industrialització i la motorització Agenda verda: L’augment del consum i la generació de residus col·lapsen els ecosistemes i provoquen una escassetat de recursos i el canvi climàtic.

Tokyo Ecorenewal Projecte de reurbanització d’una zona d’alta densitat. amb ecotecnologies de producció d’energia, reciclatge d’aigua i residus i protecció de la naturalesa i l’ambient

Consulten per exemple Google Green building, o

http://en.wikipedia.org/wiki/Green_building per exemples

de tècniques de construcció sostenible

Consum d’energies convencionals tendint a zero, autorregulació tèrmica per disseny bioclimàtic, òptim aprofitament d’energia solar. Cobertes enjardinades Reducció al màxim del consum energètic, tant en la construcció, com en la deconstrucció. Estructurs industrials prefabricades Minimitzar residus en la construcció i Deconstrucció i reciclar els que es produeixin Canalització separada d’aigua potable … ¿SOLUCIONS TECNOLÒGIQUES?

Motors combinats per a autos (tèrmics i elèctrics)

Les tecnologies són essencials per a un futur més sostenible. Però la solució no serà noméso tecnològica.

La bona direcció Urbanisme compacte, evitant el “urban sprawl” i la fragmentació excessiva del territori. Barris complexos i diversos, que faciliten l’autoconten- ció i redueixen la mobilitat forçosa. Manteniment de corredors i sistemes d’espais protegits en xarxa i no insulars. Enverdiment de la ciutat: cobertes i façanes verdes, arbres urbans, zones verdes (distribució fractal), Connexions amb les àrees periurbanes rurals y forestals. i

IMPORTANCIA GLOBAL DE LAS CIUTATS La població urbana creix 1 miló de persones cada setmana. Un 59.5% de la població mundial

viu en ciutats (només el 29% en 1950, pero serà el 76% el 2050). La meitat urbana de la població actual consumeix 2/3 de l`energía y emet un 70% del CO2 associat al consum energètic.

2020

2000

Dakha

Djakarta

Calcuta

Delhi

Cheng du, a Sichuan, Xina

Ocupació d‟espai construit en la Regió Metropolitana de Barcelona

Urbanitzat des de 1990 a 2000

Nucli abans de 1990

Barris pobres

Guayaquil,

Ecuador.

En 50 anys,

la població

urbana

d’Am’erica

del Sud ha

passat del

41% al 77%.

Y. Arthus-

Bernard, 1999,

La Tierra

desde el Cielo.

El ritme de creixement de Bombai és frenètic,

decenes de milers d’obrers mal pagats troben

ocupació.

S. Salgado, 2000, Éxodos

Un barri nou a Mèxic, D.F., 1998. Fa 35 anys, el

92% de la població era rural, ara el 72% és urbana.

S. Salgado, 2000, Éxodos.

Sao Paulo, 18 milions.

Contaminació,

congestió

i violència.

Una immensa

perifèria de barraques.

S. Salgado, 2000,

Éxodos

Favelas, Rio de Janeiro.

Hi ha a Rio 500 barris

com aquest, amb uns

2.5 milions d’ habitants

(25 milions en

tot Brasil), sense

Equipaments i amb

risc constant de

lliscaments

catastròfics.

Y. Arthus-Bernard, 1999,

La Tierra desde el Cielo.

A Vietnam, les inversions

públiques en els sectors

secundari i terciari

provoquen la migració a

les ciutats. La gent

conserva l’hàbit d’estar

fora. Ho Chi Minh.

S. Salgado, 1999,

Éxodos.

Cases en un

abocador,

Quezon, Metro

Manila,

S. Salgado, 2000,

Éxodos

26.7

34.0

39.7

52.6 57.6 Increment

mitjà annual

de la

població

urbana,

en

milions

1950 1960 1970 1980 1990 2000

Població urbana 1999 = 2800 milions = 4 x pobl. urb. 1950

El 1997 hi havia 16 ciutats de més de 10 milions i 300 “ “ 1 milió

La gent s‟acumula en ciutats més i més

Washington: creixement probable (2030), 80%, y creixement “sostenible”, 20%

El VERD URBÀ

Mapa Ecològic de

Barcelona

J.A.Burriel, X.Pons,

J.Terradas, 2000

(actualizado 2010)

Barcelona: Hi ha set tipus d‟ecosistemes urbans “naturals”: - Arbres viaris - Parterres i parcs - Boscos urbans - Cultius - Maresmes - Llacs o mars - Rius

Estocolm té 26% de zones verdes de diversos tipus i 13% d‟aigua. Un cas excepcional

Escala macroambiental: Les contribucions del verd urbà al metabolisme de la ciutat (fluxos materials i energètics, en particular intercanvi de gasos amb l’atmosfera, absorció de conta- minants, efectes sobre el clima, reducció de sorolls, etc.) son molt modestes si es comparen amb el conjunt del metabolisme. El paper de Barcelona en la biodiversitat del territori Català és modest. Crec més útil controlar les entrades d’especies exòtiques ambn potencial invasiu que promouen increments de la biodiversitat urbana amb grans operacions urbanístiques.

Assessing ecosystem services provided by urban forests in relation to air quality and climate change mitigation

policies in Barcelona, Spain. F. Baró, L. Chaparro, E. Gómez-Baggethun, J. Langemeyer, D. J. Nowak

and J. Terradas (en rev. Ambio)

Els serveis ambientals generats per els boscos urbans no solen incloure’s

en els objectius de les polítiques ambientals

Hem quantificat aquests serveis I avaluat llur contribució al compliment

dels objectius de qualitat de l’aire i mitigació del canvi climàtic a

Barcelona. Model i-Tree Eco: quantifica ‘purificació de l’aire’, ‘regulació

del clima global i ‘pol·lució de l’aire’ poer emissions biogèniques, en

termes biofísics i monetaris.

Paper no menyspreable en el descens de la pol·lució, sobre tot per matèria

particulada.

Contribució de serveis i antiserveis modesta comparada amb el conjunt

d’ emissions urbanes. Els esforços municipals basats en els ecosistemes

sols seran efectius si es coordinaen amb polítiques territorials a escales

majors.

Mounting research highlights the importance of ecosystem services provided by urban forests, yet these services are rarely considered in environmental policy targets

Les ciutats generen el 80% de les emissions mundials de GEH

(Hoornweg et al. 2011).

Segrest net annual de C de Barcelona (536 kg ha-1 yr-1) moly similar

Als de Baltimore (520 kg ha-1 yr-1) o Syracuse (540 kg ha-1 yr-1)

(Nowak y Crane 2002).

En la contribució total de les infraestructures verdes a la mitigació

del canvi climàtic s’haurien de considerar els efectes en la regulació

del microclima, que indirectament poden evitar emissions de CO2

mitjançant estalvi energètic en calefacció i refrigeració (Nowak y

Crane 2002).

Per això, la nostra quantificació subestima la contribució total dels

boscos urbans a la mitigació.

L’eficàcia de les estratègies basades en el verd urbà per

complir objectius de política ambiental pot variar molt

segons els contaminants.

P.e., amb el NO2 poc s’hi pot fer. Les estratègies han d’ apuntar

a la gestió del tràfic.

En canvi, el potencial per extraure PM10 no és menyspreiable i

pot ser eficaç per complir amb els actuals

valors de referència de la UE.

Segrest net directe de carboni per el verd urbà <<

emissions totals de GEH.

Pot contribuir a l’objetiu de reducció del 23% pel 2020,

en les emissions per activitts i serveis gestionats

directament per el municipi.

Altres efectes positius d`una estratègia per el verd urbà:

regulació de la temperatura, mitigació de l’escorriment en

Tempestes i oportunitats recreatives, sense costos afegits.

A escala metropolitana, eficàcia major.

En tot cas,

Cal una aproximació integrada en la gestió de les

infraestructures verdes que reconeixi possibles contrapartides

amb altres serveis o antiserveis ambientals i amb altres

objetius de sostenibilitat.

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

CO NO2 PM10 O3 SO2

Tones

0

100,000

200,000

300,000

400,000

500,000

600,000

€Tones €

Contaminants atmosfèrics eliminats per la vegetació en un any a Barcelona i valor econòmic associat

SERVEIS AMBIENTALS DEL VERD URBÀ

Eliminació de la contaminació de l‟aire i valor associat en Euros: Monòxid de carboni (CO) 5.6 t, 3 693 € Diòxid de nitrogen (NO2) 54.6 t, 253 290 € Ozò (O3) 72.6 t, 336 941 € Matèria particulada (PM10) 166 t, 514 280 € Diòxid de sofre (SO2) 6.8 tones 7 703 € Total 305.6 t, 1 115 908 €

Escala microambiental: Els efectes de la vegetació són notoris en el filtrat de contaminants i soroll, el microclima i la despesa energètica,la biodiversitat i les oportunitats de lleure

Per tant, una estratègia del Verd Urbà ha d‟ ocupar- se preferentement dels aspectes micro-ambientals, més que de processos metabólics o de diversitat a escala de tota la ciutat

El 64% del sol de Barcelona està impermeabilitzat per asfalt, ciment i altres, el 36% restant té sobre tot vegetació llenyosa,herbassars o gespes, en poca proporció, aigua de basses o llacs artificials. La proporció de material impermeable seria molt major si no s’inclogués l’àrea perifèrica de Collserola, que ocupa una superfície de 1 795 ha.

Una altra possibilidtat per potenciar el verd, encara molt poc emprada a Barcelona, consisteix en la creació de murs vegetals, façanes, cobertes verdes...

La taxa de descontaminació per el verd urbà a Barcelona (9.35 g/m2/año), és comparable a la de Brooklyn (10.2), Chicago (8.9 g), o Atlanta (10.6). A Barcelona el verd reté sobre tot PM10, a les ciutats americanes estudiades el contaminant que més s‟extrau de l‟aire es O3. Barcelona presenta una immissió major de PM10, probablement debidogut a la gran densidad de tráfico

MATERIA GRIS + SILICI

PROPOSTES per el futur de les ciutats •Reducció de la insostenibilidad, dels impactes ambientals •Diversitat, compacitat •Paisatges urbans amb accessibilitat fàcil a zones verdes frequentables •Cultura, universitats, investigació •Noves tecnologies

NOUS MATERIALS + CLOROFIL·LA

La construcció (inclosa la dels materials usats) és responsable del 40% de la petjada de carboni de les ciutats. No podem seguir cons- truint amb acer i formigó. Necessitem coberts que funcionin com interfàcies químicament actives i absorbeixin CO2 i contaminants i atrapin partícules electroestàticament. Es poden usar bacteris bioluminiscents per Il·luminar els carrers. Però és más prudent treballar amb materials no vius (autoensamblatge químic) que imiten caràcters dinàmics dels organismes (protocèl·lules fetes de gotes d„oli en aigua).

Poden fixar carboni en forma sòlida, com passa a les argiles o closques i ten¡r efecte aïllant. En el futur, els edificis podran crèixer, auto-reparar-se i respondre de manera creativa als canvis climàtics. Les protocèl·lules poden captar CO2 de la respiració I fer carbonat sòlid. Poden emprear-se per estabilitzar els fonaments de Venècia. La biologia de síntesi apareix com una via a explorar per biòlogs, químics, arquitectes i industria. Es poden fer combinacions d‟organismes i robots (sistemes integrats). http://www.ias.unu.edu/binaries/UNUIAS_UrbanReport2.pdfi

QUAN treballo en un problema, no penso mai en la bellesa. Només penso en com resoldre el problema. Però quan he acabat, si la solució no és bella, sé que està malament. Richard Buckminster Fuller És la antítesi del que va dir S. Calatrava, que cal recuperar la idea de l‟arquitectura com art per dsmunt del que és útil.

Cap generació s’ha enfrontat a reptes

tan complexos. Hi ha molt per fer i olt

per canviar.

Els riscs són reals. Però CRISI en

grec significa també OPORTUNITAT.

Cal canviar el model productiu ja.

Cal canviar la construcció i l’urbanisme.

Teniu molta feina.

Moltes gràcies!

I que la sort posi a la Providència de la nostra part Samuel Butler, Erewhon

Las ciudades más verdes han de ser, al mismo tiempo, Compactas Complejas, variadas en su estructura fina Permeables a flora y fauna Con un metabolismo que ahorre energía, recupere, recicle y reutilice los residuos Con un sistema de ahorro y recuperación de agua Capaces de satisfacer la biofília de sus habitantes Poco vulnerables al cambio climático, gracias a un esfuerzo de adaptación

Land really is the best art A. Warhol

Produce una inmensa tristeza pensar que la naturaleza habla mientras el género humano no escucha Victor Hugo It is not the strongest of the species that survive, nor the most intelligent, but the one most responsive to change. Charles Darwin

Cálculo de la huella ecológica catalana, en ha per

càpita, para 1996, según Prat i Relea, 1998. Los

valores indican la superfície de cada uso del suelo que

se necesita para satisfacer los consumos y recibir los

residuos de la actividad de un habitante de Catalunya.

Cultivos 0.49

Bosque 0.08

Pastos 0.99

Mar 0.65

Terreno construdo 0.03

Àrea de absorción de CO2 1.02

TOTAL 3.26

La huella en carbono requeriría una superficie forestal

más de 14 veces superior a la que tenemos.

Temas subyacentes: ciudad compacta, difusa, desparramada (urban sprawl) “terrains vagues” conservación urbana y rural de la naturaleza nuevos paisajes restauración consumo de energía y mitigación, vulnerabilidad y adaptación al cambio climático etc.

Transformaciones

recientes

El Besòs, canalitzado

Barcelona, Collserola y, al fondo, el Vallès,

1994 Foto Tavisa, Barcelona contemporània, CCC

Flujos direccionales agregados 1996 (dos primeras destinaciones) en la Región

Metropolitana de Barcelona

Suprimiendo Barcelona