Hace ya treinta años que el premio nobel de química Ilya Prigogine se refirió a la ciudad como un sistema disipativo lejos del equilibrio, incluso proponiendo en su libro Order out of Chaos (Orden desde el caos, 1984) un modelo simplificado de urbanización basado en este principio. El estado lejos del equilibrio al que se refiere Prigogine es desde luego en el aspecto térmico, donde no hay homogeneidad en la temperatura interna de las ciudades, lo que produce un alto dinamismo interno con la consecuente disipación de calor hacia el exterior. Este es un principio básico que establece una relación entre complejidad y heterogeneidad térmica interna válida para todo sistema organizado, sean organismos vivos u otro tipo de estructuras complejas, incluyendo estrellas, planetas y ciudades. En efecto, cuando un sistema presenta homogeneidad térmica interior significa que no posee estructuras complejas que disipen calor hacia el exterior pues está en equilibrio térmico con su entorno, en un estado interno aleatorio que no permite la configuración de orden y jerarquías internas. En un universo térmicamente homogéneo no existirían estrellas ni tampoco seres humanos ni ciudades. Por esta razón, desde el punto de vista termodinámico, la variada heterogeneidad térmica que presentan los tejidos urbanos es una predicción teórica del principio básico de Prigogine: las ciudades son sistemas altamente complejos, disipativos y en estados lejos del equilibrio, lo que produce una amplia heterogeneidad térmica al interior de sus tejidos. El estado del arte de la ciencia del clima urbano muestra claramente que, más que islas de calor como fenómeno singular y como fuera caracterizado durante mucho tiempo, estamos en presencia de archipiélagos de calor y frescor, altamente dinámicos espacio-temporalmente y que reflejan esta alta heterogeneidad térmica anticipada por Prigogine como resultado del intercambio energético urbano determinado por su capacidad disipativa y por lo tanto regida irrenunciablemente por las leyes de la termodinámica.
Este particular comportamiento termodinámico es de tal magnitud y alcance espacial que produce un cambio profundo y característico en las condiciones climáticas, localizado espacialmente sobre el ambiente urbano, y que generó una disciplina científica propia avocada al estudio de esta heterogeneidad térmica: el clima urbano. Estas características climáticas han sido largamente observadas, descritas y analizadas en la literatura científica publicada en inglés por varias décadas, constituyendo hoy un cuerpo de conocimiento científico robusto y consolidado. El estudio del clima urbano
tiene no solo un alto valor teórico, sino también práctico, considerando los tremendos desafíos a los que se enfrentan las ciudades del siglo xxi. Las ciudades son sistemas físicos altamente dinámicos que se expanden y aumentan su tamaño y peso a velocidades muy altas, que sobrepasan el ritmo de la mayoría de los procesos que ocurren a escala del paisaje. En América Latina, los vectores de expansión urbana alcanzan los 300 metros lineales por año, mientras que, en comparación, un bosque templado se expande
apenas unos 50 metros por año. La mayoría de los procesos geológicos a gran escala productores del paisaje ocurren a velocidades anuales medidas en centímetros por año. En cambio, las ciudades en América Latina se expanden a velocidades promedio de 20 metros cuadrados por minuto, lo que produce profundos cambios no solo en sus relaciones ecológicas con los ecosistemas nativos, sino fundamentalmente en las condiciones climáticas al interior de sus tejidos, los cuales poseen una composición ecológica diferente, constituida por edificaciones e infraestructuras antropogénicas
altamente concentradas en espacios muy reducidos. Las particularidades del clima urbano se intensifican producto de las fluctuaciones impuestas por el cambio climático, agravando las profundas inequidades ambientales a las que se ven expuestas las personas. El cambio climático, como se ha destacado en la literatura científica y también en este libro, es una dimensión de cambio global que se sobrepone a la climatología particular que crean las ciudades. La pérdida de servicios ecosistémicos producto de un desarrollo urbano ignorante de la contribución de la naturaleza al bienestar humano afecta dramáticamente las opciones de adaptación a un clima menos benigno que se avecina. El conocimiento científico acumulado en la ciencia del clima urbano puede ser un gran aporte en la batalla contra estos tremendos desafíos ecológicos. Sin embargo, es imprescindible superar las brechas en el traspaso de conocimiento producido en inglés y el que está disponible en nuestro idioma.
El presente libro constituye una ambiciosa recopilación del conocimiento sobre clima urbano en nuestra lengua castellana y refleja el estado del arte en el primer cuarto del siglo xxi en América Latina. Es una compilación sistemática y de acceso libre que constituye desde ya un aporte relevante al conocimiento científico disponible en nuestra región. Los editores han sido capaces de compilar un abanico diverso y rico de trabajos realizados en nueve ciudades en cuatro países de Latinoamérica, reuniendo a una comunidad que incluye a treinta y nueve autores que han investigado el clima urbano en la región, describiendo sus características y consecuencias algunos desde hace décadas. Los estudios de caso representan solo algunos ejemplos de investigaciones que ilustran con calidad y alcance internacional la realidad del clima urbano en la región, facilitando el acceso al estado del arte a través de esta colección de capítulos. El desafío que sortea este libro no solo es relevante en el sentido de compilar un abanico interesante de estudios, sino también en términos de nomenclatura y definiciones científicas en castellano al tratarse de denominaciones utilizadas para describir el fenómeno climático que no están necesariamente normalizadas en nuestra lengua y que por lo tanto han sido también parte de los desafíos que los editores han enfrentado en estas páginas. Efectivamente, avanzar en protocolos de nomenclatura que definan terminologías estándar como isla de calor urbano (ICU) es un paso necesario en la consolidación de un lenguaje propiamente científico que sea no solo apropiado sino también
aceptado y utilizado por la comunidad académica. En sus doce capítulos, el libro revisa las características fundamentales de las islas de calor urbano, tanto en diversos contextos geográficos en la sección uno, como a diferentes escalas en la sección dos. Los estudios de casos incluyen las ciudades de Santiago de Chile, San Luis Potosí, Playa del Carmen, Villahermosa, Monterrey y Guadalajara en México, Valle de Aburrá en Colombia y el nordeste de Brasil. A una escala distinta y con miradas más regionales y nacionales, los capítulos de la sección dos analizan las características climatológicas de ciudades mexicanas, sus periferias agrícolas y del corredor industrial del Bajío, junto a las características de
varias ciudades de Chile. El libro presenta un espectro de casos concretos que dibujan un mapa
climático urbano actual, con claras consecuencias ambientales a futuro, las cuales se interceptan con las tendencias de desarrollo urbano insostenible observadas en América Latina y que han sido caracterizadas por una pérdida sistemática de biodiversidad y servicios ecosistémicos. Lo anterior ha llevado a un deterioro paulatino de las condiciones ambientales y a una creciente inequidad ambiental e informalidad urbana, todo esto cruzado por una planificación y gobernanza en general débiles, con escasos recursos y capacidad técnica para enfrentar estos desafíos. No obstante, América Latina cuenta hoy con una generación de jóvenes investigadores con muy alto nivel de preparación académica y que están produciendo innovadores resultados de la mano de tecnologías de investigación y monitoreo
de última generación.
De cara hacia el futuro existen todavía importantes desafíos metodológicos y conceptuales. Para avanzar en una caracterización más robusta del clima urbano se requiere una adecuada inclusión del tiempo como variable urbano-climática fundamental; es decir, no solo desde el punto de vista estándar que divide día y noche en los análisis de islas de calor, sino también en estudios que consideren mayores horizontes temporales que permitan observar los cambios térmicos en las islas de calor, sus tendencias y patrones, y poder entender de mejor forma cómo proyectar su futura presencia y magnitudes, o cómo mitigarlas cuando esto sea necesario.
Desde el punto de vista conceptual y de cara a una perspectiva de investigación de mucho más largo plazo, es importante considerar que el balance energético producto de la demanda de energía para alimentar los procesos urbanos presenta desafíos que parecen insuperables. La energía que utilizamos del sol es solo una fracción infinitesimal de toda la energía que alcanza la superficie terrestre, y constituye desde luego nuestro seguro energético para el futuro, capaz de satisfacer hasta las más inverosímiles
demandas. La magnitud disponible de dicha energía es descomunal y supera en varios órdenes de magnitud nuestras necesidades humanas, siendo capaz de sostener el desarrollo urbano de manera físicamente ilimitada (las restricciones actuales para el mejor aprovechamiento de la energía solar
disponible son tecnológicas y también de políticas, pero no físicas). Sin embargo, tan grande disponibilidad energética produce el mayor de los problemas para las ciudades del futuro: la disipación de esa energía que entra al sistema urbano. Los actuales modelos de clima urbano consideran únicamente de manera marginal los efectos de la energía metabolizada; es decir, aquella utilizada para sostener procesos y funciones urbanas, pues son efectivamente insignificantes. Sin embargo, al aumentar el consumo interno de energía y como producto de la segunda ley de la termodinámica,
esta energía debe disiparse al exterior, tanto de edificios como al exterior de la ciudad misma. Si la demanda y consumo de energía aumenta de manera exponencial, de la misma forma lo harán las necesidades de disipación de esa energía hacia el exterior del sistema urbano. Sin embargo, esta
necesidad termodinámica presenta una tremenda limitación física. A diferencia de la Tierra, que posee un espacio circundante infinito a casi cero grados kelvin donde disipar el calor que el planeta emite, las ciudades no cuentan con un reservorio donde emitir el calor resultante de sus procesos
internos. Esta realidad física significa que, probablemente, el peor y más grande desafío de las ciudades del futuro es el termodinámico: cómo poder mantener el confort térmico y la habitabilidad del tejido urbano en un contexto de creciente demanda y consumo de energía que es internamente disipada, y que, por lo tanto, requerirá de mejores estructuras urbanas que permitan gestionar el calor excesivo. Es un desafío altamente complejo que requiere agendas de investigación transdisciplinarias que integren el
conocimiento de clima urbano con el existente en la ecología industrial y el metabolismo urbano, a fin de poder anticiparnos y, eventualmente, mejorar nuestra capacidad de reacción a un futuro urbano definitivamente más caluroso.
Pero esa es otra historia.