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Evaluación de sustentabilidad Evaluación de sustentabilidad urbana mediante una perspectiva urbana mediante una perspectiva
metabólicametabólica
Maria Christina FragkouMaria Christina FragkouDra en Ciencias AmbientalesDra en Ciencias Ambientales
Dirección de Investigación y DesarrolloFacultad de Arquitectura y Urbanismo
La importancia de las urbes en el discurso La importancia de las urbes en el discurso de la sustentabilidadde la sustentabilidad
““Las ciudades son los lugares donde la polución tiene más potencial de Las ciudades son los lugares donde la polución tiene más potencial de
hacer daño, pero donde las oportunidades de reciclar y reutilizar hacer daño, pero donde las oportunidades de reciclar y reutilizar
son mayores […] Es allí donde el concepto de la sostenibilidad son mayores […] Es allí donde el concepto de la sostenibilidad
triunfará o fallará a largo plazo” triunfará o fallará a largo plazo” 11
11 Harper, E. M. and Graedel, T. E. (2004) Industrial ecology: a teenager’s progress. Harper, E. M. and Graedel, T. E. (2004) Industrial ecology: a teenager’s progress. Technology in Society 26: 433-445Technology in Society 26: 433-445
Ciudades y barrios sostenibles? Verdes? Ciudades y barrios sostenibles? Verdes? Eco-ciudades?Eco-ciudades?
Dimensión física:Dimensión física:
o Capacidad de carga / sustentadora Capacidad de carga / sustentadora
(carrying capacity)(carrying capacity)
o Autosuficiencia (material y energética)Autosuficiencia (material y energética)
o Eficiencia en el uso de materiales y energía Eficiencia en el uso de materiales y energía
Como se miden?Como se miden?Como se evaluan? Como se evaluan?
Basis conceptualBasis conceptualLa importancia
de las ciudades
en DS
Uso de herramientas de EI
Cierre de los
ciclos de materiales “Ecosistema urbano”
LInealidad de flujos
Necesidad de monitorar flujos/eficiencia en el uso de
recursos naturales
DesarrolloSostenible
(DS)
El concepto de metabolismo socialEl concepto de metabolismo social
Medio ambienteMedio ambiente
Sociedad/EconomíaSociedad/Economíamateriales
energia
materiales
energia
Cualquier sistema socioeconómico forma un subsistema del medio ambiente, con lo cual esta en un constante intercambio de materiales y energía
El concepto de metabolismo socialEl concepto de metabolismo social
• Ecología Industrial Estudio de complejos industriales como ecosistemas – ecosistema industrial
• Economía EcológicaEstudio de la economía como subsistema del sistema natural – límites ambientales de la economía
Escala de estudio: GlobalNacionalRegionalLocalSector económico
La ciudad como un organismo vivoLa ciudad como un organismo vivo
Agua y comida Estiércol
Materias primas
Emisiones atmosféricas,Residuos sólidos,Aguas residuales
Análisis de Flujos de Materiales (MFA)Análisis de Flujos de Materiales (MFA)
Una metodología que permite la cuantificación de los flujos de materiales de un sistema con el fin de obtener unos indicadores
acumulación de materialesacumulación de materiales
El sistemaEl sistema
reciclajereciclaje
extracción extracción domestica:domestica:•materialesmateriales
•aguaagua•aireaire
importacionesimportaciones exportacionesexportaciones
emisiones emisiones atmosféricasatmosféricas
residuosresiduosaguas residualesaguas residuales
otrosotros
entradasentradas salidassalidaseconomíaeconomía
Flujos indirectos Flujos indirectos asociados con entradasasociados con entradas
Flujos indirectos Flujos indirectos asociados con salidasasociados con salidas
AFMAFM• Mide todos los flujos de materiales que cruzan un sistema Mide todos los flujos de materiales que cruzan un sistema
socioeconómico en toneladas/añosocioeconómico en toneladas/año
• Da información sobre la composición y los cambios en la estructura Da información sobre la composición y los cambios en la estructura física de un sistema socioeconómicofísica de un sistema socioeconómico
• Ley de conservación de la masaLey de conservación de la masaentradas + generación = salidas + acumulación entradas + generación = salidas + acumulación
• Límites del sistema:Límites del sistema:
- Políticos (administrativos)- Políticos (administrativos)- Según la extracción de las- Según la extracción de las materias primas y la materias primas y la deposición de los materialesdeposición de los materiales al medio naturalal medio natural
acumulación de acumulación de materialesmateriales
El El sistemasistema
reciclajereciclaje
extracción extracción domestica:domestica:•materialesmateriales
•aguaagua•aireaire
importacionesimportaciones exportacionesexportaciones
emisiones emisiones atmosféricasatmosféricas
residuosresiduosaguas aguas
residualesresidualesotrosotros
entradasentradas salidassalidaseconomíaeconomía
Flujos indirectos Flujos indirectos asociados con entradasasociados con entradas
Flujos indirectos Flujos indirectos asociados con salidasasociados con salidas
Contabilidad del uso de materiales dela economía general en las economías industriales
Tres grupos principales de materiales– Agua– Aire– Todos “los demás materiales”
5%
87%
8%
otros materiales
agua
aire
• Combustibles fósiles
• Minerales (industriales, construcción,
otros)
• Biomasa (agricultura, bosques, pesca,
animales
Importaciones de la Unión Europea,Importaciones de la Unión Europea, 1980 - 1997 1980 - 1997
Uso de AFM al entorno urbanoUso de AFM al entorno urbano
Por que?Por que?
- Intensidad de uso de materiales (y energía)- Intensidad de uso de materiales (y energía)
- Seguimiento de un flujo concreto- Seguimiento de un flujo concreto
- Medir consumo per cápita - Medir consumo per cápita
(comparación entre sistemas, evolución temporal)(comparación entre sistemas, evolución temporal)
- Asociación con otros indicadores - Asociación con otros indicadores
(consumo asociado con PIB, infraestructura )(consumo asociado con PIB, infraestructura )
Puede evaluar:Puede evaluar:
- Capacidad de carga- Capacidad de carga
- Análisis de la economía- Análisis de la economía
- Eficiencia en el uso de - Eficiencia en el uso de
materiales y energíamateriales y energía
- Autosuficiencia (material y - Autosuficiencia (material y
energética)energética)
- Sostenibilidad social y - Sostenibilidad social y
económicaeconómica
ObjetivosObjetivos
ObjetivosObjetivosInnovar una metodología establecida (AFM)
para la evaluación de la sostenibilidad urbana
Metodología para los flujos de agua
Metodología para los flujos de RSU
Nuevo indicador para evaluar la sostenibilidad
de agua
Nuevo indicador para evaluar la
sostenibilidad de RSU
Demostrar la utilidad de las herramientas propuestas
Aplicación a un caso de estudio
Pautas básicas Pautas básicas metodológicasmetodológicas
Pautas básicas metodológicasPautas básicas metodológicas
Definición del sistema Definición del sistema Límites administrativos (Eurostat, 2001)
Recolección de datos y creación de la base de datosRecolección de datos y creación de la base de datos Datos anuales, y por plantas relevantes
Descripción del metabolismoDescripción del metabolismo Incluye flujos importados, exportados, y los correspondientes flujos indirectos
Definición de un nuevo indicador simpleDefinición de un nuevo indicador simple
Análisis del sistemaAnálisis del sistemasistema
Extracción domestica
Importaciones
Salidas al medio ambiente
Exportaciones
entradas salidas
Presentación del Presentación del
caso de estudiocaso de estudio
El sistema estudiadoEl sistema estudiado
27 municipios litorales de la Región Metropolitana de Barcelona27 municipios litorales de la Región Metropolitana de Barcelona
Intensas actividades Intensas actividades • industriales industriales • comercialescomerciales• turísticasturísticas
Densidad de población > 5000 hab/kmDensidad de población > 5000 hab/km22
promedia UE ≈ 115 hab/kmpromedia UE ≈ 115 hab/km22
Incluye la Área Metropolitana de Incluye la Área Metropolitana de BarcelonaBarcelona
Contabilización de flujos Contabilización de flujos artificiales de aguaartificiales de agua
Objetivos Objetivos
Desarrollar una metodología adecuada Desarrollar una metodología adecuada para la descripción del metabolismo de para la descripción del metabolismo de agua a nivel regionalagua a nivel regional
Realizar un balance de aguaRealizar un balance de agua
Proponer un indicador simple de gestión Proponer un indicador simple de gestión sostenible de aguasostenible de agua
Metabolismo de aguaMetabolismo de agua
Flujos urbanos de aguaFlujos urbanos de agua
Flujos naturalesFlujos naturaleso Aguas superficialesAguas superficialeso Agua subterraneaAgua subterraneao PrecipitaciónPrecipitacióno EvaporaciónEvaporación
Flujos artificialesFlujos artificialeso Subministradas por Subministradas por
tuberiastuberiaso AlcantarilladoAlcantarillado
Se pueden distinguir en:Se pueden distinguir en:
Water metabolismWater metabolism
Metodología propuestaMetodología propuesta Metabolismo de aguaMetabolismo de agua
ETAP
Depósitos municipales
EDAR
Limites del sistema
Importaciones de agua
Extracción domestica de agua
Reutilización de agua tratada
Depósitos municipales
Precipitación
Evaporación
Salidas de agua
ETAP
Importaciones de agua
ETAP
Depósitos municipales
EDAR
Limites del sistema
Importaciones de agua
Extracción domestica de agua
Reutilización de agua tratada
Depósitos municipales
Distribución en alta Distribución en baja
Precipitación
Evaporación
Salidas de agua
ETAP
Flujos asociados al metabolismo del aguaFlujos asociados al metabolismo del agua
SistemaAgua registrada
Importaciones de agua
Extracción domesticade agua
Perdidas en alta Perdidas en baja Agua Reutilizada
Entradas Salidas
Metabolismo de aguaMetabolismo de aguaEnt
orno
natu
ral
Ent
orno
natu
ral
Balance de aguaBalance de agua
Sistema
Agua registrada
Importaciones de agua
Extracción domesticade agua
Agua Reutilizada
Entradas Salidas
Perdidas en alta Perdidas en baja
Reactivos
Energía
Lodos de EDARs
Residuos de EDARs & ETAPs
Balance 2002Balance 2002
SistemaAgua Registrada117 854 152 m3
Agua reutilizada
Entradas Salidas
Perdidas en alta 12 775 439 m3
Perdidas en baja55 034 588 m3
Importaciones de agua
210 919 994 m3
(88.6 %)
Extracción domestica
27 304 370 m3
Entradas de agua 237 973 865 m3
2002
1 481 298 m3
(0,95 %)
Metabolismo de aguaMetabolismo de agua
67 810 027 m67 810 027 m33
Indicador de autosuficiencia de aguaIndicador de autosuficiencia de agua
• Examina el potencial de un sistema para tener autosuficiencia a nivel de consumo de agua
Se define como:
VVdxdx el volumen del agua demandado por el sistema para el año el volumen del agua demandado por el sistema para el año xx
VVrrxrrx el volumen de agua renovable recibido por el sistema para el año el volumen de agua renovable recibido por el sistema para el año xx
rrxdx VVwss /=
Metabolismo de aguaMetabolismo de agua
wss ≤ 1 uso de agua sostenible
wss > 1 uso de agua insostenible y dependiente de importaciones
Resultados del indicador para el 2002Resultados del indicador para el 2002Metabolismo de aguaMetabolismo de agua
Volumen de depósitos Volumen de depósitos pluviales en 2002pluviales en 2002
(m(m33))
Precipitación en áreas Precipitación en áreas urbanizadasurbanizadas
(m(m33/año)/año)
330 453 219
237 973 865
Demanda de aguaDemanda de agua (m(m33/año)/año)
522 400
274 400
% de área urbanizada: 76%
72.0=wssVolumen de depósitos Volumen de depósitos
pluviales en 2008pluviales en 2008(m(m33))
ConclusionesConclusiones
El estudio del metabolismo sirve para interpretar los flujos de agua y tomar decisiones de gestión más sostenible
En el caso de estudio el indicador revela que es posible una gestión sostenible de agua y el análisis del metabolismo demuestra que la gestión es insostenible
porque no se aprovecha el potencial
Metabolismo de aguaMetabolismo de agua
Reflexiones Reflexiones GeneralesGenerales
Reflexiones GeneralesReflexiones Generales
Dificultad en la recopilación de datos a nivel de ciudad Dificultad en la recopilación de datos a nivel de ciudad & barrio; pocos datos, fuentes dispersas& barrio; pocos datos, fuentes dispersas
El uso de indicadores es indispensable para la El uso de indicadores es indispensable para la monitorización del uso de recursos naturales, detectan monitorización del uso de recursos naturales, detectan necesidades en cambios de planes de gestiónnecesidades en cambios de planes de gestión
No hay un modelo urbanístico ideal; unas pautas o No hay un modelo urbanístico ideal; unas pautas o características para proponer y aplicar a cada ciudadcaracterísticas para proponer y aplicar a cada ciudad
Combinación con otras metodologías (LCA)Combinación con otras metodologías (LCA)
LiteraturaLiteraturaAFM - MFAAFM - MFA- Eurostat (2001) Economy-wide material flow accounts and derived indicators. A methodological Eurostat (2001) Economy-wide material flow accounts and derived indicators. A methodological
guide. Office for Official Publications of the European Union: Luxembourg.guide. Office for Official Publications of the European Union: Luxembourg.
- Matthews, Amann, A N Bringezu, Fischer - Kowalski, Walter, Hüttler, Kleijn, Moriguchi, Ottke, Matthews, Amann, A N Bringezu, Fischer - Kowalski, Walter, Hüttler, Kleijn, Moriguchi, Ottke, Rodenburg, Schandl, Schütz, Van Der Voet, Ester; And W E I S Z. The Weight Of Nations Rodenburg, Schandl, Schütz, Van Der Voet, Ester; And W E I S Z. The Weight Of Nations Material Outflows From Industrial Economies. World Resources Institute.Material Outflows From Industrial Economies. World Resources Institute.
Pioneros del metabolismo urbanoPioneros del metabolismo urbano- Wolman, A. (1965) The metabolism of the city, Scientific American 213: 179-190Wolman, A. (1965) The metabolism of the city, Scientific American 213: 179-190
- Girardet, H. (1990) The metabolism of cities. In: Cadman, D. and Payne, G. (eds.), The Living - Girardet, H. (1990) The metabolism of cities. In: Cadman, D. and Payne, G. (eds.), The Living City: Towards a Sustainable Future. Routledge: London, pp. 170-180.City: Towards a Sustainable Future. Routledge: London, pp. 170-180.
Food for thoughtFood for thought- Gandy, M. (2004) Rethinking urban metabolism: Water, space and the modern city. City 8 Gandy, M. (2004) Rethinking urban metabolism: Water, space and the modern city. City 8
(3):363-379(3):363-379
- Newman, P. W. G. (1999) Sustainability and cities: extending the metabolism model. Landscape Newman, P. W. G. (1999) Sustainability and cities: extending the metabolism model. Landscape and Urban Planning 44: 219-226and Urban Planning 44: 219-226
- K’Akumu, O. A. (2007) Sustain no city: An ecological conceptualization of urban development.- K’Akumu, O. A. (2007) Sustain no city: An ecological conceptualization of urban development. City 11 (2): 221-228City 11 (2): 221-228
City City analysis of urban trends, culture, theory, analysis of urban trends, culture, theory, policy, action (Routledge)policy, action (Routledge)
Un análisis de Un análisis de metabolismo energéticometabolismo energético
ObjetivosObjetivos
• Descripción del metabolismo energético del sistema estudiado
• Evaluar la autosuficiencia del sistema a nivel de energía
Análisis de los flujos energéticos
Nuclear12.4 %
Renovables 1.4 %
Carbón 0.3 %
Petróleo y derivados
34 %
Gas Natural 50 %
Residuos 2 %
Análisis de flujos energéticos para el 2003Análisis de flujos energéticos para el 2003
Total Consumo Primario
Incineración RSU
Metanización RSU
Vertedero
Fotovoltaica
Mini-hidráulica
0.5 %0.5 %
Generación Domestica Consumo Consumo FinalFinal
de de ElectricidadElectricidad por por sectorsector
Generación de electricidad en plantas locales
49.6%49.6%
RSU & Renovables
5.0 %
Centrales (combustibles
fósiles) 95 %
Construcción & Obras Públicas
0.6 %
Industrial & Energético
48.2 %30.4 %
20.8 %
Primario, Terciario & Transporte
Domestico
Importaciones (mix catalán)
Electricidad
Carbón
Gas Natural
Petróleo y derivados
99.5%99.5%
Electricidad21.7 %
Gas Natural25.3 %
Butano1.1 %
Propano0.6 %
Diesel
42.3 %
Gasolina
9.0 %
Consumo Final de energía
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