L’ecologia de les ciutats davant el canvi global, Jaume Terradas, CREAF

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 diferenciaci贸 entre bosc de ribera i boscos dominants.

Els caducifolis necessiten m茅s humitat.

Collserola, vall de Sant Medir

Gradient d’AIGUA

Oasis a Marroc prop d’Erfoud. La disponibilitat d’ aigua determina la producció, l’home gestiona el recurs per extraure’n el rendiment

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

TĂşnel de Vallvidrera

Persones Animals +gossos de granja i altres animals Comensals, domèsticos paràsits,etc.

Ramats

Animales de carga y labor

Entorn físico-químicbiológic, que inclou altres societats

Pastures Energia, matèria

Cultius + males herbes

Boscos

SOCIOECOSISTEMES Resultat de l’evolució per canvi i incorporació

Fons d’espècies o biodiversitat disponible

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 composició de l’atmosfera y al clima, és un canvi global.

Canvis de composició atmosfèrica i capa d’ozò ozono

Canvi climàtic

Esdeveniments climàtics extrems

Canvis demogràfics i urbans

Canvis d’usos del sòl

Conflictes armats

Globalització econòmica

Fragmentación y pérdidas de biodiversidad

Invasiones biológicas.

Expansión de enfermedades

Règim d’ incendis i d’eixuts

CANVI GLOBAL

Vulnerabilitat social

EL MAJOR RISC DERIVAT DELS CANVIS GLOBALS ÉS L’ACCELERACIÓ D’AQUESTS CANVIS i L’AUGMENT DE LA

IMPREDICTIBILITAT

El creixement explosiu de la poblaci贸 humana va associat a la disponibilitat de recursos energ猫tics i es produeix en els darrers doscents ays (la poblaci贸 es multiplica per 5)

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?

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

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?

La petjada ecolàgica Portada del llibre de M. Wackernagel i W. Rees 1995. Our Ecological Footprint, New Society Publ.

Efectes del canvi climàtic i respostes possibles:

Canvi climàtico (variabilitat inclosa)

Mitigació, en les emissions de GEH o en els embornals

Impactes

Exposició Impactes inicials o efectes

Adaptacions autònomes

Impactes residuals o nets Respostes polítiques

Vulnerabilitats

Interferència humana

Adaptació planificada a impactes segons vulnerabilitats

Adaptar-se ĂŠs, en tot cas, tenir en compte que tractem amb sistemes molt complexos, en xarxa, lligats a altres i altres mĂŠs 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 s贸n graduals sin贸 que depenen de succesos extrems

Fragilitat de les societats modernes davant una fallida en l‟abastament (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 mĂŠs afectades.

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

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

AIGUA POTABLE 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 canalizacions 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)

Augmenta la freqßència dels huracans?

Canvis a Miami Beach: augment d’exposició

La poblaci贸 que viu en litorals de risc elevat per pujada del nivell del mar 茅s 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

R E C U R S O S

Dissipació d’energia Materia Energia

Dispersió de contaminants

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 FONT •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

EMBORNAL

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

ATMOSFERA R E C U R S O S

Dissipació d’energia Matèria Energia

TERRITORI

Dispersió de contaminants

AIGUES

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’autocontenció 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.

2000

2020

Dakha Djakarta Calcuta Delhi

Urbanitzat des de 1990 a 2000 Nucli abans de 1990

Cheng du, a Sichuan, Xina

Ocupació d‟espai construit en la Regió Metropolitana de Barcelona

Barris pobres Guayaquil, Ecuador.

En 50 anys, la població urbana d’Am’erica del Sud ha passat del 41% al 77%.

Y. ArthusBernard, 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

Increment mitjà annual de la població urbana, 26.7 en milions 1950

57.6 52.6 39.7 34.0

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 contaminants, 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.

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

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.

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.

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.

Tones

€

€

Tones

180

600,000

160 500,000 140 120

400,000

100 300,000 80 60

200,000

40 100,000 20 0

0 CO

NO2

PM10

O3

SO2

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‟ ocuparse 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 creaci贸 de murs vegetals, fa莽anes, 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

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

MATERIA GRIS + SILICI

La construcció (inclosa la dels materials usats) és responsable del 40% de la petjada de carboni de les ciutats. No podem seguir construint 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, autoreparar-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_UrbanR eport2.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.

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

Moltes grĂ cies!

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 gĂŠnero 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 contemporà nia, CCC

Flujos direccionales agregados 1996 (dos primeras destinaciones) en la Regi贸n Metropolitana de Barcelona

Suprimiendo Barcelona