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Ecosistemas Urbanos
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Olivier Robert, 2003
Clasificación de
ecosistemas
La energía es la principal función impulsora de un sistema.
La fuente y la cantidad existente determinan en menor o mayor
grado, el tipo y el número de organismos y la ruta de los procesos
funcionales y del desarrollo.
Se pueden clasificar los ecosistemas en base a la energía
estableciendo rangos de energía utilizada para el funcionamiento
del sistema.
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Olivier Robert, 2003
Clasificación de
ecosistemas
La ecología se refiere al “nivel de
trabajo realizado” o usa el término
“impulsado por” para referirse al flujo
de energía por unidad de tiempo que
se da en un ecosistema.
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Olivier Robert, 2003
Clasificación de
ecosistemas
Los ecosistemas dependen de dos tipos principales de energía:
Solar
Producida por combustibles químicos (o nucleares)
Es posible distinguir entre sistemas: impulsados por el Sol
e
impulsados por combustibles
Se refiere a la fuente principal que entra en el sistema” ambas
fuentes pudiendo ser utilizadas.”
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Olivier Robert, 2003
Clasificación de
ecosistemas
Una bosque es un ecosistema impulsado
por energía solar
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Olivier Robert, 2003
Clasificación de
ecosistemas
Una granja agrícola es un ecosistema
impulsado por energía solar y subsidiado
por combustibles suministrados por el
hombre
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Olivier Robert, 2003
Clasificación de
ecosistemas
Una ciudad es un ecosistema cuyo
funcionamiento depende principalmente de
combustibles
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Olivier Robert, 2003
Clasificación de
ecosistemas
La energía solar es diluida
solo una pequeña parte es directamente
utilizada por los organismos.
El energía del combustible es muy
concentrada
Ofrece un potencial de conversión a
trabajo útil mucha mayor dentro de un
área reducida.
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Olivier Robert, 2003
Clasificación de
ecosistemas
Tipo de ecosistema
Flujo anual de energía
(nivel de trabajo
realizado)
kcal/año/m2
1. Ecosistemas naturales no subsidiados, impulsados por energía
solar
1 000 – 10 000
(2000)*
Ejemplos: el piélago, bosques de zonas altas.
Estos ecosistemas constituyen el núcleo de la nave espacial
terrestre que mantiene los
fundamentos de la vida.
2. Ecosistemas naturales subsidiados, impulsados por energía
solar
Ejemplos: estuarios, algunas selvas tropicales.
Estos ecosistemas muy productivos tienen una enorme capacidad de
auto-mantenimiento vital y
además producen un exceso de materia orgánica que se almacena o
es transferida a otros
ecosistemas.
3. Ecosistemas humanos subsidiados, impulsados por energía
solar
Ejemplos: granjas agrícola y acuícolas.
Estos ecosistemas que producen alimentos y fibras son mantenidos
por un combustible auxiliar
suministrado por el hombre.
4. Ecosistemas urbano-industriales, impulsados por
combustibles
Ejemplos: ciudades, parques industriales, puertos marítimos.
En estos sistemas, generadores a la vez de bienestar y
contaminación, los combustibles fósiles
reemplazan al Sol como fuente principal de energía. Además,
dependen de los otros tipos de
ecosistemas para su mantenimiento vital y para el suministro de
alimento y combustible.
Fuente: Odum, 1978. * Promedios estimados.
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Olivier Robert, 2003
Ecosistemas urbanos
La energía concentrada de los combustibles
reemplaza a la energía solar.
Incluso la energía solar es desaprovecha
Se convierte en una molestia costosa (calienta
el concreto, favorece el smog…).
El “alimento del sistema” es un insumo o
factor externo
es producido por los ecosistemas naturales,
fuera de la ciudad.
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Olivier Robert, 2003
Ecosistemas urbanos
Es dependiente para asegurar su
mantenimiento vital
No produce alimentos
Asimila muy pocos desechos
Recicla solo una porción reducida del
agua y de otros materiales.
La energía que lo impulsa proviene del
exterior y proviene de lejos.
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Olivier Robert, 2003
Ecosistemas urbanos
“La influencia crítica que el sistema de
alto potencial, impulsado por
combustibles, ejerce sobre el sistema
adyacente de bajo potencial,
impulsado por energía solar, es
enorme”.
Fundamento de la “Huella ecológica”
de las ciudades
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Olivier Robert, 2003
Ecosistemas urbanos
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Olivier Robert, 2003
Ecosistemas urbanos
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Olivier Robert, 2003
Ecosistemas urbanos
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La ciudad es un ecosistema complejo establecido, por diversas
razones, en un medio cuya topografía y red hidrográfica tienen
implicaciones físicas y sociales importantes.
El ecosistema urbano
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Las ciudades como ecosistemas
Algunos ecólogos consideran las
ciudades como ecosistemas
especiales. Un ecosistema urbano
se puede definir como una
comunidad biológica donde los
humanos representan la especie
dominante y donde la estructura
física del ecosistema es
básicamente el medio edificado.
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Biocenosis urbana
Dentro de la ciudad encontramos:
•Seres humanos
•Flora y fauna doméstica
•Vegetales y animales adaptados al
medioambiente urbano
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Biotopo urbano
Está delimitado por los límites geográficos y por su
microclima, causado a su vez por:
1.Suelo asfaltado y edificios que se calientan más
y sueltan el calor más lentamente que la
vegetación y lo mismo para el frío
2.Generación de calor (tráfico, industria,
alumbrado, calefacciones…)
3.Atmosfera más contaminada
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Flujo de materia y energía
Relaciones tróficas:
En las ciudades los alimentos proceden del ambiente
agrícola,
no del ecosistema mismo. Así pues, en las ciudades sólo se
desarrollan los niveles tróficos de consumidores. Hay
diferentes especies que se relacionan dentro de este
ecosistema, como árboles, plantas ornamentales, insectos,
pájaros, parásitos pero una sola especie dominante: la
especie
humana.
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Flujo de materia y energía
•La gran masa estructural de la ciudad es abiótica y está
constituida por los edificios, el asfalto, el mobiliario urbano,
los
vehículos…
•En la ciudad encontramos organismos productores, pero su
producción prácticamente no es utilizada por el resto de
seres
vivos del ecosistema.
•Las ciudades funcionan principalmente gracias a la energía
eléctrica y térmica obtenida en la combustión de derivados
del
petróleo. Las temperaturas en las áreas excesivamente
urbanizadas pueden llegar a ser entre 0,6 y 1,3 °C más
elevadas
que las áreas rurales.
Energía eléctricay térmica
Calor
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Flujo de materia y energía
No se lleva a cabo un recorrido cíclico de
la materia, ya que la gran mayoría de los
residuos se acumulan en vertederos y se
hace muy difícil su reciclaje. Una de las
características destacables y
preocupantes de estos ecosistemas es el
aumento progresivo de residuos difíciles
de reciclar, como por ejemplo, los
plásticos.
Por otro lado, el gasto de agua potable
aumenta de forma exagerada y por el
contrario, el agua de lluvia se aprovecha
poco, ya que la mayor parte se pierde
por el alcantarillado.
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11 500 toneladas de combustibles fósiles
320000 toneladas de
agua
2000 toneladas de alimentos
300000 toneladas de aguas residuales
25000 toneladas de
CO2
1 600 toneladas de residuos sólidos
1.000.000 habitantes
Necesidades diarias del ecosistema urbano
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Flujo de materia y energía
Sucesiones en el ecosistema
urbanos:
En el desarrollo de una ciudad,
aunque no pueden definirse las etapas
características de una sucesión, se
producen continuos cambios que
aumentan la complejidad y la
organización de las ciudades.
El género humano predomina en la
población de estos ecosistemas, y su
crecimiento aumenta sin me-canismos
reguladores. Así, en el año 2000 vivían
en las ciudades 2700 millones de
personas, y se estima que para el
2030 la población mundial urbana será
el doble de la actual y alcanzará unos
5100 millones de habitantes.
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Isla de calor
Se presenta en las grandes ciudades y consiste en la dificultad
de la
disipación del calor durante las horas nocturnas, cuando las
áreas
no urbanas, se enfrían notablemente por la falta de acumulación
de
calor. El centro urbano, donde los edificios y el asfalto
desprenden
por la noche el calor acumulado durante el día, provoca
vientos
locales desde el exterior hacia el interior. Comúnmente se da
el
fenómeno de elevación de la temperatura en zonas urbanas
densamente construidas causado por una combinación de
factores
tales como la edificación, la falta de espacios verdes, los
gases
contaminantes o la generación de calor. Se ha observado que
el
fenómeno de la isla de calor aumenta con el tamaño de la ciudad
y
que es directamente proporcional al tamaño de la mancha
urbana.
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Isla de calor
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Causas
Las zonas edificadas absorben calor, que irradian lentamente
durante
la noche.
La falta de grandes zonas verdes y el entubamiento de los
afluentes
acuosos en la ciudad reduce las oportunidades de transformar
la
energía solar a través de los procesos de fotosíntesis o
evaporación
del agua. Hay una relación directa entre las altas
temperaturas
urbanas y la falta de vegetación .
La actividad industrial y doméstica genera un aporte de calor al
medio.
En particular los sistemas de refrigeración en la ciudad forman
parte
de un círculo vicioso, ya que generan calor extra y su uso
se
incrementa con la temperatura.
Algunos autores explican la isla de calor como un efecto
invernadero
local.
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Causas (II)
La cúpula de gases solo puede ser rota cuando los vientos
son
superiores a 20 km/h. Si en la superficie hay demasiados
edificios de
mucha altura el aire será obstruido y la cúpula no se
romperá.
Las ciudades localizadas en un valle rodeado de montañas de más
de
500 m son más propensas a una isla de calor, pues es aire
queda
obstruido por las montañas que la rodean haciendo la cúpula
más
densa y gruesa.
Otra de las causas que provocan el efecto de isla de calor es
el
albedo. Por regla general, un color más claro absorbe menos
calor
que un color más oscuro. Las calles hechas de asfalto
alcanzarán
temperaturas mucho mayores a aquellas alcanzadas por una
calle
hecha de hormigón relativamente nuevo.
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Consecuencias
1. La isla de calor puede llegar a disminuir el período frío del
invierno
y extender el de verano, adelantando la primavera y retrasando
el
otoño.
2. Su efecto sobre la temperatura urbana puede reducir el uso de
la
calefacción en invierno, pero aumenta la demanda de
refrigeración
en verano.
3. El mayor uso de la refrigeración incrementa la demanda
energética,
con sus consecuentes perjuicios ambientales y económicos.
4. A nivel ambiental, la mayor temperatura también contribuye a
las
reacciones de los gases de combustión presentes en la
atmósfera.
5. En algunos casos no sólo resulta afectada la temperatura de
la
ciudad sino también de sus alrededores, alterando el clima
regional.
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Contaminación en las ciudades
El aumento continuo de contaminantes junto con el microclima
especial
ocasionan la retención de contaminantes durante más tiempo del
normal,
lo que incrementa sus efectos.
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Principales fuentes de contaminación
1. Tráfico
2. Calefacciones
3. Industrias
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Contaminación por ozono
En la troposfera, el ozono es una molécula muy reactiva que
tiende a oxidar a
otros compuestos y tiene efectos corrosivos sobre ciertos
materiales e
irritantes sobre las mucosas y tejidos de los seres vivos.
El ozono existe de forma natural en la troposfera debido a
incursiones del O3
de la estratosfera y a procesos naturales que tienen lugar en la
biosfera a
partir de la emisión de óxidos de nitrógeno y compuestos
orgánicos volátiles
procedentes de la vegetación, procesos de fermentación y
volcanes. Sin
embargo, este ozono en ningún momento alcanza una
concentración
peligrosa.
Es por las emisiones producidas de forma artificial cuando el
ozono se puede
convertir en un problema de contaminación atmosférica grave.
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Fuentes de ozono
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Efectos nocivos del O3
Los efectos nocivos dependen de:
•La concentración de O3•Duración de la presencia de O3 en la
atmósfera
Los efectos nocivos del O3 han provocado que se dictennormativas
sobre la presencia de O3 en la atmósfera,estableciendo redes de
vigilancia y medida del O3 parainformar y avisar a la población
cuando se superan los límitesestablecidos
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Smog fotoquímico
En muchas ciudades el principal problema de contaminación es el
llamado smogfotoquímico. Es una mezcla de contaminantes de origen
primario (NOx ehidrocarburos volátiles) con otros secundarios
(ozono, peroxiacilo, radicaleshidroxilo, etc.) que se forman por
reacciones producidas por la luz solar al incidirsobre los
primeros.
Esta mezcla oscurece la atmósfera dejando un aire teñido de
color marrón rojizocargado de componentes dañinos para los seres
vivos y los materiales. Esespecialmente importante en ciudades que
están en lugares con clima seco, cálido ysoleado, y tienen muchos
vehículos.
El verano es la peor estación para este tipo de polución y,
además, algunosfenómenos climatológicas, como las inversiones
térmicas, pueden agravar esteproblema en determinadas épocas ya que
dificultan la renovación del aire y laeliminación de los
contaminantes.
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Condiciones de aparición y permanencia
Meteorología:• Radiación solar alta• Clima mediterráneo•
Inversiones térmicas
Tráfico: • Generación de Nox e hidrocarburos
Relieve: • Favorece o dificulta la dispersión de los
contaminantes.
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Contaminación acústica
El ruido es uno de los problemas ambientales más molesto en las
ciudades.
Se considera un contaminante del aire y puede producir efectos
fisiológicos
y psicológicos en las personas afectadas. Se puede definir como
un sonido
excesivo o intempestivo que puede producir efectos fisiológicos
y
psicológicos no deseados sobre una persona o grupo de
personas.
La contaminación acústica no depende del volumen sino que se
trata de
una sensación molesta para el que la percibe
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Fuentes de ruido
En los últimos 30 años la cantidad de ruido se ha multiplicado
por 2 debido
a las múltiples actividades urbanas. La OMS considera que las
principales
fuentes de ruido son:
Tráfico rodado: Depende de la velocidad del vehículo, tipo de
calle,
pavimento, uso de bocinas, sirenas, …
Aeropuertos: Muy molestos en sus cercanías. Superan los
límites
aceptables de ruido
Industrias: Depende del tipo de maquinaria, potencia y
ubicación
(poligonos industriales o urbanos)
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Fuentes de ruido (II)
Construcción: Debido a la maquinaria que emplean, su ubicación y
el
tráfico que generan
Interior de viviendas: Ruidos variados y difíciles de
controlar
Lugares de ocio: Si no están insonorizados pueden provocar
molestias
graves a los vecinos.
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dB-A Ejemplo Efecto. Daño a largo plazo
10 Respiración. Rumor de hojas Gran tranquilidad
20 Susurro Gran tranquilidad
30 Campo por la noche Gran tranquilidad
40 Biblioteca Tranquilidad
50 Conversación tranquila Tranquilidad
60 Conversación en el aula Algo molesto
70 Aspiradora. Televisión alta Molesto
80 Lavadora. Fábrica Molesto. Daño posible
90 Moto. Camión ruidoso Muy molesto. Daños
110 Bocina a 1 m. Altavoces concierto Muy molesto. Daños
120 Sirena cercana Algo de dolor
130 Cascos de música estrepitosos Algo de dolor
150 Despegue de avión a 25 m Rotura del tímpano
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El ruido puede llegar de forma:
1.Directa.
1.Reflejada (rebota en suelos, techos…).
1.Por vía sólida: A través de las vibraciones de paredes o
estructuras.
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Efectos del ruido
1.Fisiológicos. Pérdida de audición que puede ser gradual por lo
que
pasa inadvertida al individuo. Respiratorios: Niveles superiores
a 90 dB
aumentan a frecuencia respiratoria, produciéndose aumento del
ritmo
cardíaco y de la presión arterial con el consiguiente riesgo
coronario.
1.Psíquicos Neurosis, irritabilidad y estrés. Dependen de la
fuente
emisora, la hora de la emisión etc.
1.Otros. Dificultades en la comunicación oral al tener que
elevarla voz
para hablar. Dificultad de aprendizaje, bajada de concentración
y eficacia
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Acciones preventivas
1. Planificación del uso del suelo y de los espacios
urbanos aislando las fuentes emisoras.
2. Arquitectura urbana correcta: Insonorización de
edificios, instalación de pantallas protectoras.
3. Estudios de impactos para planificar el uso del suelo
y establecer industrias.
4. Disminución del ruido de la fuente emisora
(silenciadores)
5. Multas, tasas ,subvenciones
6. Información y educación ambiental.
7. Elaboración de mapas de ruido
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Acciones correctoras
1. Elaboración de reglamentos por parte de las autoridades para
reducir
el ruido.
2. Instalación de pantallas o sistemas de protección entre el
foco de
ruido y los oyentes. Por ejemplo, cada vez es más frecuente
la
instalación de pantallas a los lados de las autopistas o
carreteras, o el
recubrimiento con materiales aislantes en las máquinas o
lugares
ruidosos.
3. Modificación de las vías de circulación.
4. Limitación de actividades según horarios
5. En algunos trabajos se deben usar auriculares de
protección
especiales. En otros casos se aíslan los motores y otras
estructuras
ruidosas de máquinas, electrodomésticos, vehículos, etc. En
autopistas, fábricas, etc., se usan barreras que absorban el
ruido.
6. Disminuyendo el uso de sirenas en las calles, control del
ruido de
motocicletas, coches, maquinaria, etc.
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Pantallas acústicas
Es una de las medidas más efectivas.
Tipos de pantallas:
1.Vegetación
2.Interposición de edificios comerciales
3.Taludes
4.Trincheras
5.Túneles
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Contaminación lumínica
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Con este nombre se designa la emisión directa o indirecta hacia
laatmósfera de luz procedente de fuentes artificiales, en distintos
rangosespectrales. Sus efectos manifiestos son: la dispersión hacia
el cielo(skyglow), la intrusión lumínica, el deslumbramiento y el
sobreconsumode electricidad.
Contaminación lumínica
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Contaminación lumínica
Sobre este grave problema, hasta el momento, existe escasa
conciencia social, pesea que genera numerosas y perjudiciales
consecuencias como son el aumento delgasto energético y económico,
la intrusión lumínica, la inseguridad vial, el dificultarel tráfico
aéreo y marítimo, el daño a los ecosistemas nocturnos y la
degradacióndel cielo nocturno, patrimonio natural y cultural, con
la consiguiente pérdida depercepción del Universo y los problemas
causados a los observatoriosastronómicos.
Estos perjuicios no se limitan al entorno del lugar donde se
produce lacontaminación -poblaciones, polígonos industriales, áreas
comerciales, carreteras,etc., sino que la luz se difunde por la
atmósfera y su efecto se deja sentir hastacentenares de kilómetros
desde su origen.
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Medidas correctoras
1. Impedir que la luz se emita por encima de la horizontal y
dirigirla sólo allídonde es necesaria. Emplear de forma
generalizada luminarias apantalladascuyo flujo luminoso se dirija
únicamente hacia abajo.
2. Usar lámparas de espectro poco contaminante y gran eficiencia
energética,preferentemente de vapor de sodio a baja presión (VSBP)
o de vapor de sodioa alta presión (VSAP), con una potencia adecuada
al uso.
3. Iluminar exclusivamente aquellas áreas que lo necesiten, de
arriba hacia abajoy sin dejar que la luz escape fuera de estas
zonas
4. Ajustar los niveles de iluminación en el suelo a los
recomendados pororganismos como el Instituto Astrofísico de
Canarias o la ComisiónInternacional de Iluminación.
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Medidas correctoras II
1. Regular el apagado de iluminaciones ornamentales,
monumentales y publicitarias.
2. Prohibir los cañones de luz o láser y cualquier proyector que
envíe la luz hacia el cielo.
3. Reducir el consumo en horas de menor actividad, mediante el
empleo de reductores de flujo en la red pública o el apagado
selectivo de luminarias.
4. Apagar totalmente las luminarias que no sean necesarias.
