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Las ciudades como ecosistemas
Eduardo Gómez Ecosistemas urbanos 2
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.
Biocenosis urbana
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Dentro de la ciudad encontramos:
• Seres humanos
• Flora y fauna doméstica
• Vegetales y animales adaptados al medioambiente
urbano
Biotopo urbano
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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
Flujo de materia y energía
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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.
Flujo de materia y energía
Eduardo Gómez Ecosistemas urbanos 6
Flujo de 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
Flujo de materia y energía
Eduardo Gómez Ecosistemas urbanos 7
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.
Eduardo Gómez Ecosistemas urbanos 8
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
Flujo de materia y energía
Eduardo Gómez Ecosistemas urbanos 9
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 mecanismos 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.
Isla de calor
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La isla de calor es una situación urbana, de acumulación de calor por la inmensa
mole de hormigón, y demás materiales absorbentes de calor; y atmosférica que se da
en situaciones de estabilidad por la acción de un anticiclón térmico.
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.
Causas
Eduardo Gómez Ecosistemas urbanos 12
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, pues los
gases se encierran en un solo lugar provocando una cúpula de gases que absorbe calor
del sol. Los materiales que forman la ciudad absorben la radiación solar de onda corta
y la emiten posteriormente con una longitud de onda más larga, frecuencia que resulta
retenida por partículas en suspensión y gases de combustión.
Causas (II)
Eduardo Gómez Ecosistemas urbanos 13
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.
Consecuencias
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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.
Contaminación en las ciudades
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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.
Principales fuentes de contaminación
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1. Tráfico
2. Calefacciones
3. Industrias
Contaminación por ozono
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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.
Fuentes de ozono
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Ozono
Fuentes naturales
Geosfera
Volcanes
Biosfera
Comp. orgánicos
Atmósfera
Nox
naturales
Fuentes artificiales
TráficoCentrales térmicas
Procesos industriales
Efectos nocivos del O3
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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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Efectos nocivos
Animales (humanos)
Irritación mucosas
Problemas respiratorios
Dolores de cabeza
Vegetales
Disminución capacidad biológica
Pérdida de producción
Smog fotoquímico
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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.
Condiciones de aparición y permanencia
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Meteorología:• Radiación solar alta• Clima mediterráneo• Inversiones térmicas
Tráfico: • Generación de Nox e hidrocarburos
Relieve: • Favorece o dificulta la dispersión de los contaminantes.
Contaminación acústica
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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
Fuentes de ruido
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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)
Fuentes de ruido (II)
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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.
2. Reflejada (rebota en suelos, techos…).
3. Por vía sólida: A través de las vibraciones de paredes o estructuras.
Efectos del ruido
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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.
2. Psíquicos Neurosis, irritabilidad y estrés. Dependen de la fuente emisora, la
hora de la emisión etc.
3. Otros. Dificultades en la comunicación oral al tener que elevarla voz para
hablar. Dificultad de aprendizaje, bajada de concentración y eficacia
Acciones preventivas
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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
Acciones correctoras
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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.
Pantallas acústicas
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Es una de las medidas más efectivas.
Tipos de pantallas:
1. Vegetación
2. Interposición de edificios comerciales
3. Taludes
4. Trincheras
5. Túneles
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
Eduardo Gómez 33Ecosistemas urbanos
Contaminación lumínica
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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.
Medidas correctoras
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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.
Medidas correctoras II
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5. Regular el apagado de iluminaciones ornamentales, monumentales y publicitarias.
6. Prohibir los cañones de luz o láser y cualquier proyector que envíe la luz hacia el cielo.
7. 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.
8. Apagar totalmente las luminarias que no sean necesarias.