Activitat: ce218
Ciències Experimentals
   
 
     

La complexitat del sistema urbà i la incertitud de l'entorn

La ciutat és un ecosistema

L'ecosistema urbà és un sistema format per:

  • éssers vius (ciutadans, animals domèstics, diversos animals adaptats al medi urbà, també els arbres i les plantes dels carrers, jardins, horts, conreus i boscos)
  • estructures materials (habitatges, edificis, equipaments, carrers, conduccions, mobiliari, instal·lacions diverses...)

El seu funcionament es caracteritza per:

  • una constant entrada de recursos (aigua, matèries primeres, aliments, coneixements)
  • la corresponent sortida de materials manufacturats i diversos residus sòlids, líquids i gasosos.
  • una contínua inversió energètica (combustibles, electricitat, aliments).

Amb la transformació dels productes que van entrant, la ciutat es manté, creix, progressa. Es produeixen canvis en el sistema que augmenten la seva complexitat. La qualitat de vida de les persones que hi interaccionen també experimenta canvis, aparentment es complica i millora.

Sense la contínua entrada d'energia, el sistema no funcionaria, no es podria mantenir. Aquesta energia, d'origen solar, és captada pels vegetals, que la utilitzen per a créixer i funcionar, i més tard és aprofitada pels animals a través de l'alimentació, al llarg de complexes xarxes tròfiques. L'energia que circula a través dels organismes en forma d'aliments s'anomena energia endosomàtica o interna. El consum d'una persona (necessitat d'aliments) per dia és d'uns 150 vats, entre 2000 i 3000 kcal.

Els ecosistemes depenen també de l'anomenada energia externa o exosomàtica, que sense entrar en les xarxes alimentàries en forma d'energia química, permet la satisfacció de necessitats dels organismes com l'accés als nutrients (corrents marines que aixequen els nutrients del fons del mar cap a la superfície on els necessiten els vegetals, circulació atmosfèrica que mou el cicle de l'aigua i dels nutrients terrestres).

En el cas de l'home aquesta energia s'ha incorporat en el desenvolupament cultural i tecnològic en forma de calefacció, refrigeració, fogons, transport, funcionament de màquines, construcció, etc.

Actualment l'energia exosomàtica consumida per l'home pot multiplicar enormement la despesa endosomàtica (la diferència entre morir de fam o de fart és molt poca en termes energètics, mentre que en relació al consum exosomàtic, entre rics i pobres les diferències són abismals:

   
Energia rebuda per la terra
177.239.000.000 megavats
Producció primària de la biosfera
122.000.000 megavats
Metabolisme exosomàtic de la humanitat (Ex)
3.750.000 megavats
Metabolisme endosomàtic de la humanitat (En)
750.000 megavats*

*150 w/habitant x 5.000.000.000 habitants = 750.000 Mw.
Dades de Margalef, 1976. Bases ecològiques per a una gestió de la natura. Natura, ús o abús?

La complexitat del sistema

L'ús de l'energia per part dels ecosistemes fa que la matèria es vagi complicant, i la organització és una mesura de la complexitat del sistema. L'energia consumida pot repercutir doncs en l'acumulació d'una memòria, d'informació útil per al sistema.

Un bon indicador d'aquesta complexitat i organització acumulada es troba en el quocient entre l'energia consumida (E = En + Ex) i la diversitat generada (H): E/H

En un ecosistema urbà, la diversitat fa referència a:

  • Diversitat biològica
  • Diversitat sociocultural
  • Diversitat professional
  • Diversitat d'edats
  • Diversitat de rendes
  • Diversitat d'entitats associatives
  • Diversitat d'usos del sòl
  • Diversitat d'activitats econòmiques
  • Diversitat de funcions lligades a la presa de decisions
  • Diversitat de l'estructura urbana
  • Diversitat d'artefactes culturals (ordinadors, llibres, etc.)

Quanta més diversitat es generi en relació a l'energia consumida, més eficient serà el sistema urbà i més complexitat tindrà. Aquesta diversitat acumulada en el sistema es pot mesurar en termes d'informació (I).

El poder d'explotació d'un espai (P) per part d'un ecosistema urbà és una funció relativa a la informació acumulada i a l'energia consumida P = f (I·E)

Moltes ciutats basen el seu poder en l'energia consumida (les megalòpolis americanes de molts milions d'habitants ). Es podria arribar a la mateixa situació baixant l'E i augmentant la I.

La incertesa de l'entorn i l'equilibri de la supervivència

Els sistemes vius (els organismes, els ecosistemes) són subsistemes dintre d'una organització més gran (l'entorn).

Amb aquests entorn intercanvien matèria i energia i es poden mantenir independents si no canvien gaire les característiques de l'entorn que els hi són favorables en un moment determinat.

Complexitat dels sistemes vius
=
( Compatible)
Incertesa de l'entorn

Si l'entorn canvia i es torna desfavorable, de manera que la complexitat dels sistemes vius no pot fer front a les incerteses de l'entorn (Riscos ambientals = catàstrofes o canvis significatius dels factors ambientals), les úniques alternatives a la desaparició (la mort) són:

  • Canviar d'entorn (migracions)
  • Canviar les freqüències d'algunes característiques de la complexitat dels organismes a nivell de poblacions (evolució), de manera que els nous organismes i les seves interrelacions siguin de nou compatibles amb l'entorn.

Amb l'espècie humana i el desenvolupament de noves estratègies de supervivència basades en el coneixement, dos nous factors s'han afegit a l'equació: la capacitat d'anticipació davant les incerteses de l'entorn (gestió, prevenció i correcció de riscos) i les actuacions que provoquen canvis en l'entorn (impactes ambientals que provoquen reaccions de l'entorn amb repercussió negativa)

 

Complexitat
+
Anticipació
=
Riscos
+
Impactes

 

Complexitat del sistema viu
+
Capacitat d'anticipació del sistema als canvis de l'entorn
=
Incertesa de l'entorn / Riscos ambientals
+
Reaccions de l'entorn davant les accions antròpiques (impactes ambientals)


La complexitat del sistema
viu és la seva diversitat de comportaments, la riquesa d'estats als quals pot accedir, mantenint-se viu, amb autonomia respecte al sistema sencer del que forma part (el món). És l'estat de desenvolupament cultural, polític, econòmic, científic i tecnològic que caracteritza una societat en un moment determinat.

La capacitat d'anticipació del sistema (o gestió ambiental) és la informació que estimula al sistema a reorganitzar-se a una complexitat més alta per tal de fer front als canvis de l'entorn (regulacions ambientals, urbanístiques, industrials i demogràfiques; desenvolupament científic i tecnològic; actuacions preventives i correctores de riscos i d'impactes ambientals; canvis polítics i culturals; canvis sobre l'entorn per tal de fer-lo més compatible amb el manteniment del sistema; etc.).

La incertitud de l'entorn és la seva riques d'estats possible, és la complexitat de l'entorn (els riscos ambientals). Alguns d'aquests estats seran incompatibles amb el manteniment del sistema, i llavors la igualtat (la compatibilitat) es trenca i s'acaba el sistema (que desapareix, s'integra totalment en el seu entorn, indiferenciable).

Les accions del sistema sobre l'entorn poden tenir conseqüències negatives per al mateix sistema (impactes sobre l'entorn) a més d'augmentar la perillositat dels riscos naturals (riscos induïts)

El manteniment del sistema implica augmentar la seva complexitat i la seva anticipació (millorar la gestió) alhora que es redueixen o minimitzen els riscos i els impactes.


Qüestions:

—1. La fórmula desenvolupada en el text marca la tendència d'un sistema urbà a mantenir-se o a destruir-se i desaparèixer.

Algunes mesures i actuacions augmenten la complexitat del sistema, milloren la capacitat d'anticipació o repercuteixen positivament sobre l'entorn (i per tant són positives pel sistema); altres repercuteixen negativament (impactes ambientals) i se sumen a la incertitud de l'entorn, que no sempre és compatible amb la supervivència del sistema (catàstrofes naturals).

Ompliu un llistat d'actuacions, catàstrofes, impactes i elements relacionats amb cada un dels termes de la fórmula:

Complexitat del sistema
+
Capacitat d'anticipació del sistema als canvis de l'entorn
=
RISCOS
(Incertesa de l'entorn)
+
IMPACTES
(Reaccions de l'entorn davant les accions antròpiques)
             
Diversitat energètica + Normatives de promoció de les energies renovables. Preses que prevenen riuades =
Oscil·lacions climàtiques
+
Alliberament de CO2 i efecte hivernacle
Diversitat tecnològica en relació a la construcció d'habitatges + Legislació sobre construcció d'edificis en indrets d'elevat risc sísmic. Construcció anti-sísmica =
Terratrèmols
+
Proves nuclears
Diversitat de cultius + Incentius a l'agricultura biològica. Lluita biològica. Ús d'espècies depredadores de la plaga. =
Plagues que malmeten cultius
+
Contaminació per pesticides
  +   =   +  
  +   =   +  
  +   =   +  
  +   =   +  
  +   =   +  
  +   =   +  
  +   =   +  
  +   =   +  
  +   =   +  
  +   =   +  
  +   =   +