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12-12-2023

De la Ciudad al Ecosistema: La Biodiversidad en los Sistemas de Drenaje Sostenible de Barcelona

En el marco del proyecto Sistemas Urbanos de Drenaje Sostenible (SUDS), el Ayuntamiento de Barcelona está colaborando con un equipo de investigadores del Instituto de Investigación de la Biodiversidad (IRBio)y la Facultad de Biología de la Universidad de Barcelona. Su objetivo es evaluar la biodiversidad y composición de los Technosuelos: suelos artificiales creados con el objetivo de mejorar la gestión y drenaje del agua de lluvia y promover espacios verdes urbanos. Hablamos con Antonio Gómez Bolea, micólogo y liquenólogo, Núria Roca, edafóloga responsable de los estudios físico-químicos, y Maria José Chesa Jefa del Servicio Ambiental y Relaciones Externas de Barcelona Cicle del Aigua SA sobre este proyecto pionero.

Los Sistemas de drenaje sostenible (SUDS) de una investigación aplicada a un reto de política pública

Desde el Ayuntamiento de Barcelona, Maria José Chesa y su equipo nos explican que los Sistemas de Drenaje Urbano Sostenible (SUDS) están cambiando la forma de gestionar el agua en entornos urbanos, al imitar el comportamiento natural de la escorrentía de agua en los espacios urbanos. Los SUDS son soluciones biomiméticas: soluciones basadas en la observación de la naturaleza que ofrecen una alternativa a los sistemas de drenaje tradicionales.

Principios clave:

  • El agua como recurso natural: Los SUDS aprovechan el agua de lluvia tal y como lo harían los suelos, y no como una escorrentía superficial que puede inundar nuestro ámbito urbano. Tratan el agua de lluvia como recurso valioso en lugar de tratarla como residuo. Este enfoque contribuye a su gestión sostenible.
  • Integración en el paisaje urbano: Los SUDS se integran en el entorno urbano, promoviendo una coexistencia armoniosa entre infraestructura y naturaleza.
  • Diseño orientado a los servicios ecosistémicos: El diseño de SUDS se centra en proporcionar servicios ecosistémicos, creando espacios que cumplan múltiples funciones y mejoren la biodiversidad.
  • Diversidad de técnicas: Los SUDS reúnen una variedad de técnicas, ofreciendo flexibilidad en la implementación según las características específicas de cada sitio.
Fuente: Documento: Barcelona SUDS STRATEGY- SUDS COMMISSION – BARCELONA CITY COUNCIL 
Barcelona es una ciudad que enfrenta riesgos de inundaciones, por insuficiencia en el drenaje y por posibles desbordamientos de los ríos Besòs o Llobregat. La ciudad está sometida al régimen de lluvias de la región mediterránea, caracterizado por tormentas de alta intensidad, y además, recibe el agua de escorrentía del faldón de la Sierra de Collserola (vertiente SE), que al llegar a la ciudad puede provocar inundaciones. Para minimizar el riesgo de inundación es muy importante un buen drenaje, que, en este caso, debe realizarse de forma artificial, ya que la superficie urbana es altamente impermeable. El objetivo principal de los SUDS es ayudar a controlar los volúmenes de agua y gestionar el drenaje urbano de forma más natural y económica.

Garantizar la calidad del agua, protegiendo la biodiversidad por una ciudad bioreceptiva
Los SUDS minimizan los desbordamientos combinados de alcantarillado y escorrentía y mejoran la calidad del agua subterránea. Los SUDS hacen de filtro natural de las aguas potencialmente contaminadas debido a su paso por los viales, que cargan contaminantes del tráfico rodado, por los parques y jardines urbanos, creando una ciudad más saludable.

Estos sistemas se construyen integrados en espacios verdes, incorporando elementos bioreceptivos, como la creación de hábitats para la flora, la fauna y la funga, que además retienen los contaminantes, protegen frente a la erosión, y fijan el suelo, entre otros. Los SUDS contribuyen a la biodiversidad urbana y realizan funciones cruciales por la biodiversidad del suelo.
 
El suelo contiene una cuarta parte de la biodiversidad del planeta, es un elemento crítico por un cambio de paradigma hacia entornos urbanos sostenibles.

Cambio de paradigma

Desde 2005, Barcelona implementa SUDS en varios proyectos de urbanización y remodelación de espacios verdes. Espacios icónicos como el Parque Güell de Barcelona sirven de ejemplo de la integración de la gestión del agua con la planificación urbana. Comprender el comportamiento del agua, recuperar técnicas tradicionales y alcanzar acuerdos comunitarios con la ciudadanía son elementos clave para gestionar el cambio de paradigma hacia los SUDS.

Para garantizar la eficacia de los SUDS, se hacen seguimientos: pruebas de permeabilidad y estudios de biodiversidad que son fundamentales para analizar la retención de contaminantes y la calidad del agua infiltrada.
Los estudios de biodiversidad evalúan los efectos positivos de los SUDS en la diversidad del suelo y del hábitat, proporcionando información valiosa para la futura planificación urbana. Es en estos estudios donde los investigadores del Instituto de Investigación de la Biodiversidad (IRBio-UB) y la Facultad de Biología de la Universidad de Barcelona entran en juego. Los objetivos son: determinar si estos suelos pueden retener contaminantes, si mantienen una buena calidad y salud del suelo, comprobar su permeabilidad y evaluar la biodiversidad.
Los hongos y otros habitantes de los suelos

La investigación de nuestros investigadores se centra en la creación y evaluación de los technosuelos de los SUDS. Estos suelos artificiales se preparan con diferentes tamaños de partículas minerales (gravas, arenas, arcillas) y materia orgánica para conseguir una biodiversidad similar a los suelos naturales. El profesor Antonio Gómez Bolea explica que su labor, junto con otros investigadores del IRBio, Dr. Eduardo Mateo y Dr. Owen Wangsteen, se concentra en la parte biológica de los suelos, estudiando la riqueza específica de bacterias, hongos y metazoos. A través del cultivo y con la técnica del metabarcoding (técnica basada en la amplificación por PCR de marcadores genéticos presentes en una gran variedad de especie) observa la diversidad existente.
Además, el Dr. Gómez-Bolea subraya la importancia de cambiar la conciencia ambiental, destacando que transformar los espacios urbanos con suelos naturales o pseudo-naturales puede mejorar el ambiente urbano, amortiguando la amplitud térmica, el efecto “isla térmica”, y la gestión del agua. Aunque no existen conclusiones definitivas debido a la reciente implantación de estos sistemas, el Dr. Gómez Bolea espera que con el tiempo puedan observarse cambios en la biodiversidad y aportar datos relevantes para el futuro de la ecología urbana.
Su trabajo es vital para comprender cómo los technosuelos pueden favorecer o limitar la biodiversidad y, en última instancia, contribuir a la mejora de la sostenibilidad urbana
 
La importancia de un suelo equilibrado por una permeabilidad justa.

La Dra. Núria Roca Pascual centra su investigación en evaluaciones de la eficacia de los technosuelos como sistemas de direccionamiento sostenible de aguas pluviales.

SUELO: Sistema natural, vivo, dinámico, organizado y complejo, que es el resultado:


a) de procesos físicos, químicos y biológicos que permitan que se instalen microorganismos y plantas en un material originario natural, más o menos meteorizado o de origen antrópico;

b) de intercambios de masa y energía con su entorno; y

c) de una organización de los materiales que conduce a la diferenciación de diferentes capas u horizontes, que están relacionados genéticamente entre ellos a causa de procesos de adición, pérdida, transferencia y/o transformación, que han actuado bajo el control de un conjunto de factores de formación (materiales geológicos, clima, topografía, organismos vivos y tiempo).

Tiene aptitud para:

a) sustentar los ecosistemas terrestres al permitir el crecimiento de las plantas y otros organismos, a los que suministra nutrientes, oxígeno, agua y anclaje o, en su caso, hábitat; y

b) desarrollar un conjunto de funciones ambientales y proveer servicios ecosistémicos.
Fuente: Dra. Núria Roca Pascual 
La Dra. Roca Pascual nos explica que los suelos urbanos son un grupo de suelos que se forman en áreas urbanas, industriales o de minería, a partir de materiales originales, antropogénicos, sustratos tecnogénicos, en emplazamientos en los que el relieve natural ha sido fuertemente modificado por movimientos de suelos, escombros, aportaciones y relleno. Están constituidos por artefactos de naturaleza muy diversa: desechos de asentamientos humanos, desechos orgánicos, escombros, estériles de minería, carboniza, escorias, cenizas industriales, lodos de depuradora y material de dragados. En la ciudad de Barcelona, esta realidad es evidente, ya que existen zonas con historia industrial que presentan valores elevados de metales pesados, otras pueden contener geomembranas construidas, muy poco permeables, o material técnico duro (asfalto o materiales de construcción).
Núria Roca Pascual también hace hincapié en que el suelo es a menudo un gran desconocido de la cultura científica popular. Mientras muchas personas están familiarizadas con la calidad del aire y del agua, pocas conocen con detalle lo que hay debajo de sus pies. Sin embargo, es esencial entender la importancia de los suelos en el contexto urbano, especialmente en el desarrollo de ciudades sostenibles.
Metodología de Muestreo y Análisis

Se realizan tres profundidades de muestreo en cada punto:
Superficial (0-10 cm): Profundidad 1

Subsuperficial (10-35 cm): Profundidad 2

Subsuelo (>35 cm): Profundidad 3

Fuente: Núria Roca 

De cada superficie muestreada se mezclan las muestras hasta su homogeneización y se separan en dos bolsas: una para la determinación de carbono y nitrógeno solubles y otra para caracterizar los suelos los parámetros convencionales de suelos como pH, carbonatos, carbono orgánico, textura y la capacidad de trueque catiónico además de analizar el contenido de metales totales, biodisponibles y móviles. Además se realiza una sonda para calcular la densidad aparente superficial. Con estas tareas y con el estudio en general, Núria Roca está asistida por Iván Vázquez Cerro, estudiante del grado de ciencias ambientales que está realizando su trabajo final de grado y Santiago Espinoza, estudiante de doctorado de la sección de Fisiología Vegetal.

Finalmente, la investigadora insiste en que para comprender completamente cómo los suelos urbanos pueden contribuir a las ciudades sostenibles es necesario realizar más investigación en torno a este elemento tan vital para la subsistencia, el suelo.

Además, la contaminación de metales pesados en suelos de zonas industriales históricas requieren un enfoque especializado en técnicas de remediación. los microorganismos de la rizosfera para absorber, acumular, metabolizar, volatilizar o estabilizar los contaminantes, o el uso de biochar que por sus características disminuye la movilidad y biodisponibilidad de los contaminantes.

Construyendo entornos urbanos sostenibles

Esta investigación es innovadora en muchos aspectos, y pone de manifiesto la necesidad de seguir invirtiendo en cambios que mejoren la convivencia entre la ciudad y la naturaleza.

Los estudios de la Dra. Núria Roca Pascual y el dr. Antonio Gómez Bolea en el marco de los SUDS no sólo contribuyen a la comprensión de los suelos urbanos, sino que también destacan la importancia de los suelos en la planificación urbana y el desarrollo de ciudades sostenibles. Con el aumento de la urbanización, la adecuada gestión de los suelos puede contribuir significativamente a la reducción de los impactos ambientales ya la creación de ciudades más verdes y saludables.

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Para ampliar la mirada:

Global Soil Biodiversity Atlas coordinado por el JRC y la Global Soil Biodiversity Initiative con más de 70 organizaciones colaboradoras y varios cientos de contribuciones individuales. Ilustra la diversidad de organismos del suelo, explica su distribución geográfica y temporal, las funciones de los ecosistemas y servicios que ofrece la biota del suelo. También, quiere llamar a la atención sobre la infinidad de amenazas a la biodiversidad del suelo y proponer soluciones para conservar la biodiversidad del suelo a través del desarrollo de políticas dirigidas directa o indirectamente a la salud del suelo, dando lugar a un uso más sostenible.

Para saber más sobre los SUDS y la gestión del agua: Ciudades esponja: cómo aprovechar al máximo el agua de lluvia para luchar contra la sequía