Situación actual del ecosistema

Situación actual del ecosistema urbano

La ciudad se puede entender como un ecosistema [1] siendo el hombre y sus sociedades subsistemas del mismo. Contiene una comunidad de organismos vivos, un medio físico que se va transformando fruto de la actividad interna, y un funcionamiento a base de intercambios de materia, energía e información. Su principal particularidad reside en los grandes recorridos horizontales de los recursos de agua, alimentos, electricidad y combustibles que genera, capaces de explotar otros ecosistemas lejanos y provocar importantes desequilibrios territoriales. La sostenibilidad de los sistemas agrarios ha marcado tradicionalmente la sostenibilidad local de los asentamientos, hasta que la Revolución Industrial genera un cambio en la escala territorial de los sistemas urbanos estableciendo redes que facilitan el transporte horizontal de abastecimientos y residuos. El modelo de intercambio de materia y energía de una ciudad es opuesto al de un ecosistema natural, ya que en éstos los ciclos son muy cortos y el transporte de materias y energía es eminentemente vertical. El intercambio gaseoso que en los ecosistemas naturales se reduce a la fotosíntesis y la respiración en el caso de la ciudad incluirían los gases de la combustión de calefacciones, coches e industrias.
La ciudad crea sus propias condiciones intrínsecas ambientales, lumínicas, de paisaje, geomorfológicas, etc independientemente de las de su entorno y con sus características particulares propias. Por lo tanto el concepto general del ecosistema urbano estaría constituido por todos los factores que se enumeran a continuación:
Climáticos: temperatura, humedad, y viento.
Físicos: nueva geomorfología territorial.
Lumínicos: consideraciones relativas a la luz.
De equilibrio ambiental: ruidos, vibraciones, etc.
Paisajísticos: con el medio circundante.
Sociales y psicológicos: de relaciones interpersonales urbanas. En este estudio se van a concretar los factores climáticos relativos al ecosistema urbano, profundizando en los mismos para establecer las condiciones térmicas y energéticas que diferencian a la ciudad de su entorno circundante. No se consideran, por tanto, el resto de los campos en los que la ciudad altera sustancialmente las condiciones originarias de un lugar, para valorar sus repercusiones y elaborar las respuestas adecuadas en cada una de esas áreas.La idea final del análisis es poder establecer una relación clara y directa entre los condicionantes naturales existentes en un determinado lugar, y su transformación a lo largo del tiempo, positiva o negativa, como consecuencia del asentamiento de la población, y considerarlos para que los desarrollos urbanos del futuro estén adecuados a su medio natural.El funcionamiento milenario de la biosfera ofrece un ejemplo modélico de sistema que se comporta de modo globalmente sostenible. La Tierra es un sistema abierto de energía pero cerrado en materiales. Sin embargo los ecosistemas urbanos son sistemas abiertos [2], esto es necesitan degradar energía y materiales para mantenerse en vida, y no solo del entorno local sino que degradan amplias áreas territoriales. La cuestión clave está en que la economía de los hombres sepa aprovechar la energía solar y sus derivados renovables para cerrar los ciclos de materiales, posibilitando que los residuos de éstos se conviertan otra vez en recursos. Lo cual evitaría el progresivo deterioro de la Tierra por agotamiento de los recursos y contaminación por los residuos. Para el mantenimiento de la atmósfera terrestre existen los ciclos biológicos, que mantienen estable tanto los aportes como las salidas de oxígeno, por lo que ésta permanece equilibrada. Los principales ciclos son los siguientes:
El ciclo biológico. Es el de la reacción química de la fotosíntesis y su inversa la respiración. Gracias a ella los componentes de oxígeno y dióxido de carbono, O2 y CO2, están estrechamente ligados y equilibran sus concentraciones. Dentro de los ciclos biológicos destacan:
el del oxígeno atmosférico, gracias a la acumulación en los océanos, el O2 se repone a la atmósfera. Es sorprendente la constancia de sus proporciones en la composición del aire, al proceder de tan diversas reacciones, y actualmente no constituye un elemento problemático por que su ciclo sigue siendo estable.
el del dióxido de carbono, con fácil disolubilidad en el agua conteniendo los océanos más de 60 veces de CO2 que la atmósfera, y éstos pueden ser fuente o sumidero dependiendo de las circunstancias. El CO2 atmosférico sí supone un serio problema medioambiental, ya que su concentración no es constante. Los ciclos de nitrógeno y argón atmosféricos. Complementan con los dos anteriores las cuatro componentes básicas del aire. Sin embargo el nitrógeno es muy poco activo, comparándolo con el O2 o el CO2, y el argón al ser un gas noble es totalmente estable.
el ciclo del nitrogeno, su flujo es insignificante en comparación de su enorme abundancia, ya que está presente en la corteza terrestre, en los océanos, en los animales y en las plantas. Su exhalación molecular es el principal fuente de nitrógeno atmosférico. Sus principales productoras son las bacterias, pero es un tema de preocupación medioambiental su enorme producción por parte del hombre.
el ciclo del argón, se acumuló en la atmósfera por desintegración radiactiva del potasio y por su nula actividad ha ido progresivamente incrementando su concentración atmosférica. El ciclo de los compuestos del nitrógeno. Estos son el óxido nitroso N2O, el amoníaco NH3, y el dióxido de nitrógeno NO2. La reducción de nitratos mediante bacterias y las descargas atmosféricas constituyen las principales fuentes. El aumento de los fertilizantes nitrogenados pueden constituir a medio plazo un serio problema medioambiental.
El ciclo de los compuestos del carbono. Estos compuestos son, el metano CH4, y el monóxido de carbono CO. En el ciclo del CO intervienen los procesos biológicos, producido por microorganismos de las aguas superficiales de los océanos, y la fotosíntesis. Sus concentraciones son muy variables en las ciudades y en el campo, y constituye un serio problema medioambiental ya que el hombre se ha convertido en su principal productor, cuantificadas en unas 200 millones de toneladas anuales, superando las fuentes naturales. En cuanto al metano también ha sufrido un aumento en su concentración, causada por la contribución humana al efecto invernadero.
El ciclo de los compuestos del azufre. Son compuestos transitorios del estado de oxidación del azufre: el sulfuro de hidrógeno H2S, el dióxido de azufre SO2, y el trióxido de azufre SO3. El SO2, se combina rápidamente con el agua para formar ácido sulfúrico SO4H2. Su fuente principal son las superficies pantanosas, albuferas y marismas por la descomposición bacterial de la materia orgánica y por la combustión. El SO2 procedente de las industrias por la combustión de los combustibles con presencia de azufre, constituye uno de los principales problemas ambientales de las zonas industriales.
El ciclo del ozono atmosférico. Junto con el vapor de agua, el ozono constituye los dos gases no permanentes más importantes sometidos a procesos de transformación continuos. El ozono estratosférico, es donde se concentra principalmente en la llamada "capa de ozono", protectora de las nocivas radiaciones ultravioletas procedentes del sol. También está presente, aunque en menores concentraciones en la troposfera, pero de vital importancia para los procesos de contaminación atmosférica. El ozono se forma por colisiones entre átomos y moléculas de oxígeno, y puede ser destruido por la acción de la radiación solar o por colisiones con oxígeno monoatómico. Esta continua transformación de oxígeno a ozono y viceversa se mantiene en equilibrio fotoquímico por encima de los 30 km, pero se acumula en niveles más bajos limitada por las pérdidas de :
las reacciones cerca del suelo entre materiales oxidables y el ozono (transportado hasta aquí por turbulencias del aire).
el efecto sobre el ozono de los óxidos de nitrógeno de la estratosfera. Dado que la presencia de óxidos de nitrógeno NO, son poco frecuentes actualmente en la atmósfera este camino es poco importante, sin embargo las exhalaciones de los aviones supersónicos pueden alterar los NO. Otro factor destructor del ozono son los compuestos del flúor y del cloro, empleados en la refrigeración. El contenido de ozono no es estable a lo largo del año, y es relativamente bajo en el Ecuador y alto sobre latitudes superiores a los 50.N. Durante la larga "noche polar", el ozono se acumula en los polos al no poder ser destruido fotoquímicamente por la falta de energía solar. Las continuas mediciones de la capa de ozono revelaron que sus concentraciones en la Antártida era prácticamente nula durante la primavera austral, y hoy constituye un hecho indiscutible la presencia del "agujero de ozono austral". En la zona boreal también han descendido los niveles de la capa de ozono en los últimos años, reflejo de las variaciones y cambios que ha introducido el hombre en el medio natural.
El ciclo hidrológico. Los procesos de evaporación, condensación y precipitación del agua determinan sus valores de concentración atmosférica, de sus relaciones tierra-mar-aire y de sus tres estados físicos: gaseoso-líquido-sólido. En el cuadro siguiente se resumen los ciclos naturales expuestos anteriormente, especificando cuales son las fuentes y sumideros urbanos que servirán de modelo para establecer los ciclos ecológicos urbanos, extrapolación de los ciclos naturales sobre la ciudad y su entorno circundante.