Comunicación presentada al IV Congreso Ciudades Inteligentes.
Autores
- Marc Velasco, Jefe de Proyectos, Aquatec, SUEZ Advanced Solutions
- Beniamino Russo, Coordinador científico de Proyectos de I+d+i, Aquatec, SUEZ Advanced Solutions; Profesor de Ingeniería hidráulica e hidrología EUPLA, Universidad de Zaragoza
- Pere Malgrat, Director Dirección de Drenaje Urbano y Resiliencia, Aquatec, SUEZ Advanced Solutions
- Ignasi Fontanals, CEO, Opticits
- Ester Vendrell, COO, Opticits
Resumen
El ser humano vive en un mundo principalmente urbano al que el cambio climático causará impactos e incertidumbres. En particular, los servicios urbanos, tales como abastecimiento de agua o suministro de energía, se podrán ver afectados por las amenazas climáticas futuras. Es por ello que para la ciudad de Barcelona y en el marco del Proyecto RESCCUE, se han analizado las interdependencias existentes entre los distintos servicios e infraestructuras críticas de la ciudad. A través del análisis de los efectos en cascada, se podrán evaluar cuáles podrían ser los potenciales impactos directos e indirectos asociados al cambio climático y obtener un diagnóstico de la resiliencia de la ciudad.
Introducción
El ser humano vive en un mundo principalmente urbano y el crecimiento de las ciudades se prevé ascendente en el futuro. Hoy en día el 54% de la población vive en zonas urbanas y se espera que para el año 2050 ese porcentaje ascienda al 66% (UN, 2014). En este contexto, el cambio climático causará presiones, incertidumbres e impactos sobre el medio, y afecciones a las actividades que las personas desarrollan diariamente en las ciudades (ARUP, 2015). En particular, los servicios urbanos, tales como abastecimiento de agua o suministro de energía, se podrán ver afectados por las amenazas climáticas de los próximos años con serias consecuencias para los ciudadanos que en las ciudades desarrollan dichas actividades humanas. La apropiada gestión de las ciudades ha sido uno de los desafíos del siglo XXI, a cuya dificultad se deben añadir las consecuencias de los impactos derivados del cambio climático. En este contexto, el proyecto RESCCUE (RESilience to cope with Climate Change in Urban arEas – a multisectorial approach focusing on water) pretende ofrecer soluciones para las ciudades del sigo XXI para ser más resilientes frente a los desafíos físicos, sociales y económicos venideros.
Según UN-Habitat (UN-Habitat, 2017), la resiliencia urbana se refiere a la capacidad de los asentamientos humanos para resistir y recuperarse rápidamente de cualquier peligro plausible. La resiliencia contra las crisis no sólo se refiere a la reducción de riesgos y daños por desastres (es decir, pérdida de vidas y bienes), sino también a la capacidad de recuperarse rápidamente volviendo a un estado de funcionamiento normal del sistema. Si bien las medidas típicas de reducción del riesgo tienden a centrarse en un peligro específico, dejando fuera los riesgos y las vulnerabilidades debidas a otros tipos de peligros, el enfoque de resiliencia adopta una visión más holística considerando riesgos múltiples y analizando la resiliencia frente a todo tipo de riesgos plausibles.
La aparición de una crisis constituye la preocupación más crítica para las ciudades del siglo XXI (Fundación Rockefeller, 2017). Debido a los impactos que el cambio climático puede suponer, las interrupciones de los servicios urbanos están ocurriendo más frecuentemente en ciudades de todo el mundo. Inundaciones, sequías, tormentas de viento y olas de calor son sólo algunas de las crisis climáticas a las cuales nuestras ciudades se enfrentan cada día y, cada vez más, con mayores consecuencias sobre la sociedad. Las zonas urbanas son sistemas complejos que no pueden ser entendidos solamente a través de visiones sectoriales (Walloth et al., 2014). Es por ello que teniendo en cuenta las interdependencias existentes entre los diversos servicios de las ciudades, RESCCUE se centra en los fallos en cascada y las interrelaciones que pueden ocurrir entre varios servicios urbanos (Watts y Ren, 2008).
El Proyecto RESCCUE
El proyecto RESCCUE (www.resccue.eu) se enmarca en el programa de financiación europea de proyectos Horizonte 2020 y tiene como principal objetivo la evaluación, planificación y gestión de la resiliencia de las ciudades (Velasco et al., 2017). Para logar el objetivo establecido, se propone, por un lado, el uso de nuevas metodologías y herramientas para elaborar modelos sectoriales capaces de analizar, con detalle, la resiliencia de los diferentes servicios urbanos y, por el otro, el uso de la una plataforma de resiliencia más transversal, HAZUR, que abarque los diferentes servicios urbanos y sus relaciones en una visión más holística del problema. Todas estas herramientas evaluarán la resiliencia para las situaciones climáticas actuales y para diferentes escenarios de cambio climático. Este planteamiento tendrá como objeto de análisis 3 ciudades europeas, Barcelona, Lisboa y Bristol, permitiéndose así la implementación de las metodologías y herramientas propuestas en ámbitos con características y capacidad de respuesta diferentes. El proyecto RESCCUE, liderado por Aquatec – SUEZ Advanced Solutions y con un total de 18 socios, entre los cuales cabe mencionar la presencia de los tres ayuntamientos de las ciudades, proporcionará nuevas metodologías y herramientas innovadoras y a la vez resultados de análisis de impactos de las diferentes amenazas climáticas analizadas. Todo eso confluirá en Planes de Acción de Resiliencia específicos para cada una de las tres ciudades (Figura 1).
En este contexto, el proyecto RESCCUE tiene como objetivo evaluar la resiliencia actual y futura (relacionada con escenarios futuros de cambio climático) a través de un enfoque multisectorial tomando como punto de partida el sector del agua. Los condicionantes climáticos y las presiones que afectan el ciclo urbano del agua, como sequías o lluvias intensas, pueden producir impactos directos en distintos servicios urbanos estratégicos (suministro de agua, drenaje de aguas residuales y aguas pluviales, tratamiento de aguas residuales, residuos sólidos, telecomunicaciones, suministro de energía, etc.) y causar impactos colaterales, los llamados efectos en cascada, en otros servicios. Los gestores de servicios urbanos generalmente cuentan con modelos detallados para simular el comportamiento de sus sistemas frente a determinadas situaciones, pero carecen del conocimiento y las herramientas para predecir las consecuencias sobre otros servicios y sectores de la ciudad.
Por ello, RESCCUE tiene como objetivo mejorar la resiliencia urbana de nuestras ciudades a través de un conjunto de modelos y herramientas de software que, en primer lugar, evalúan los impactos del cambio climático en varios sectores y luego los interconectan para evaluar la resiliencia urbana en su conjunto para el estado actual y una amplia gama de potenciales escenarios climáticos en el futuro.
Material y métodos
Como se ha anunciado en el apartado anterior, para el análisis holístico de la resiliencia urbana se ha considerado la metodología y herramienta HAZUR. Además, con tal de poder analizar en este contexto el cambio climático, se han generado escenarios climáticos específicos para el caso de Barcelona. A continuación, se explican cómo se han llevado a cabo ambas metodologías.
Metodología Hazur
La metodología HAZUR de análisis de la resiliencia urbana consta de diferentes fases bien diferenciadas las cuales se complementan, a nivel de estructuración y presentación de la información, con la plataforma HAZUR de análisis y gestión de la resiliencia (Fontanals et al., 2014). El binomio formado por la metodología y la plataforma HAZUR asegura un análisis de la resiliencia urbana con un fuerte carácter transversal, haciendo partícipes a todos aquellos actores urbanos que influyen, de algún modo, en la resiliencia del sistema urbano objeto de estudio. Asimismo, la introducción y estructuración de la información en la plataforma HAZUR permiten fijar las bases para desarrollar el proceso HAZUR de mejora continua de la resiliencia, asociado a la siguiente etapa de gestión de la resiliencia urbana.
El proceso empieza con la definición de los distintos grupos de trabajo compuestos por los principales actores, que se componen de los políticos de los gobiernos municipales, los técnicos municipales que gestionan los principales servicios urbanos y los responsables de operaciones de las distintas empresas públicas, privadas o mixtas que se encargan de la gestión de estos servicios.
Tras la definición de todos estos actores principales se les presenta el proyecto y se organizan reuniones con todos ellos para recopilar toda la información que pueda ser necesaria: servicios a analizar, infraestructuras críticas, interdependencias existentes, protocoloas de resupuesta, proyectos de mejora futuros, etc. Para este estudio en Barcelona, se realizaron un total de 11 reuniones con los responsables de servicios urbanos críticos como agua, saneamiento, energía electríca, metro, residuos, tranvía, etc.
Con toda esta información, los consultores de la metodología Hazur (que en el caso de Barcelona eran los técnicos de Aquatec – SUEZ Advanced Solutions), introducen todos estos datos en la plataforma Hazur, generando todos los impactos y análizando los servicios, infraestructuras, interdependencias y redundancias necesarios para entender la ciudad como un todo. De todos modos, antes de proseguir con el análisis de resultados, se hacen talleres con todos los actores involucrados con el objetivo de validar la información recopilada e introducida en la herramienta y estudiar conjuntamente las interdependencias existentes (Figura 2). Además de los objetivos directamente relacionados con el estudio, estos talleres permiten establecer sinergias ocultas entre operadoras y administraciones que permitan afrontar los efectos producidos por los impactos como un conjunto. Dicho de otro modo, se busca la transversalidad en la gestión de los servicios e infraestructuras tanto frente a impactos externos como en el día a día, con lo que sentar en una misma mesa a todos los actores críticos permite generar benficios que no se podrían conseguir de otro modo.
Tras esta validación en los talleres, se procede a la implementación y resolución del mapa de interdependencias, la determinación de los efectos cascada y la resolución de la matriz What If para el análisis de los impactos (que en este caso como se ha comentado, incorporaba también los escenarios de cambio climático). Con todo esto ya se puede cerrar el estudio mediante la preparación del informe final que en el caso del proyecto RESCCUE, será un documento público que se podrá ver en la sección de descargas en la web del proyecto (www.resccue.eu).
Proyecciones de cambio climático
En el marco del WP1 del Proyecto RESCCUE, las proyecciones climáticas locales futuras y las predicciones decadales se han obtenido bajo los principales caminos representativos de concentración (o RCPs en inglés). Para este propósito, se combinaron varios métodos estadísticos de reducción de escala (funciones de estratificación y transferencia análogas entre otros) para proyectar los cambios climáticos locales en temperatura, precipitación, viento, humedad relativa, presión al nivel del mar, evapotranspiración potencial, nevadas, altura de ola y nivel del mar. Se realizó una verificación de los métodos de reducción a escala utilizando el re-análisis de ERA-Interim como referencia para reproducir el clima pasado. De manera similar, se ha aplicado un proceso de validación para evaluar la idoneidad de combinar los métodos de regionalización elegidos y los modelos climáticos CMIP5 disponibles (Monjo et al., 2018).
Ambos procesos de verificación y validación mostraron un rendimiento adecuado de los métodos de reducción de escala para todas las variables climáticas simuladas, con errores sistemáticos insignificantes y errores aleatorios típicos que son menores que la simulación de referencia basada en promedios climáticos. Finalmente, la mayoría de las simulaciones climáticas proyectan cambios coherentes para las variables climáticas estudiadas.
Estas proyecciones de cambio climático son las utilizadas para la generación de impactos en la metodología Hazur, mediante el análisis What If, en el que se estudia que le pasaría a cada uno de los servicios urbanos e infrastructuras si se produjera ese escenario concreto.
Resultados
La aplicación de la metodología describida anteriormente, ha supuesto para el caso de Barcelona la creación de 55 servicios urbanos agrupados en 8 sectores, de los cuales dependen 689 infraestructuras (Figura 3). Los sectores analizados han sido el sector del agua, el de la energía, telecomunicaciones, movilidad, emergencias, salud pública, medioambiente y residuos.
Con la información obtenida mediante las entrevistas y tras la validación hecha en los talleres, se generó una compleja matriz de interdependencias con miles de relaciones entre los distintos servicos. Como se puede ver en la Figura 4 (izquierda), la mayoría de las interdependencias se establecieron a nivel de servicio, pero en algunos casos, cuando el análisis lo requería y la información lo permitía, las relaciones se hicieron a nivel de infraestructura.
Con todo esto, se pudo generar el mapa de resiliencia que se puede ver en la Figura 4 (derecha), que permite ver a nivel conceptual las relaciones entre los distintos servicios e infraestructuras de la ciudad. Así, se puede ver qué servicios son los principales donantes en la ciudad (como los relacionados con el sector eléctrico, del agua y las telecomunicaciones) y cuáles son los principales receptores (salud pública, medioambiente, etc.).
Finalmente, utilizando las proyecciones climáticas generadas se pueden definir los principales impactos relacionados con el cambio climático, así como sus efectos en la ciudad. Los impactos definidos fueron las inundaciones, olas de calor, el incremento del nivel del mar, sequías, temporales de viento y vertidos al medio. Mediante la creación del análisis What If y las simulaciones realizadas con los distintos modelos sectoriales, se pueden analizar los efectos de estos impactos en tiempo cero, es decir, cuáles son los impactos directos a la ciudad de todos estos fenómenos.
Luego, la herramienta es capaz de analizar los efectos en cascada generados, utilizando estas afectaciones en tiempo cero y propagándolas a través de las interdependencias existentes. De este modo, se pueden ver los impactos indirectos que se pueden producir en zonas urbanas, como que debido a un fallo de telecomunicaciones se puede generar un atasco que podría afectar los servicios de urgencias en un hospital. Un estudio como el presentado aquí permite estudiar de forma holística ciudades complejas como Barcelona, permitiendo así mejorar la capacidad de respuesta ante todo tipo de impactos, tanto los actuales como los futuros.
Referencias
- ARUP International Development and the Rockefeller Foundation, 2015, City Resilience and the City Resilience Framework
- Fontanals, L., Tricàs, J., Canalias, F., Fontanals, I., 2014, “Resiliencia territorial, vector de gestión de servicios. Estudio de Caso de la Garrotxa”, Estudios Empresariales, 144, 2014/1.
- Fundación Rockefeller 2018. 100 Resilient Cities [en línea: http://www.100resilientcities.org/]
- Monjo, R., Pórtoles, J., Gaitán, E., Redolat, D., Paradinas, C., Prado, C., Torres, L., Ribalaygua, J., Russo, B. and Velasco, M., 2018, Simulating the local climate within the framework of the European RESCCUE project. Uhinak, III Cross border conference on climate and coastal change, 6-7 March 2019, Irun, Spain
- United Nations, Department of Economic and Social Affairs, Population Division, 2014, World Urbanization Prospects: The 2014 Revision, Highlights (ST/ESA/SER.A/352)
- UN-Habitat 2018 Resilience, [en línea: https://unhabitat.org/urban-themes/resilience/]
- Velasco, M., Russo, B., Martínez, M. and Malgrat, P., 2017, RESCCUE Project – RESilience to cope with Climate
- Change in Urban arEas – a multisectorial approach focusing on water. Intenational Conference on Urban Drainage – ICUD, Prague, Czech Republic
- Walloth, C., Gurr, J.M. y Schmidt, J.A., 2014, Understanding Complex Urban Systems: Multidisciplinary Approaches to Modeling. Springer International Publishing, Switzerland
- Watts, D. y Ren, H., 2008, Classification and discussion on methods for cascading failure Analysis in Transmission