Poresentación Dra. María Christina Fragkou

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


Precipitación

Evaporación

Salidas de agua

ETAP


ETAP


EDAR

Limites del sistema


Extracción domestica de agua

Reutilización de agua tratada


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


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


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


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 %)


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 /=


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


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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