A multi-level framework for metabolism in urban energy systems from an ecological perspective = Un modelo en niveles para el metabolismo urbano en sistemas energéticos desde una perspectiva ecológica
Abstract:Cities have become the main centres of consumption and transformation of resources. As cities are still growing in terms of physical size, number of inhabitants and total energy consumption, unique challenges present themselves in order to safeguard a healthy urban living environment, while preventing resource shortages and pollution. The concept of urban metabolism may contribute to sustainable growth of cities as it can be used to understand emergent patterns in flows of energy and materials in the urban environment. The concept of urban metabolism draws upon an analogy with the biological meaning of metabolism, as it occurs in organisms and ecosystems. Here we present a review of the interpretation of urban metabolism in the context of urban energy dynamics and assess the validity of the proposed analogy with biology. Based on this analogy, we propose a conceptual framework for the role of urban metabolism in urban energy systems. Our review highlights that urban energy systems show a hierarchical organization comparable to ecological systems. However, the emergent patterns that result from the dynamics within urban systems differ from those occurring within ecological systems. We suggest that, in contrast to biological systems, urban energy systems lack energetic constraints at the lowest level of organisation that could enable the resource-efficient regulation of energy requirements at larger scales. The proposed framework highlights that low-level resource supply regulations may contribute to introduce scale-dependent relationships that increase energy use efficiency as cities grow.Resumen: Las ciudades han llegado a ser grandes centros de consumo y transformación de recursos. Debido a que las ciudades se mantienen en constante crecimiento en términos de tamaño físico, número de habitantes y consumo de energía, surge la necesidad de afrontar retos evidentes con el fin de salvaguardar el ambiente urbano, así como prevenir la escasez de recursos y el aumento de polución. El metabolismo urbano puede contribuir a explicar el crecimiento sostenible de las ciudades, ya que éste permite entender la emergencia de patrones en los flujos de energía y materiales en el ambiente urbano. Éste se basa en la analogía con el metabolismo en sistemas biológicos, el cual está presente tanto a nivel de organismos como de ecosistemas. En este artículo se plantea una revisión de la interpretación del metabolismo urbano en el contexto de sistemas energéticos urbanos. A partir de dicha revisión se plantea que los sitemas energéticos urbanos muestran una organización jerárquica comparable a la de los sistemas biológicos. No obstante, los patrones emergentes que resultan de la dinámica en los sistemas urbanos difieren de aquellos que ocurren en los sistemas biológicos. Nosotros sugerimos que, a diferencia de los sistemas biológicos, los sistemas urbanos no presentan limitaciones energéticas en los niveles inferiores de la organización, que trasciendan en una eficiente regulacion de los consumos energéticos en los niveles superiores del sistema. El marco conceptual propuesto en este artículo resalta que una regulación en el abastecimiento de recursos en los niveles inferiores, puede llegar a inducir relaciones de carácter alométrico que representen un aumento en la eficiencia energética en la medida que las ciudades continuan con su crecimiento.
Fuente:
Biblioteca Virtual Banco de la República
Tipo de contenido:
Tesis