entregable 4
MAESTRIA
EN ORDENAMIENTO TERRITORIAL
Metabolismo urbano, y los ciclos de energía en
las urbanizaciones sostenibles.
Curso: Medio Ambiente y Metabolismo Urbano
Profesor: Dra.Claudia
Montebello
Alumna: Virginia Jesús Meza Zambrano
2023
Metabolismo urbano, y los ciclos de energía en
las urbanizaciones sostenibles.
Como sabemos
en la actualidad se estudia el Metabolismo urbano que analiza y cuantifica los
flujos de energía incorporada o emergida, definida como la cantidad total de energía
necesaria, directa o indirectamente para cualquier producto o servicio.
El
metabolismo urbano consiste en el
intercambio de materia, energía e información que se establece entre el
asentamiento urbano y su entorno natural o contexto geográfico.
De acuerdo a Mc Donald y Patterson (2007), el
metabolismo urbano ofrece un marco de trabajo holístico con el que poder
analizar todas las entradas (importaciones) y las salidas (exportaciones)
respecto al medio biof{isico que rodea a la ciudad.
Para Kennedy, Cuddihy y Engel Yan (2007) el Metabolismo Urbano es:
“la
suma total de los procesos técnicos y socioeconómicos que ocurren en las
ciudades, resultando en crecimiento, producción de energía y eliminación de
desechos”
Ahora bien,
el enfoque del metabolismo urbano es circular; según Claudia Pabón (2020): el metabolismo circular urbano es
un concepto que hace referencia al funcionamiento de las ciudades como
organismos vivos que consumen, metabolizan y excretan, respiran, distribuyen y
se protegen.
Pensemos que el ecosistema urbano funciona como
tal cuando la población interactúa con el ambiente externo para obtener
entradas continuas de alimento, combustible, materiales, energía, agua y aire;
todo lo que denominamos entradas se concentran y se transforman, luego se almacena y para al final desecharlo como
una corriente en la que se incluyen productos de residuos; aire viciado, agua impura,
productos de tecnología pasados de moda o sin funcionar (contaminación
ambiental).
Un
concepto similar al propuesto por Claudia Pabon, fue propuesto inicialmente
por Abel Wolman en 1965, en un artículo científico en Scientific
American denominado: El metabolismo de las ciudades, en el cual propone
la medición de los inputs, outputs y stocks de las ciudades, con el fin de
optimizar dichos flujos y minimizar los impactos negativos de las ciudades.
El
objetivo es medir entradas, salidas y acumulación de materiales y energía en
las ciudades para priorizar intervenciones que permitan lograr ciclos más
circulares, tal como funciona en la naturaleza, donde nada es residuo porque es
útil para otro organismo.
Esto
es muy necesario porque hoy en día es en las ciudades donde se produce el mayor
consumo de recursos del planeta, aproximadamente el 70%.
Esquema
metabólico de las ciudades
Siguiendo
el ejemplo de la naturaleza los seres vivos, gestionan sus recursos a través
del metabolismo circular, la luz solar, el agua y los nutrientes (entradas) se
transforman en: calor, energía y biomasa y no se genera residuos como tales;
sino que aquellas sustancias que ya no son necesarias (salidas) regresan al circuito
y cumplen otra función en el ecosistema.
Lo
importante es saber alcanzar y gestionar el metabolismo urbano circular, para
tal efecto el cierre de ciclos urbanos deben incluir
distintas posibilidades de gestionar los recursos mediante las ciudades,
considerando las salidas, es decir los
residuos orgánicos e inorgánicos como
entradas (luego del reciclado o recuperación)
haciéndolos capaces de volver al sistema productivo.
Fuente: Google Images
Metabolismo
circular
Fuente:
Fundación Mar adentro
Un
claro ejemplo del metabolismo urbano circular, podría ilustrarse con el ciclo urbano
del agua, comienza por su potabilización, su transporte y distribución (entrando
de esta forma a los núcleos urbanos); luego de su uso en distintas actividades
como los procesos industriales, el uso doméstico, entre otros, la calidad del
agua disminuye y se vierte como agua residual abandonando el sistema urbano. El
objetivo es considerar a las salidas de recursos como nuevas entradas.
El metabolismo urbano circular tendrá como finalidad cerrar el
ciclo del agua
en vez de dejar que ésta escape del sistema y considerar al agua residual como un
recurso y no como un problema.
Fuente: Aguasocial
Fuente: GIZ
Las aguas residuales representan una fuente
valiosa de nutrientes tales como: el nitrógeno, el fósforo y el potasio y de
agua para riego, ambos muy apreciados en la agricultura, las distintas
tecnologías de reutilización deben recuperar estos elementos y facilitar su uso
posterior en actividades agrícolas; con ello las tierras de cultivo que alimentan a las
ciudades ayudarían a cerrar el ciclo de nutrientes, y conectarlo de nuevo a la
ciudad. Así lo afirma Girardet (2008), los sistemas de tratamiento de aguas residuales deberían
convertirse en fábricas de fertilizantes,
devolviendo así los nutrientes y las aguas regeneradas a las plantas y
cultivos que alimentan a nuestras ciudades.
Plantas de Tratamiento de Aguas residuales
(PTAR´s)
Las Plantas de Tratamiento de Aguas
Residuales (PTAR) tanto en el caso de aguas residuales industriales o domésticas,
son importantes para conservación del planeta y el cuidado del agua.
Una Planta de Tratamiento de Aguas
Residuales – PTAR realiza la limpieza del agua usada y las aguas
residuales para que pueda ser devuelto de forma segura a nuestro medio ambiente,
y cumple las siguientes funciones:
- Eliminar
los sólidos, desde plásticos, trapos y vísceras hasta arena y partículas
más pequeñas que se encuentran en las aguas residuales.
- Reducir
la materia orgánica y los contaminantes – bacterias útiles y otros
microorganismos naturales que consumen materia orgánica en las aguas
residuales y que luego se separan del agua.
- Restaurar
el oxígeno – el proceso de tratamiento asegura que el agua puesta de
nuevo en nuestros ríos o lagos tiene suficiente oxígeno para soportar la
vida.
En cuanto al funcionamiento o la operatividad
de una Planta de Tratamiento de Aguas Residuales, podemos precisar que se
realiza en tres etapas:
- Tratamiento
preliminar y primario, que elimina 40-60% de los sólidos.
- Tratamiento
secundario, que elimina aproximadamente el 90% de los contaminantes y
completa el proceso para la parte líquida de las aguas residuales
separadas.
- Tratamiento
Terciario y eliminación de lodos (biosólidos).
·
Tratamiento
Primario (asentamiento de solidos)
Consiste en la eliminación de sólidos
gruesos, resultando en una reducción de la carga contaminante en sus aguas
residuales. Dependiendo de la calidad requerida de sus efluentes finales se
puede necesitar ya sea un filtro, un sistema de flotación. Si se descarga el agua
a un sistema de alcantarillado un tratamiento primario puede ser suficiente
para lograr los requerimientos del efluente final.
·
Tratamiento
Secundario
Conocida también como tratamiento biológico
requerida para aquellos que descargan residuos al medio ambiente, como ríos u
otro cuerpo de agua natural. Este tipo de tratamiento hace uso de bacterias
para remover materia Biodegradable disuelta en su agua residual.
En general estos sistemas se dividen en dos
grupos. (tratamiento biológico de la materia orgánica disuelta presente en el
agua residual, transformándola en sólidos suspendidos que se eliminan
fácilmente).
·
Tratamiento
Terciario
Consisten en procesos físicos y químicos
especiales con los que se consigue limpiar las aguas de contaminantes
concretos: fósforo, nitrógeno, minerales, metales pesados, virus, compuestos
orgánicos, etc. De los tres tipos de tratamiento de aguas residuales este
es más caro que los anteriores y se usa en casos más especiales como por
ejemplo para purificar desechos de algunas industrias.
Muchas veces el tratamiento terciario se
emplea para mejorar los efluentes del tratamiento biológico secundario. Se ha
empleado la filtración rápida en arena para poder eliminar mejor los sólidos y
nutrientes en suspensión y reducir la demanda bioquímica de oxígeno. (pasos
adicionales como lagunas, micro filtración o desinfección).
·
Tratamiento
químico:
Este paso es usualmente combinado con
procedimientos para remover sólidos como la filtración; para la eliminación del
hierro del agua potable, del oxígeno de las aguas de centrales térmicas, de los
fosfatos de las aguas residuales domesticas y de los nitratos tanto de las aguas
residuales domesticas como de las provenientes de industrias.
Ventaja del uso de PTARES.
Cuando el tratamiento de agua cumple con los
estándares de calidad del país, puede incluso descargarse en fuentes naturales
de agua, como océanos, lagos, ríos o permitir su evaporación.
El tratamiento de aguas residuales permite
que el agua producida en éste tipo de industria se puede reutilizar en
agricultura.
Cuando el tratamiento del agua es óptimo
puede reutilizarse en ganadería.
Mediante el tratamiento de aguas residuales
puede reinyectarse en el subsuelo para su almacenamiento y posterior uso.
PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES- Cajamarca
(PERU)
La energía, que es otro elemento posible de generar con el metabolismo urbano, se dice tiene un flujo unidireccional, pues la energía no puede ser reciclada en un ciclo en los ecosistemas. En cambio, su flujo es una vía de un solo sentido, generalmente, de luz a calor.
La energía ingresa en los ecosistemas como
luz solar y es capturada en forma química por los fotosintetizadores como las
plantas y algas, y cambia de forma en el ecosistema cuando los organismos
metabolizan, producen desechos, se comen entre ellos y finalmente mueren y se
descomponen; cada vez que la energía cambia de forma, parte de ella se
convierte en calor. El calor sigue contando como energía, y por lo tanto,
ninguna parte de ella se destruye e irradia de nuevo en el espacio.
En este orden de ideas, lo que podemos
advertir es que el metabolismo urbano circular va a generar un concepto
importante para la sostenibilidad urbana que es la autosuficiencia.; tendremos
autosuficiencia hídrica, energética y de materiales con la gestión de residuos
solidos.
La autosuficiencia del agua con un consumo equilibrado con la capacidad
de captación y reutilización del agua por ejemplo la captación y almacenamiento
del agua de lluvia, o también del acuífero, tanto en altura como en el subsuelo. (retardadores
de agua pluvial).
La autosuficiencia energética con la captación de energías renovables:
solar, eólica, geotérmica, etc., el uso de paneles solares, el almacenamiento en
el subsuelo, con depósitos estacionales, y en la superficie cubiertas verdes,
etc.
La autosuficiencia de materiales y su reciclaje, potenciando el uso de
materiales locales y la gestión de residuos denominada las 3R (reducir, reutilizar,
reciclar) lo que forma parte de la economía
circular, ya sea en el proceso urbanizador, en el posterior funcionamiento del
área urbana o también en la deconstrucción.
CONCLUSIONES
1.- La aplicación del metabolismo urbano lineal es lo que ha generado el
problema de contaminación ambiental del planeta; porque extraen
materias primas, fabrican productos para consumo y los desechan después de su
uso, generando el agotamiento de los recursos naturales o una alta dependencia
sobre los recursos no renovables; lo que nos obliga a repensar el tipo de funcionamiento
de la ciudad como un ecosistema urbano con un metabolismo circular como el de
los seres vivos.
2,. El
metabolismo urbano circular funciona aplicando al cierre de ciclos urbanos
distintas posibilidades de gestionar los recursos mediante las ciudades,
considerando las salidas, es decir los residuos orgánicos e inorgánicos como
entradas (luego del reciclado o recuperación)
para hacerlos capaces de volver al sistema productivo
3.- El
metabolismo urbano circular, en el ciclo urbano del agua, comienza por su potabilización,
su transporte y distribución (entrando de esta forma a los núcleos urbanos);
luego de su uso en distintas actividades como los procesos industriales, el uso
doméstico, entre otros, la calidad del agua disminuye y se vierte como agua
residual abandonando el sistema urbano, pero que a traves de las Plantas de
Tratamiento de Aguas Residuales, puede reingresar al ecosistema urbano bajo otra forma o para otro
fin.
Fuentes de
Información
- Díaz Álvarez, C. J. (2014). Metabolismo urbano: herramienta para la
sustentabilidad de las ciudades. INTERDISCIPLINA, 2(2). Recuperado
de: https://doi.org/10.22201/ceiich.24485705e.2014.2.46524
- Espinosa, B. (2022) Metabolismo Urbano y valorización
de los residuos. Recuperado de: https://repositorioinstitucional.buap.mx/items/2266295a-5f60-4ca2-b189-c4ed476ac496.
- Kennedy C. y J. Engel -Yan (2007). The changing metabolism of cities. Universidad de Toronto. Recuperado de: https://wiki.santafe.edu/images/7/74/Changing.Metabolism.Cities.pdf
- McDonald, G. y Patterson, M. 2007. “Bridging the divide in urban sustainability: from human exemptionalism to the new ecological paradigm”. Urban Ecosystems
- Sánchez L. (2021) Tesina: Metabolismo Urbano. Comprensión entre la ciudad con su entorno natural. Universidad Politécnica de Catalunya.
- Spena Group (2023) Planta de Tratamiento de Aguas Residuales. Recuperado de: https://spenagroup.com/planta-tratamiento-aguas-residuales-ptar/.
- Pabon, C. (2020). Hacia un Metabolismo Circular del Medio Ambiente Urbano. En: Seminario en Gobernanza y Gestión de Áreas Metropolitanas. Recuperado de: http://www.areasmetropolitanas.subdere.gov.cl
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