25: Ecología Urbana

El Desarrollo de las Áreas Urbanas

Las áreas urbanas son ciudades, pueblos y otros lugares donde la gente vive en una población compacta. La mayoría de las personas urbanas se dedican a actividades económicas que funcionan de manera eficiente en poblaciones densas, como el comercio, la educación, la manufactura y los servicios. Por el contrario, las actividades económicas basadas en recursos, como el cultivo de alimentos y la recolección de minerales, combustibles fósiles, madera o vida silvestre, ocurren principalmente en áreas rurales.

Las áreas urbanas importan energía, alimentos y materiales del campo local, así como de regiones más distantes de su país, además de otras naciones del mundo en un comercio cada vez más global. Las conexiones relacionadas con los recursos entre ciudades y áreas rurales existen en todas las escalas espaciales (locales, regionales y globales) y son un aspecto integral pero a menudo insuficientemente apreciado de la ecología urbana.

El desarrollo de densas habitaciones (inicialmente pequeñas aldeas) durante la evolución cultural humana comenzó hace unos 10 mil años, cuando las primeras prácticas agrícolas permitieron la producción de excedentes locales de alimentos (cosechas que superaban las necesidades de subsistencia de los propios agricultores). El exceso de alimentos fomentó el desarrollo de ocupaciones especializadas que se realizaron de manera más eficiente en un lugar céntrico como un pueblo o pueblo. Las nuevas actividades sociales incluyeron la religión organizada y los sistemas políticos, la manufactura artesanal y los medios para administrarlos en amplias áreas a través de estructuras jerárquicas económicas, políticas, religiosas y militares.

Los primeros pueblos probablemente fueron apoyados tanto por la agricultura asentada como por las actividades locales de caza y recolección. Hace unos 9 mil años, las pequeñas aldeas agrícolas estaban relativamente extendidas en algunas regiones, particularmente en la Media Luna Fértil de Oriente Medio (ver Capítulo 24). Hace 8 mil 500 años, esa región contaba con importantes ciudades amuralladas. Desarrollos similares también ocurrieron en China y probablemente en otras partes del sur de Asia.

Desde estos humildes comienzos, la urbanización de la población humana ha avanzado a buen ritmo, y sobre todo rápidamente durante el siglo pasado. Sólo alrededor de 2.5% de la población humana vivía en pueblos y ciudades en 1800, y 5-10% en 1900. Hoy en día, alrededor de la mitad de la población humana vive en lugares urbanos, y se prevé que esto aumente a dos tercios para 2025 (o alrededor de 5 mil millones de personas). Alrededor del 90% de este incremento en las poblaciones urbanas ocurrirá en países menos desarrollados (ver Capítulo 10). A nivel mundial, la población urbana está creciendo aproximadamente cuatro veces más rápido que la de las zonas rurales, en gran parte debido a la migración de un gran número de personas del campo a las zonas urbanizadas.

En Canadá, alrededor del 20% de la población vivía en pueblos y ciudades en 1871, aumentando a 38% en 1900, 63% en 1950 y 81% en 2011 (de las cuales 45% vive en ciudades mayores de 750 mil personas; Capítulo 11).

En 1750, pocas ciudades apoyaban a más de 50 mil personas —Londres era la única en Inglaterra, y no había ninguna en Norteamérica. En 1830, Nueva York y Filadelfia fueron las únicas ciudades estadounidenses con una población superior a los 100 mil. Para 1910, sin embargo, 52 ciudades de Norteamérica apoyaban a más de 100 mil personas (Nueva York era la más grande, con más de 1 millón). En 1950, Nueva York y Tokio fueron las únicas dos megaciudades del mundo (es decir, tener una población mayor a 10 millones de habitantes). En 2014, había 537 ciudades que apoyaban a más de 1 millón de personas, incluidas 35 megaciudades, de las cuales 29 estaban en el mundo en desarrollo (Brinkhoff, 2015). Las megaciudades más grandes se enumeran en el Cuadro 10.5.

En ningún país se ha producido una discusión efectiva de las políticas de población urbana. En consecuencia, no existen políticas de población para las zonas urbanas en Canadá o en otros lugares. Los temas clave son ¿qué tan grandes deben ser las ciudades para brindar a las personas lugares seguros y limpios para vivir, al mismo tiempo que suministran los bienes y servicios que las áreas urbanas pueden entregar de manera más efectiva? Si las ciudades más grandes se consideran superpobladas, ¿cómo se puede desalentar el crecimiento continuado de la población? ¿Se puede animar a las personas a trasladarse a centros más pequeños? Estas y otras cuestiones relacionadas con las políticas de población urbana son sumamente polémicas, pero todas tendrán que ser atendidas.

Planeación Urbana

Los ecosistemas urbanos tienen estructuras y funciones extremadamente complejas (aunque no más que los ecosistemas naturales). Hasta cierto punto, su desarrollo ha ocurrido de manera ordenada, con ciertas áreas designadas para tipos particulares de estructuras y actividades. La planeación urbana es el proceso activo de diseñar y organizar la estructura y función de las ciudades. Como tal, la planeación urbana contribuye a la información que necesitan los legisladores y otros tomadores de decisiones a medida que desarrollan una ubicación sensata y eficiente de lo siguiente:

• edificios, incluyendo viviendas, propiedades comerciales, instituciones (como hospitales y escuelas) e instalaciones industriales
• infraestructura para el transporte, servicios públicos y manejo de desechos, como carreteras, ferrocarriles, rutas de tránsito público, corredores de transmisión eléctrica y ductos, alcantarillado e instalaciones de tratamiento de aguas residuales, y áreas de eliminación de desechos sólidos
• espacios verdes, incluyendo campos de juego y parques hortícolas y de áreas naturales

Las zonas urbanas bien planificadas tienen barrios relativamente agradables donde vive y trabaja la gente. En contraste, las ciudades mal planificadas son caóticas, sucias y desagradables. En general, la planificación urbana es más efectiva en los países desarrollados ricos como Canadá, pero mucho menos en los países en desarrollo más pobres donde la población está creciendo y la urbanización avanza con mayor rapidez.

El paradigma dominante de planeación de los últimos 60 años ha implicado la segregación de los principales usos del suelo y actividades económicas en diferentes áreas. Este tipo de estrategia ha influido mucho en el diseño de las ciudades modernas, incluidas todas las de Canadá. Ha dado lugar a que muchas personas urbanas vivan en barrios discretos del centro de la ciudad o suburbios más distantes, mientras compran en grandes centros comerciales, trabajan en fábricas o complejos de oficinas y parques industriales, y viajan largas distancias entre estos tipos de uso del suelo. Sin embargo, este tipo de planeación ha contribuido a algunos problemas urbanos importantes, entre ellos los siguientes:

• el rápido crecimiento de grandes regiones urbanizadas, multiurbanas (a veces conocidas como conurbaciones)
• la segregación ineficiente de las residencias de los lugares de trabajo y comercio
• largos tiempos de desplazamiento para los trabajadores
• sistemas de transporte congestionados
• una decadencia de la vida vecinal
• problemas ambientales como la contaminación del aire y del agua, el derroche de energía y materiales, la pavimentación de valiosas tierras de cultivo (muchas áreas urbanas se encuentran en excelentes tierras agrícolas) y las pérdidas de hábitat natural

Algunos de estos temas se examinan con más detalle más adelante en este capítulo.

El paradigma del uso del suelo ampliamente segregado está siendo desafiado ahora por el concepto de un diseño de “barrio” más integrado. Esto implica el desarrollo de comunidades relativamente compactas y autosuficientes que contienen una mezcla de usos residenciales y comerciales del suelo. En algunos aspectos, esto se remonta a elementos más tradicionales del diseño comunitario, en los que la vivienda, el empleo, el comercio local, la manufactura a pequeña escala y la recreación estaban a poca distancia a pie. El resurgimiento de este concepto en el planeamiento urbano ha sido influenciado sustancialmente por las ideas de Jane Jacobs, geógrafa que impartió clases en la Universidad de Toronto.

Uso del suelo urbano

Las áreas urbanizadas cubren alrededor de 20 000 km ² de Canadá, solo 0.2% del total de la tierra. Canadá es, sin embargo, un país altamente urbanizado porque 81% de su población (alrededor de 22 millones de personas) vive en ciudades y pueblos.

Aunque los patrones de uso del suelo varían entre las ciudades de Canadá, los usos dominantes son para fines residenciales, comerciales, industriales y de transporte (Figura 25.2). Como tal, las áreas urbanas están ocupadas principalmente por: viviendas unifamiliares, dúplex y edificios de departamentos; edificios comerciales, industriales e institucionales; estacionamientos y caminos pavimentados; y otras estructuras construidas. Las áreas no pavimentadas son en su mayoría césped herboso. Todos estos “hábitats” urbanos son de carácter altamente antropogénico —son, después de todo, lugares donde vive, trabaja y juega un gran número de personas. Algunos espacios verdes urbanos también contienen hábitat para elementos de biodiversidad nativa, como examinamos más adelante.

Cuestiones Ambientales 25.1. Urban Sprawl Las ciudades canadienses están creciendo rápidamente por dos razones: (1) la mayoría de los inmigrantes prefieren vivir en áreas urbanas, y (2) hay inmigración de distritos rurales. Ambos grupos buscan oportunidades económicas, así como los beneficios culturales y de estilo de vida de vivir en grandes centros. En todo caso, debido al rápido crecimiento poblacional, las zonas urbanizadas se están extendiendo a hábitats rurales adyacentes, fenómeno conocido como “expansión urbana”.

Todas las ciudades y pueblos de Canadá se encuentran en terrenos que antes estaban ocupados por ecosistemas naturales. Sin embargo, gran parte de la expansión que se está produciendo hoy implica la conversión de agroecosistemas en áreas urbanizadas. Cuando se pierde la tierra agrícola, se agota la capacidad del paisaje para proporcionar alimentos. Este es un problema importante en partes del sur de Canadá, donde gran parte de la tierra de mayor capacidad del país se está convirtiendo en usos residenciales y comerciales de las ciudades.

La expansión urbana también es una amenaza para los hábitats naturales, particularmente en áreas que sostienen ecosistemas raros. Por ejemplo, el área alrededor de Victoria es el único lugar en Canadá donde se encuentra el bosque seco dominado por el encino Garry (Quercus garryana). Este es el hábitat de muchas especies raras y es uno de nuestros ecosistemas naturales más amenazados. La expansión de áreas residenciales es el mayor riesgo para este bosque de encino costero. Las agencias de conservación del gobierno y del sector privado, incluida la Nature Conservancy de Canadá, están tratando de proteger los parches sobrevivientes de este raro bosque.

La expansión urbana también puede ser una amenaza para la capacidad de los paisajes para proporcionar “servicios” ambientales clave, como el agua potable. Uno de esos casos involucra un área conocida como Oak Ridges Moraine, que se ha convertido en un punto de reunión para la protección del hábitat contra una mayor urbanización en el área metropolitana de Toronto. La morrena es una cresta de 160 km de largo, 1950-km ² ubicada al norte de la ciudad, y está compuesta por un terreno montañoso sustentado por arena glacial y grava. Debido a su topografía rugosa y escasa fertilidad, gran parte de su superficie ha permanecido boscosa o se utiliza para pastos u otros fines agrícolas de baja intensidad. El agua subterránea que se origina en la morrena es una fuente de recarga de agua de pozo para unas 250 mil personas y es una fuente de 65 ríos y arroyos y muchos humedales. Sin embargo, con el rápido crecimiento de la región metropolitana de Toronto, la morrena ha sido objeto de una creciente presión por el desarrollo residencial y comercial. El desbroce extenso de sus áreas boscosas y pastizales degradaría la capacidad de la morrena para proporcionar agua subterránea limpia para su uso por las personas y para apoyar arroyos y humedales. La pérdida del bosque restante también destruiría el hábitat de especies nativas que son raras en la región.

Ante el intenso cabildeo de grupos que buscan limitar nuevos desarrollos sobre la morrena, el Gobierno de Ontario formó un panel asesor para brindar asesoría sobre la regulación del uso del suelo. El panel brindó muchas recomendaciones, incluida la necesidad de proteger al 92% de la morrena del desarrollo intensivo, y estas fueron clave en la elaboración de la Ley de Conservación de Moraine The Oak Ridges, 2001. La Ley se utilizó para elaborar un plan de uso del suelo, incluyendo disposiciones para áreas naturales centrales y vínculos entre ellas, que comprende alrededor del 62% de la morrena. En 2002, el premier de Ontario anunció la formación de una fundación sin fines de lucro Oak Ridges Moraine Foundation y le proporcionó 15 millones de dólares para financiar la educación pública, monitorear la morrena, desarrollar senderos y asegurar hábitats naturales. El gobierno federal también anunció que los terrenos que posee sobre la morrena, a unos 30 km ², se mantendrían como espacio verde. Además, Nature Conservancy de Canadá ha ido adquiriendo propiedades de alto valor de conservación y las está dejando de lado como áreas protegidas.

Se trata de acciones positivas, aunque todavía hay presión por parte de algunos terratenientes para permitir un mayor desarrollo residencial y comercial en la zona. Afortunadamente, sin embargo, estas presiones se han resistido en su mayoría y se sigue avanzando en la conservación de los espacios verdes en la Moraine Oak Ridges.

Transporte Urbano

Todas las áreas urbanas cuentan con sistemas complejos para mover personas y bienes. La infraestructura física para el transporte incluye carreteras, estacionamientos, ferrocarriles, subterráneos, aeropuertos y rutas de agua, además de los muchos tipos de vehículos que operan en estos corredores. Desde principios del siglo XX hasta la década de 1950, los sistemas de transporte público fueron los medios de transporte personal más utilizados en las ciudades canadienses. El transporte público sigue siendo un medio importante de transporte en las ciudades, aunque su crecimiento es moderado y no tan impresionante como el del uso de automóviles (Figura 25.3).

La mayor parte del transporte urbano implica el uso de vehículos motorizados (Figura 25.4). En promedio, alrededor del 93% de los pasajeros-kilómetros se recorren en vehículo particular (automóvil o camión ligero), y sólo 4%, en autobús; 3%, por tránsito rápido y ferrocarril; y menos del 1% por otros medios (como las bicicletas). Alrededor del 75% de los viajes se realizan en automóvil o camión; 14%, en transporte público; 10%, a pie; y 1%, en bicicleta. En general, las ciudades más grandes cuentan con una infraestructura mejor desarrollada para el transporte público. Por ejemplo, en Toronto Metropolitano, 65% del total de viajes son en automóvil o camión pequeño, 30%, en transporte público, 4%, a pie, y 1%, en bicicleta (NRTEE, 1998).

Estos patrones generales también se muestran por los costos de transporte (Figura 25.5). El gasto promedio de los hogares en transporte fue de aproximadamente $9,208 en 2004, o 17% del gasto total. Alrededor del 83% del gasto en transporte se asoció con poseer y operar automóviles o camiones ligeros. Sólo el 0.6% se gastó en bicicletas, a pesar de que estos son los medios de transporte más eficientes energéticamente en las zonas urbanas (ver En Detalle 25.1).

Aunque poseer un automóvil o camión es ampliamente visto como un aspecto deseable de nuestro estilo de vida, la dependencia de los vehículos automotores personales afecta seriamente la calidad ambiental en las ciudades y pueblos. En comparación con otros medios de transporte urbano, los vehículos automotores personales emiten más contaminación del aire, requieren más infraestructura física (como carreteras y estacionamiento), utilizan más recursos materiales y energéticos, y son más costosos de poseer y operar. Los riesgos significativos para la seguridad también están asociados con el uso de vehículos de motor personales: 2,077 canadienses murieron en accidentes de transporte en 2012, lo que equivale a 0.9% de todas las muertes (Transport Canada, 2012). También hubo 165 mil lesiones lo suficientemente graves como para requerir atención médica.

En Detalle 25.1. La bicicleta: una máquina verde Inventada a finales del siglo XIX, la bicicleta rápidamente se reconoció como una forma eficiente, segura y divertida de moverse. Incluso hoy, con todos los avances en tecnologías para el transporte motorizado, la bicicleta sigue siendo el medio más eficiente para transportar personas en tierra. Este hecho se ilustra comparando la energía que normalmente se usa para transportar a un pasajero utilizando diversas tecnologías (Holcomb, 1987):

• Automóvil (1 ocupante) 1163 cal/km
• Automóvil (2 ocupantes) 581
• Autobús de tránsito 575
• Ferrocarril de tránsito 553
• Caminando 63
• Montar en bicicleta 22

A diferencia del transporte motorizado, andar en bicicleta no emite contaminantes del aire como NO _x, SO ₂, hidrocarburos o partículas. Además, la fabricación de bicicletas requiere muchos menos recursos materiales y energéticos, y se necesita menos infraestructura para apoyar a estos vehículos en términos de espacio para carreteras y estacionamiento. Por lo tanto, las bicicletas representan una alternativa ambientalmente suave (o “verde”) a los vehículos motorizados para el transporte personal. Hay más de mil millones de bicicletas en el mundo, aproximadamente la mitad de ellas en China. Los canadienses poseen alrededor de 13 millones de bicicletas, o 0.42 por persona. A pesar de este número, sólo el 1% de todos los viajes se realizan utilizando una bicicleta, lo que sugiere que muchas bicicletas no están bien utilizadas. Grandes beneficios ambientales resultarían si más canadienses usaran bicicletas en lugar de vehículos de motor como medio de transporte personal. Estos beneficios incluyen menos contaminación del aire, menores costos de infraestructura de transporte y menos uso de recursos energéticos y materiales. Los beneficios personales incluyen la comodidad de viajar en bicicleta y mejorar la salud del ejercicio frecuente.

Sin embargo, andar en bicicleta puede ser peligroso, principalmente por el riesgo de colisiones con vehículos de motor. Alrededor del 2% de las muertes relacionadas con vehículos en América del Norte involucran a ciclistas (los accidentes automovilísticos son el otro 98%, pero el riesgo de muerte por viaje y por kilómetro asociado con el uso de bicicletas es más del doble; Instituto de Seguros para la Seguridad Vial, 2014). En Estados Unidos en 2012, hubo 772 muertes relacionadas con la bicicleta, y los datos canadienses representan alrededor del 10% de eso. Sin embargo, las muertes en bicicleta han disminuido un 24% desde 1975 debido a que la mayoría de los ciclistas ahora usan casco (98% de las muertes involucran a personas sin casco). El uso más seguro de la bicicleta requiere carriles separados a lo largo de carreteras transitadas, una mayor conciencia por parte de los conductores de automóviles y camiones de la necesidad de compartir la carretera con ciclistas (y viceversa), y un mayor uso de equipo de seguridad por parte de los ciclistas, especialmente cascos y luces y dispositivos reflectantes por la noche. Se puede fomentar el uso de bicicletas en las ciudades de las siguientes maneras:

• mediante el desarrollo de una red de ciclovías (caminos separados para bicicletas), carriles para bicicletas y hombros pavimentados en las principales carreteras
• proporcionando estacionamiento seguro en lugares de trabajo y estaciones de transporte público (esta última se conoce como “bicicleta y paseo”)
• al tener una flota de bicicletas de uso gratuito o alquiler económico de una red de centros de recogida (este sistema, utilizado por primera vez en varias ciudades europeas, se está probando a menor escala en Norteamérica, incluida Montreal)
• educando a las personas sobre las ventajas del transporte de bicicletas y los temas de seguridad.

Otras formas de incrementar el uso de la bicicleta serían mucho más difíciles de implementar. Por ejemplo, las opciones de urbanismo podrían alentar a las personas a vivir más cerca de sus lugares de trabajo, dándoles desplazamientos más cortos. Además, la legislación podría garantizar que las personas que utilizan el transporte motorizado paguen la totalidad de los costos de su elección de transporte retirando los subsidios para la construcción de carreteras, puentes, estacionamientos y otra infraestructura y aplicando impuestos realistas (como tarifas de usuario) para compensar los costos de contaminación atmosférica asociada y agotamiento de recursos.

Contaminación química

Los ambientes urbanos suelen tener concentraciones más altas de diversos químicos que las que suelen ocurrir en los lugares rurales. Además, una gama más amplia de productos químicos está presente, incluyendo muchos sintéticos. A menudo, la contaminación química del ambiente urbano es lo suficientemente intensa como para dañar la salud de las personas, los animales y la vegetación.

El suelo en las zonas urbanas puede contaminarse con una amplia gama de sustancias, incluidos los productos derivados del petróleo, los hidrocarburos halogenados (como los PCB) y los metales. Esto se ilustra con los siguientes ejemplos.

• Derrames de hidrocarburos: Los hidrocarburos líquidos, como la gasolina, el fuelóleo, las pinturas y los solventes (como los que se usan en la limpieza en seco) se almacenan en muchos lugares. Esto incluye tanques subterráneos en estaciones de gasolina y tanques de combustible en hogares y en edificios comerciales, industriales e institucionales. Todos los autos, camiones y otros vehículos contienen cantidades más pequeñas de combustibles. Los derrames de algunos tipos de combustibles líquidos, como la gasolina, pueden ser extremadamente peligrosos debido al riesgo de incendio o explosión. Además, si los hidrocarburos líquidos se derraman sobre el suelo, penetran rápidamente y causan contaminación local del agua subterránea, que luego puede extenderse ampliamente como una columna de agua contaminada. Esto puede arruinar la utilidad de un acuífero como agua potable: tan poco como 1 ppm de hidrocarburos puede resultar en contaminaciones discernibles y concentraciones aún más pequeñas de algunos químicos se consideran un riesgo para la salud. Es difícil o imposible contener un derrame de hidrocarburos una vez que llega al agua subterránea o rehabilitar completamente un acuífero contaminado. Es mucho más fácil evitar derrames de hidrocarburos que lidiar con los daños ambientales que causan.
• Metales: El suelo urbano puede contaminarse con los metales de muchas maneras. Por ejemplo, las personas que viven cerca de fábricas de reciclaje de metales pueden estar expuestas a la contaminación a través de la caída de polvo de la atmósfera. En un caso, se encontró contaminación severa en un barrio residencial del centro de Toronto cerca de una fábrica de reciclaje de baterías de automóviles. El plomo en el suelo superficial cerca de la fábrica superó varios miles de ppm (una muestra tenía > 5% de plomo), y algunos residentes tenían plomo elevado en su sangre y cabello. Este asombroso conflicto de uso de la tierra ocurrió debido a una zonificación anterior e inapropiada del uso del suelo, cuando se prestó menos atención a las preocupaciones ambientales. Sin embargo, la fábrica de reciclaje de baterías aún permanece en el barrio residencial, aunque opera de manera mucho más limpia que en el pasado. La contaminación por plomo del suelo urbano también ha sido causada por residuos de pintura vieja, que a menudo presentaba concentraciones muy altas de pigmentos que contienen plomo (comúnmente llegando al 38% en los residuos secos), especialmente en los colores blanco y rojo. (El plomo ahora es reemplazado principalmente en pinturas domésticas por titanio y otros metales menos tóxicos). El suelo cercano a carreteras transitadas también se ve afectado por la gasolina con plomo (este problema se ha disipado desde la prohibición de 1990 a la gasolina con plomo; ver Figura 25.6 y Capítulo 18).

La eutrofización es otro tipo de contaminación urbana. Los lagos y ríos de las zonas urbanas suelen tener un suministro enriquecido de nutrientes, lo que se traduce en una mayor productividad y eutrofización. Los insumos de nutrientes provienen del uso de fertilizantes en horticultura, lixiviación de campos sépticos y, en ocasiones, el vertimiento de aguas residuales. Los cuerpos de agua urbanos también están comúnmente contaminados con bacterias coliformes y otros patógenos intestinales y parásitos que se originan con aguas residuales y escorrentías superficiales contaminadas por heces de mascotas y aves. Los lagos y ríos también pueden verse afectados por el derrame de combustible, los metales, el vertido de basura y la sedimentación por el suelo erosionado durante las actividades de construcción. Cualquiera de estas influencias en los lagos urbanos puede hacerlos menos adecuados o incluso inadecuados como fuente de agua potable o para fines recreativos. La eutrofización y sedimentación también causan daños ecológicos significativos en muchos cuerpos de agua urbanos.

La contaminación del aire urbano también puede ser grave, causando problemas de salud potencialmente mortales para muchas personas, particularmente las personas mayores o muy jóvenes y las que padecen enfermedades respiratorias. La contaminación severa por dióxido de azufre y partículas alguna vez fue común en las ciudades de América del Norte y Europa, cuando el carbón se quemaba como combustible industrial y residencial. Sin embargo, este problema se ha aliviado en gran medida desde principios de la década de 1960 debido a las regulaciones de aire limpio (Capítulo 16). Sin embargo, este tipo de reducción del smog sigue siendo grave e incluso empeorando en muchos países en rápido desarrollo, donde se da menor prioridad a la aplicación de leyes de aire limpio.

A pesar de las grandes mejoras desde la década de 1960, las ciudades de Canadá y otros países desarrollados siguen siendo afectadas por niveles significativos de contaminación atmosférica (Capítulo 16; Figura 25.6). Los siguientes son particularmente importantes.

• Gases SO ₂ y NOx: Aunque el llamado smog reductor es un problema mucho menor que antes, las atmósferas urbanas siguen teniendo mayores concentraciones de SO ₂ y NOx que las zonas rurales. La deposición seca de estos gases daña el mármol, la piedra caliza, la arenisca y otros materiales de construcción y estatuas sensibles a los ácidos, y contribuye a la acidificación de los hábitats acuáticos (Capítulo 19). Además, estos gases pueden ser directamente tóxicos para plantas y líquenes urbanos sensibles.
• Partículas suspendidas: En gran parte originadas por las emisiones de vehículos, hornos y otras fuentes de combustión, las partículas suspendidas son en su mayoría aerosoles finos de sulfato de amonio, nitrato de amonio y compuestos orgánicos hollinos. A altas concentraciones forman una neblina que interfiere con la visibilidad y es un peligro para las personas con problemas respiratorios. En general, la contaminación del aire por partículas ha disminuido notablemente durante las últimas décadas, principalmente debido a mejores controles de emisiones en centrales eléctricas, otras fuentes industriales y vehículos, y por el cambio generalizado al gas natural como combustible.
• Oxidantes: Las ciudades con un clima soleado y una gran cantidad de vehículos motorizados suelen desarrollar un smog fotoquímico durante el día, caracterizado por altas concentraciones de ozono, nitrato de peroxi acetilo (PAN), NOx y compuestos orgánicos volátiles (Capítulo 16). El componente de ozono es responsable de la mayor parte del daño oxidante porque es tóxico para muchas plantas, irrita los ojos y las vías respiratorias de las personas, y degrada muchos materiales y pigmentos. El peor smog fotoquímico ocurre en el sur de Ontario y Quebec, extendiéndose desde Windsor hasta la ciudad de Quebec, y en menor grado en el área metropolitana de Vancouver y alrededor de Saint John. El objetivo de calidad del aire para el ozono (63 ppb) se supera en muchos días de verano en el corredor Quebec-Windsor, donde las concentraciones máximas por hora pueden superar las 160 ppb. Las Cataratas del Niágara, Sarnia, Windsor y Guelph se encuentran entre las ciudades más frías de Canadá, superando las pautas de ozono por más de 50 días al año. El smog fotoquímico en esta región se produce debido a las emisiones locales de NOx y orgánicos volátiles (estos son precursores en la producción fotoquímica de ozono; ver Capítulo 16), así como las que soplan desde áreas urbanas en los Estados Unidos cercanos. En contraste, las emisiones locales son la principal causa de smog de ozono en el área de Vancouver.

Clima Urbano

El clima de las regiones urbanas es diferente al de las zonas rurales cercanas. En comparación con las zonas rurales, las ciudades suelen exhibir las siguientes características:

• son más calientes por 3-6°C
• tienen 5-10% más cobertura de nubes
• recibir alrededor de 20% menos radiación solar
• tienen velocidades de viento 20-30% más bajas (aunque la tunelización del viento puede aumentar la velocidad del viento cerca de edificios grandes)
• tienen una humedad relativa 5-15% más baja
• recibir 5-15% más precipitación El más conocido de las diferencias climáticas, denominado efecto “isla de calor”, se refiere a la temperatura más cálida de las ciudades, lo que ocurre por las siguientes influencias en el presupuesto energético urbano:
• una emisión de grandes cantidades de calor (energía térmica) de edificios y máquinas (incluidos los vehículos de motor)
• interferencia de edificios con la dispersión de aire caliente por el viento
• la absorción de radiación solar por superficies oscuras (especialmente carreteras asfálticas y estacionamientos), seguida de la re-radiación de infrarrojos de onda larga
• una relativa falta de follaje vegetal en áreas urbanas (la atmósfera se enfría por la evaporación del agua del follaje, también conocida como transpiración)

Contaminación Térmica

La contaminación térmica ocurre cuando un aumento en la temperatura ambiental es suficiente para resultar en daños ecológicos. Esto puede deberse a la descarga directa de calor al medio ambiente, a menudo desde una fuente puntual hacia un ecosistema acuático. A medida que el agua se vuelve más cálida, la respiración de organismos poiquilotérmicos (de sangre fría) aumenta, aproximadamente duplicando su velocidad por cada aumento de temperatura de 10°C. Al mismo tiempo, disminuye la cantidad de oxígeno disuelto en el agua (debido a que la solubilidad de los gases es menor en agua tibia). El aumento del metabolismo y la disminución del oxígeno causan estrés fisiológico a los organismos acuáticos. Los problemas ecológicos asociados incluyen cambios en las comunidades de peces, invertebrados, plantas acuáticas y algas. La contaminación térmica extrema puede resultar en agua anóxica, eutrofización acelerada y muertes de peces. La contaminación térmica puede reducir el potencial de usos recreativos, industriales y de agua potable de una masa de agua.

La contaminación térmica se asocia con descargas de agua caliente de centrales de combustibles fósiles o nucleares u otras grandes instalaciones industriales. Estos lugares suelen utilizar una masa de agua local como fuente de agua de refrigeración. Luego, el agua caliente se devuelve al ambiente para disipar su mayor contenido de calor. Debido a que las centrales eléctricas suelen ser 30-40% eficientes en convertir el contenido de energía de su combustible en electricidad, el otro 60-70% de esa energía debe ser disipada. Una planta de energía emplea intercambiadores de calor para calentar el agua de enfriamiento, que luego se libera al ambiente.

Sin embargo, algunos cuerpos de agua receptores pueden ser demasiado pequeños para absorber todo el calor recibido sin calentarse excesivamente (por ejemplo, en más de aproximadamente 5°C) y sufrir daños ecológicos. En tales casos, parte del calor puede ser disipado a la atmósfera utilizando instalaciones especiales, como un estanque de enfriamiento poco profundo construido, en el que la evaporación superficial enfría el agua antes de su liberación al ambiente natural. Las alternativas incluyen una torre de enfriamiento “húmeda”, en la que el agua se enfría rociándola al aire, o una torre de enfriamiento “seca”, que utiliza un sistema de intercambiadores de calor para transferir calor a la atmósfera (estas opciones son poco comunes debido a sus altos costos de construcción y operación). Mejor aún, parte del calor “residual” puede usarse para calentar edificios cercanos, o en invernaderos comerciales para cultivar hortalizas en invierno (como ocurre cerca de la Estación de Generación Nuclear Bruce en Ontario), o en una instalación acuícola para cultivar peces (esto se hace más comúnmente en Europa).

Contaminación acústica

Las zonas urbanas suelen ser mucho más ruidosas que las rurales. La mayor parte del ruido proviene de la operación de diversos tipos de máquinas que abundan en lugares urbanos, como aires acondicionados, cortadoras de césped, automóviles, camiones pesados y compresores de aire. La música a todo volumen también puede ser importante. La contaminación acústica comienza cuando el nivel de sonido ambiental se vuelve distrayente para las actividades normales de las personas, por ejemplo, al dificultar la comprensión de una conversación o tener un sueño reparador.

La intensidad del ruido (también llamada presión sonora o sonoridad) se mide en unidades de decibelios (dB). Un incremento de 10 dB es aproximadamente equivalente a una duplicación de la sonoridad. Cuando se duplica la distancia desde una fuente puntual, el nivel de ruido disminuye en aproximadamente 6 dB. Sin embargo, cuando se duplica la distancia desde una fuente lineal de ruido (como una autopista transitada), el nivel de sonido disminuye solo en aproximadamente 3 dB.

A una intensidad alta, la contaminación acústica puede causar una discapacidad auditiva progresiva y duradera, que comienza con una disminución de la capacidad para percibir un sonido de tono más alto. Bajo exposición prolongada, la pérdida auditiva puede progresar en gran parte del rango auditivo. La pérdida auditiva es causada tanto por la duración como por la intensidad de la exposición. Por ejemplo, se puede permitir una exposición ocupacional a 115 dB por no más de 15 minutos, mientras que la exposición a 100 dB se puede permitir por dos horas y 90 dB por hasta ocho horas. El ruido se vuelve doloroso a unos 140 dB, aunque la exposición prolongada a niveles superiores a 80-90 dB puede resultar en pérdida auditiva a largo plazo. Los niveles de ruido típicamente asociados con diversas fuentes se muestran en la Figura 25.7.

Las personas pueden estar expuestas al ruido excesivo de varias maneras. Las exposiciones no voluntarias ocurren en el ambiente ambiente, como cerca de una carretera con mucho tránsito. Las exposiciones ocupacionales ocurren en fábricas ruidosas o en hangares donde se atienden los motores a reacción. También son comunes las exposiciones voluntarias al ruido excesivo, como cuando las personas asisten a conciertos de rock atronadores o usan auriculares para escuchar música a todo volumen. Es bien sabido que la pérdida auditiva permanente es común entre los músicos de rock así como entre las personas que regularmente escuchan música a todo volumen en conciertos, clubes o usando auriculares. Los disparos frecuentes con armas de fuego también pueden resultar en pérdida auditiva a largo plazo a menos que se use una protección eficaz para los oídos.

Diversos niveles de gobierno en Canadá han establecido criterios para las exposiciones permisibles al ruido. Por ejemplo, Health Canada establece estándares y pautas para las exposiciones ocupacionales, mientras que los gobiernos provinciales y municipales tratan con fuentes particulares (como la cantidad de ruido que puede hacer un vehículo) así como niveles de ruido en el ambiente ambiente. Diversas acciones pueden reducir la intensidad del ruido en entornos ocupacionales y urbanos. Se requiere que los vehículos y otras máquinas cuenten con dispositivos de absorción de ruido (silenciadores) que deben funcionar de acuerdo con las normas reguladas. Las máquinas en el ambiente de trabajo también pueden estar amortiguadas, y es posible que se aconseje a los trabajadores o se les pida que usen protección auditiva.

Contaminación Estética

La contaminación estética es sustancialmente una cuestión de valores culturales. Comúnmente involucra imágenes visuales que no agradan a muchas personas (pero no necesariamente a todas). Como tal, no se pueden definir con precisión los criterios de contaminación estética. Por ejemplo, muchas personas podrían encontrar lo siguiente como objetable:

• un barrio de edificios sucios en mal estado
• una zona abarrotada de basura
• una calle con un paisaje panorámico bloqueado con vallas publicitarias llamativas, publicidad de neón y otras promociones
• cables de uso general aéreos
• Redes de caminos, pasos elevados y pasos inferiores similares a espaguettis abarrotados de vehículos bloqueados en la red
• pavimentó espacios abiertos sin árboles, arbustos o flores.

Sin embargo, no hay, sin embargo, un amplio consenso sobre lo que constituye la contaminación estética; algunas personas pueden encontrar que estas escenas tienen mérito estético e incluso pueden buscarlas. Por lo general, la contaminación estética no se considera un problema tan importante como la contaminación química, acústica o térmica. Sin embargo, planificadores urbanos, activistas de barrio y otras personas preocupadas sí intentan reducir la contaminación estética de ciudades y pueblos. Por ejemplo, muchas áreas urbanas tienen estatutos que requieren que los propietarios mantengan su propiedad limpia y en buen estado. Algunos lugares requieren que los cables públicos estén enterrados, o prohíben ciertos tipos de publicidad. (Por ejemplo, para conservar paisajes pastorales, en la Isla del Príncipe Eduardo no se permiten vallas publicitarias de carreteras irrestrictas). Reducir la contaminación estética en las zonas urbanas las convierte en lugares más agradables para vivir y trabajar.

Gestión de Residuos

Cualquier material desechado puede ser visto como residuo, pero hay una serie de categorías:

• Los desechos sólidos son extremadamente variables en su composición e incluyen alimentos desechados, hojas y recortes de césped, periódicos y otros papeles, botellas de vidrio y plástico, latas, pañales desechables, escombros de construcción, productos químicos industriales, autos viejos y muebles en desuso
• Los desechos líquidos incluyen aguas residuales y fluidos industriales y domésticos desechados
• Los desechos gaseosos incluyen productos de combustión o reacciones industriales
• Los desechos peligrosos son inflamables, corrosivos, explosivos, tóxicos (también llamados desechos tóxicos) o peligrosos de otro modo, y deben tratarse antes de su eliminación o desecharse en un vertedero especialmente diseñado y seguro para daños ambientales

La gente siempre ha producido desechos de muchos tipos. Sin embargo, la cantidad y complejidad de los materiales desechados han aumentado enormemente como resultado del desarrollo industrial y tecnológico, aunado al crecimiento de la población y el consumismo. Las actividades en áreas urbanas producen enormes cantidades de desechos. El manejo de residuos es el manejo de materiales desechados, utilizando diversos métodos:

• El dumping es la disposición a largo plazo del material en desuso. La eliminación de desechos sólidos por vertimiento suele ocurrir en un relleno sanitario (ver más abajo). Los desechos líquidos se descartan más comúnmente en un lago o río cercano, con o sin tratamiento para reducir las cantidades de materia orgánica, toxinas como metales e hidrocarburos, y patógenos. Los desechos gaseosos generalmente se vierten a la atmósfera, aunque las cantidades de gases dañinos (como SO ₂) y partículas pueden reducirse mediante tecnologías de control de contaminación.
• La incineración es la combustión de desechos sólidos para reducir la cantidad de material orgánico. La incineración a pequeña escala puede implicar quema a cielo abierto. Sin embargo, la incineración en áreas urbanas y plantas industriales se realiza en instalaciones especialmente diseñadas para quemar de manera eficiente, al tiempo que se controlan las emisiones de contaminantes a la atmósfera. El material residual, que consiste en cenizas, metales, vidrio y otros no combustibles, generalmente se elimina en un vertedero seguro. En general, los incineradores reducen el volumen de desechos en 70-90%, dependiendo del contenido orgánico inicial. Si el calor producido se utiliza para generar electricidad o vapor industrial, el incinerador se conoce como una instalación de residuos en energía.
• El reciclaje implica el procesamiento de materiales desechados en productos útiles. Por ejemplo, las latas de aluminio se pueden recoger y volver a fabricar en contenedores nuevos u otros productos. El reciclaje es una opción de gestión de residuos extremadamente atractiva por tres razones principales: (1) reduce la cantidad total de desechos, (2) recupera productos valiosos de materiales desechados y (3) ayuda a conservar recursos no renovables (como metales y combustibles fósiles) y algunos renovables (como árboles utilizados para fabricar papel). Los materiales fácilmente reciclables incluyen vidrio, todos los metales, la mayoría de los plásticos y casi todo tipo de papel. De hecho, estos materiales desechados deben ser considerados como “recursos” más que como “desechos”.
• El compostaje es un tipo de reciclaje en el que se permite que los materiales orgánicos desechados se descompongan parcialmente en condiciones cálidas, húmedas y ricas en oxígeno. El compostaje de patio trasero se realiza en contenedores simples o pilas. Para mejorar la disponibilidad de oxígeno, los sistemas comerciales avanzados convierten el material ocasionalmente o fuerzan el aire a través de la materia contenida en un recipiente. Todos los desechos de alimentos, recortes de césped, hojas, papel, aserrín, lodos de aguas residuales y otros descartes orgánicos pueden compostarse. El material producido, conocido como compost, es rico en materia orgánica humidificada y es extremadamente útil para mejorar la inclinación y fertilidad del suelo de jardín y agrícola (ver Capítulos 14 y 24).
• La reutilización implica encontrar otro uso para materiales desechados, generalmente con relativamente poca modificación. La reutilización es una opción atractiva de manejo de residuos por las mismas razones señaladas para el reciclaje, pero es aún más efectiva para conservar recursos porque se pone poco esfuerzo en la re-manufactura (aparte de las reparaciones, si es necesario). La reutilización es una práctica común con muebles desechados, electrodomésticos, libros, herramientas, ropa y otros productos de consumo. Cada vez más, las instituciones e industrias están encontrando formas de reutilizar papel, cajas de cartón, otros contenedores, tarimas de madera y otros materiales en desuso. A menudo, las redes de reutilización se organizan entre industrias, universidades, hospitales y otras instituciones, porque los materiales de “desecho” producidos por un socio pueden ser un “recurso” para otro.
• La reducción y prevención de residuos no son, estrictamente hablando, métodos de gestión de residuos. Más bien, se pretende reducir las cantidades de residuos que deben ser manejados por los métodos anteriores. La reducción y prevención de desechos incluye opciones por parte de los consumidores para comprar productos que no están excesivamente empaquetados o que se venden en contenedores reutilizables y retornables. La gente también puede optar por comprar menos —tener menos zapatos y prendas de vestir, poseer menos (o no) automóviles, y adoptar otros elementos de un estilo de vida menos consumista. Las industrias también tienen muchas opciones para reducir o prevenir su producción de desechos. Por ejemplo, las industrias procesadoras de madera alguna vez incineraban rutinariamente o se llenaban de tierra desechos de corteza de árboles y aserrín, pero hoy en día los utilizan rutinariamente para fabricar pulpa o como fuente de energía. De hecho, algunas fábricas de pulpa ahora satisfacen la mayoría de sus necesidades de fibra cruda mediante el uso de aserrín y adornos de aserraderos cercanos.

Las diversas formas de manejo de los materiales de desecho difieren mucho en sus impactos ambientales. En general, los problemas ambientales asociados a la generación y disposición de desechos se ven disminuidos al adoptar cualquiera de las siguientes “R” en nuestro estilo de vida individual y corporativo: basura (prevención de residuos), reducción, reutilización y reciclaje.

Residuos Sólidos Municipales

Los residuos sólidos municipales (RSU) son generados por hogares, negocios e instituciones como escuelas y hospitales. Los componentes de RSU son extremadamente diversos, pero no incluyen lodos de aguas residuales (discutidos en la siguiente sección) ni residuos generados por la industria pesada. Hasta hace poco tiempo, todos los RSU se eliminaban en “vertederos abiertos”, una práctica que aún puede ocurrir en comunidades más pequeñas en Canadá y en las partes más pobres del mundo. Por lo general, un vertedero abierto se encuentra en una cuenca natural relativamente apartada, como un lago, humedal u otra área baja, que gradualmente se llena de desechos. Muchos daños ambientales están asociados con vertederos abiertos, incluyendo la contaminación de las aguas subterráneas y superficiales por lixiviados tóxicos, malos olores, humo de quemaduras abiertas utilizadas para disminuir el volumen de basura, poblaciones de animales plaga y pésima estética.

En la década de 1920, los ingenieros comenzaron a diseñar rellenos sanitarios, donde los RSU se vierten, se compactan con máquinas pesadas (como las excavadoras) y se cubren con aproximadamente 10 cm de suciedad limpia al final de cada día. Esto reduce los olores y las poblaciones de roedores, gaviotas, insectos y otras plagas. Los vertederos sanitarios se hicieron comunes en los países desarrollados durante la década de 1940, y las variaciones avanzadas ahora son utilizadas por los municipios canadienses (aunque no en todas las ciudades y pueblos más pequeños). Los rellenos sanitarios modernos incluyen los siguientes elementos en su construcción:

• uno o varios revestimientos impermeables de arcilla, plástico o concreto que impiden la lixiviación descendente del agua con altas concentraciones de amonio, metales y otros productos químicos tóxicos
• un muro de corte de hormigón u otro material impermeable alrededor del borde del relleno sanitario para evitar la migración lateral de agua contaminada
• un sistema de tuberías y drenajes de grava para recoger lixiviados para su tratamiento antes de que el agua se libere al medio ambiente
• un sistema de tuberías para recolectar metano, un gas de efecto invernadero producido por la descomposición anaeróbica de materia orgánica en el relleno sanitario, que puede quemarse para producir electricidad o calor A pesar de estos elementos de diseño avanzado, problemas residuales de contaminación de aguas subterráneas y superficiales y emisiones de metano para la atmósfera aún puede ocurrir.

Otra forma de deshacerse de RSU es incinerarlo. Durante el siglo XIX, algunas ciudades quemaron gran parte de su basura orgánica utilizando instalaciones de crudo conocidas como cremadores o quemadores de tipié en forma de cono. Sin embargo, estos causaron una intensa contaminación local y fueron reemplazados por el relleno de RSU. A partir de la década de 1930, algunas ciudades construyeron instalaciones de quema más eficientes llamadas incineradoras, pero estas también estaban sucias y la mayoría se cerraron a fines de la década de 1960. Sin embargo, a partir de la década de 1970, se construyeron incineradores mucho más limpios, conocidos como instalaciones de recuperación de residuos en energía o recursos. Estos incineradores queman RSU orgánicos de manera eficiente y cuentan con tecnología instalada para reducir las emisiones de partículas y otros contaminantes del aire. Sin embargo, la ceniza producida es un residuo tóxico que debe desecharse en un vertedero seguro.

Todos los municipios necesitan instalaciones para el manejo de sus desechos sólidos. Sin embargo, las actitudes públicas juegan un papel crucial en cualquier decisión de gestión de residuos. Cualquier nueva propuesta para desarrollar un relleno sanitario, incinerador, planta de reciclaje u otra instalación relacionada con MSW seguramente se opondrá a las personas que viven cerca del sitio propuesto. A este fenómeno se le conoce como NIMBY, acrónimo para no en mi patio trasero. Si la oposición local se vuelve altamente vocal y generalizada, los burócratas y políticos municipales a menudo no aprobarán una propuesta, lo que crea un problema importante para quienes están tratando de lidiar con temas de gestión de residuos. También motiva fuertemente a los ingenieros a diseñar vertederos e incineradores para que funcionen de la manera más limpia posible, al tiempo que aumenta la presión para que la sociedad actúe para reducir y reciclar los materiales desechados de manera más eficiente que en el pasado.

En 2006, los canadienses produjeron más de 35 millones de toneladas de RSU, o 1.04 t/persona, de las cuales 76% fueron objeto de dumping y el otro 24% desviado por reciclaje y compostaje (FCM, 2009; Statistics Canada, 2012). Del total, 22 millones de toneladas provinieron de fuentes no residenciales y 13 millones de toneladas provinieron de fuentes residenciales. Apoyado por la legislación provincial que establece metas, las tasas de desvío más altas ocurren en Nueva Escocia (41%) e Isla del Príncipe Eduardo (38%), seguidas de Nuevo Brunswick (36%), Columbia Británica (32%) y Québec (27%). Las tasas de desviación más bajas se encuentran en Terranova y Labrador (7%) y Saskatchewan (11%).

Aún así, gran parte de los RSU arrojados aún podrían desviarse: 45% de ellos consiste en reciclables (metales, vidrio, plásticos) y 28% son desechos orgánicos. Nótese, sin embargo, que estas cifras varían ampliamente en Canadá, dependiendo del tamaño y densidad de la población urbana (los programas de desvío son más económicos en centros más grandes) y de la prioridad que los gobiernos municipales y provinciales/territoriales otorgan a las opciones avanzadas (pero costosas) para el manejo de desechos sólidos. Cada vez más, los gobiernos están requiriendo o fomentando opciones que disminuyan la cantidad de desechos sólidos que deben manejarse mediante vertederos o incineración.

Casi todos los municipios canadienses están tomando medidas para reducir la cantidad de material desechado que debe ser llenado en tierra o incinerado. El contenido típico de los residuos residenciales en Canadá es:

• 40% orgánicos, como desechos de alimentos compostables
• 40% de materiales reciclables, como contenedores de metal y plástico
• 10% de bienes voluminosos, como muebles en desuso, que a menudo se pueden reutilizar o reutilizar
• 10% de otros bienes, gran parte de los cuales también son potencialmente reciclables o desviados de otra manera de la corriente de eliminación

La mayoría de los pueblos y ciudades están desarrollando sistemas para desviar el material del flujo de desechos y están logrando un éxito cada vez mayor al hacerlo. Por ejemplo, las siguientes ciudades han logrado importantes desvíos de RSM residenciales de los rellenos sanitarios, en su mayoría al instituir diversos tipos de programas de reciclaje (FCM, 2009; más informes directos de los gobiernos municipales):

• Vancouver, BC, 58%
• Nanaimo, BC, 64%
• Edmonton, AB, 60%
• Saskatoon, SK, 40%
• Hamilton, ON, 44%
• Sonido Owen, ON, 51%
• Toronto, ON, 53%
• Victoriaville, QC, 64%
• Sherbrooke, QC, 54%
• Halifax, NS, 59%
• Charlottetown, PE, 60%

Toronto tasa de desviación de 53% factores tanto en viviendas unifamiliares como edificios residenciales de unidades múltiples (>9 unidades). En 2013, los residentes de viviendas unifamiliares tuvieron una tasa de desvío de 68%, pero los de edificios multiunitarios solo 26%. Claramente, en este y en todos los casos de desvío de RSU en Canadá, hay mucho que aún se puede lograr.

Tratamiento de aguas residuales municipales

Los temas asociados con las aguas residuales municipales incluyen su cantidad y composición, las formas de tratar el material y los efectos ecológicos de su disposición. Primero, debemos distinguir entre los principales tipos de aguas residuales.

• Las aguas residuales son aguas residuales que contienen la materia fecal de humanos y otros animales, además de desechos de alimentos de cocinas y procesamiento comercial de alimentos. En las zonas urbanas, las aguas residuales se recolectan utilizando un complejo sistema de tuberías subterráneas llamadas alcantarillas sanitarias, y se transportan a un lugar central para su tratamiento y/o eliminación.
• Las aguas residuales industriales pueden contener muchos tipos de líquidos, incluidos desechos tóxicos y peligrosos. Como se señaló anteriormente, los desechos tóxicos son venenosos, mientras que los desechos peligrosos pueden ser explosivos, inflamables o peligrosos por otras razones. Muchas áreas urbanas tienen sistemas separados para recolectar y tratar aguas residuales industriales tóxicas y peligrosas.
• Las aguas pluviales son la escorrentía de la lluvia y el deshielo. En áreas municipales, generalmente se recolecta utilizando drenajes superficiales que alimentan a un sistema combinado de alcantarillado y flujo pluvial, o usando un sistema de drenaje más avanzado que mantiene separadas estas aguas residuales. Las aguas pluviales no están tan contaminadas como las aguas residuales o las aguas residuales industriales, pero sí contienen cantidades significativas de material fecal (de mascotas y animales salvajes), metales, aceite usado para motores, sal vial y otras sustancias.

Tratamiento de aguas residuales

En la mayoría de los lugares, el objetivo principal del tratamiento de aguas residuales es reducir las cantidades de microbios patógenos y materia orgánica que consume oxígeno que se desechan en cuerpos de agua receptores. En los lugares donde las aguas superficiales son vulnerables a la eutrofización, las aguas residuales también pueden ser tratadas para reducir las cantidades de nutrientes, especialmente fósforo y nitrógeno (ver Capítulo 20).

Todos los pueblos y ciudades cuentan con redes de tuberías subterráneas para recoger el efluente de aguas residuales de hogares, negocios, instituciones y fábricas. (Sin embargo, las áreas residenciales de baja densidad pueden tener sistemas sépticos instalados en hogares individuales). Algunos municipios cuentan con sistemas separados de recolección de aguas cloacales y pluviales. Eventualmente, todas las aguas residuales se descargan al medio ambiente, generalmente en un lago, río u océano cercano. Para evitar daños ambientales, las aguas residuales deben ser tratadas para reducir su carga contaminante antes de ser descargadas. No obstante, algunos pueblos y ciudades aún arrojan aguas residuales crudas. La mayoría de estos municipios se encuentran al lado de un océano y dependen del ecosistema marino local y bien lavado para diluir y biodegradar contaminantes orgánicos y patógenos en las aguas residuales. Debido a que las aguas interiores como lagos y ríos tienen una capacidad mucho menor para diluir y biodegradar los desechos de aguas residuales, los municipios ubicados al lado de estas aguas tratan sus aguas residuales. (Véase el Capítulo 20 para una descripción de diversos sistemas de tratamiento de aguas residuales.)

Alrededor del 78% de los canadienses fueron atendidos por sistemas municipales de tratamiento de aguas residuales en 2006 (el resto utilizó fosas sépticas, otros sistemas privados, o vivía en municipios que arrojan aguas residuales no tratadas; Environment Canada, 2007). De las poblaciones municipales, 40% fueron atendidas por tratamiento terciario, 38% por secundaria y 19% por primaria (estos términos se explican en el Capítulo 20). El 3% restante tuvo sus aguas residuales vertidas sin tratar al medio ambiente. Los sistemas terciarios relativamente avanzados se utilizan principalmente en Ontario y las praderas. Esto se debe a que estas regiones descargan sus aguas residuales tratadas en ríos y lagos, por lo que se necesita un mayor nivel de tratamiento de agua para evitar daños ambientales. El estándar más bajo de tratamiento de aguas residuales se encuentra en partes del Atlántico de Canadá, Quebec y Columbia Británica, donde algunas ciudades todavía vierten aguas residuales no tratadas o tratadas solo parcialmente en aguas costeras o grandes ríos.

Debido a las preocupaciones sobre la calidad ambiental en las aguas receptoras locales, particularmente con respecto a los patógenos fecales y la degradación ecológica, algunas ciudades (como Calgary, Edmonton y Toronto) han invertido en sistemas de tratamiento de aguas de mayor nivel. Como resultado, la calidad de las masas de agua locales ha mejorado mucho. En contraste, las ciudades costeras, como San Juan y Victoria, continúan descargando aguas residuales mal tratadas en el océano costero, confiando en “servicios ambientales gratuitos” para diluir y biodegradar sus efluentes. Los daños ambientales asociados con la descarga de aguas residuales no tratadas o mal tratadas incluyen los siguientes:

• la contaminación de las aguas receptoras con patógenos fecales humanos, como bacterias coliformes y virus, lo que hace que la zona no sea apta para nadar y para su uso como agua potable
• daños ecológicos causados por la desoxigenación del agua y los sedimentos por la descomposición de los desechos orgánicos, resultando en la muerte de muchos organismos y el desarrollo de malos olores
• estimulación de floraciones de algas a través de nutrientes excesivos de efluentes de aguas residuales
• contaminación del ambiente con sustancias químicas persistentes y potencialmente tóxicas, como metales y organocloros
• daños estéticos asociados a la presencia de residuos de aguas residuales

Estos daños ambientales, que pueden ser severos, se evitan en gran medida si los municipios invierten en instalaciones para tratar sus aguas residuales. Debido a este hecho ampliamente reconocido, todas las ciudades y pueblos canadienses, incluidos los costeros, mejorarán aún más sus instalaciones para tratar sus aguas residuales durante las próximas décadas.

Imagen 25.4. Este complejo de tratamiento de aguas residuales atiende a una población de más de 1 millón en la ciudad de Calgary. Debido a que la descarga va hacia el río Bow, un cuerpo de agua relativamente pequeño, el tratamiento debe ser de alto estándar para evitar daños ecológicos. De hecho, este es quizás el sistema más avanzado que se utiliza en Canadá, con tratamiento terciario, desinfección ultravioleta y producción de lodos de aguas residuales compostados para su uso como acondicionador de suelos. Fuente: Cortesía de la Ciudad de Calgary/Planta de Tratamiento de Aguas Residuales Bonnybrook.