Escrito por 14:48 Blog, diseño urbano

Una aproximación termodinámica al diseño urbano

Todas las utopías son deprimentes porque no dejan lugar para el azar, la diferencia, lo “diverso”. Todo está puesto en orden y el orden reina. Detrás de cada utopía hay siempre un diseño taxonómico: un lugar para cada cosa, y cada cosa en su lugar.
Georges Perec. “Pensar / Clasificar”

High Line. Diseño urbano y termodinámica

La ciudad, como buen ecosistema natural, no está al margen de las leyes de la ciencia. Pensamos que emplear una perspectiva termodinámica en el diseño urbano puede ofrecer una perspectiva novedosa sobre la que fundamentar decisiones importantes.

La segunda Ley de la Termodinámica establece que la entropía (o “desorden”) de un sistema aislado siempre aumenta con el tiempo. El paradigma de un sistema aislado es el propio universo, y esta ley tan importante marca tanto la dirección en la que transcurre el tiempo (siempre hacia el desorden), como nuestro destino final: desdibujarnos en una gran sopa de materia desestructurada, junto al resto de planetas, estrellas y galaxias.

Otra manera más cercana de ver esta ley es considerar cualquier habitación de nuestra casa, y cómo tiende naturalmente al desorden. Un desorden que sólo podemos revertir aplicando el fastidioso trabajo de llevar las cosas de nuevo a su sitio cada sábado por la mañana.

Una consecuencia práctica de esta Ley es la imposibilidad de diseñar el refrigerador perfecto: para extraer calor (o generar frío) debemos aplicar todavía más calor o energía al conjunto. Este principio aplicado a las ciudades, significa por ejemplo que ordenar cualquier actividad (como el tráfico) es necesariamente costoso en términos enérgéticos.

La red de redes y el problema urbano a resolver

Ahora pensemos en la ciudad como una compleja gran red de redes. Es fácil pensar en redes en el sentido clásico, como la red de saneamiento, la red de metro, la red de telecomunicaciones, o la red viaria, esta última compuesta por avenidas, calles y plazas. Pero también podemos pensar en la ciudad como una gran red humana, social y de conocimiento, en la que la red de centros culturales, o la de centros educativos, se entremezcla con nuestras propias redes sociales. Ambos tipos de redes, infraesctructurales y sociales, existen y se complementan.

Dada la naturaleza de la ciudad como red de redes, el problema urbano fundamental a resolver consiste en aumentar el valor de nuestra red, para que nos vaya lo mejor posible a cada uno de nosotros.

La Ley de Metcalfe

El valor de una red viene dado por la Ley de Metcalfe, que nos dice que aquel es proporcional al cuadrado de su número de nodos, siempre y cuando estos nodos estén conectados entre sí.

Pensemos en las redes sociales por Internet. En ellas, cada nodo es un usuario. Simplificando mucho, cuando twitter, whatsapp o facebook ganan 4 usuarios, su valor crece en un factor de 16. Cuando ganan mil, su valor crece en un factor de 1 millón. Recordemos que, considerando la ciudad como una red social, cada nodo es una persona, y por tanto el valor como ecosistema social de la ciudad (o de un pueblo) dependerá, a través de una relación cuadrática, del número de personas conectadas entre sí.

Insistimos, la Ley de Metcalfe no aplica para personas o nodos aislados. Tienen que estar conectados en red. En la práctica, hay un límite superior para nuestras conexiones que viene determinado por nuestro tiempo disponible. No es posible mantener más de unos pocos centenares de conexiones activas de cierta calidad, quizás unas 300, pero sí que es posible tener muchas menos.

También podemos establecer conexiones esporádicas, con los vendedores de un comercio en el que entramos al azar, o con un visitante con el que conversamos distraidamente en una exposición de fotografía. Pero tampoco éstas pueden ser ilimitadas. Después de todo, el día solo tiene 24 horas.

La termodinámica de los encuentros

Cuando calentamos un gas, sus moléculas empiezan a moverse más rápido, chocando entre sí. La energía suministrada aumenta el desorden, y el desorden provoca encuentros casuales. En las ciudades perfectamente ordenadas, como Brasilia, ocurren menos cosas interesantes porque los encuentros son más difíciles.

Las ciudades tradicionales tienen un cierto grado de desorden que es el responsable de su magia y de su encanto. Este desorden es producto de su naturaleza orgánica y evolutiva. Aprovechar inteligentemente ese desorden para generar conexiones debería ser el objetivo de cualquier práctica de diseño urbano. Sin embargo, muchas veces, los planificadores urbanos han intentado enfriar ese gas que bulle en las plazas y en las callejuelas tradicionales.

Pues bien, la segunda Ley de la Termodinámica nos dice que cualquier intento de enfriar artificialmente un gas, conlleva un alto coste energético. Las ciudades, como Brasilia o muchas ciudades de Norteamérica, fuertemente planificadas, pueden enfriar el metabolismo de sus habitantes por un tiempo, pero a costa de despilfarrar ingentes cantidades de energía en nuevos barrios de condominios, polígonos industriales y excalextrics.

Este principio de la termodinámica aplicado al diseño urbano, nos sugiere tratar de aprovechar la entropía natural de la ciudad para generar conexiones esporádicas y de calidad, diseñando los lugares para favorecer los encuentros. Cada encuentro disipa una cierta cartidad de energía que se devuelve al sistema en forma de calor. Cuando caminamos por una avenida inhóspita sólo queremos pasar de largo. Si la calle tiene un aspecto agradable, con lugares para sentarse, tiendas interesantes, amplias aceras, y elementos que nos resguarden de las inclemencias meteorológicas, las conexiones se establecerán, y es probable que el calor generado en cada encuentro (una conversación, una compra) pueda canalizarse para aumentar el valor social y económico del lugar.

Orden y energía

Sea cual sea la naturaleza de las redes que co-existen en una ciudad, las redes siempre están compuestas por los mismos tres elementos: los flujos (lo que se transmite por la red), los nodos (los puntos donde los flujos se originan, se acaban o se intercambian) y los enlaces (o “tuberías” entre dos nodos adyacentes). Por ejemplo, en la red viaria las personas y los vehículos constituyen los flujos, las plazas o intersecciones actúan como nodos, y las calles y avenidas son los enlaces que unen cada nodo y por los cuales fluye el tráfico.

Desde el punto de vista de la entropía, los nodos son particularmente interesantes porque es allí donde se desordenan y se reordenan los flujos. Cuando vamos en el AVE todos vamos sentados, y en el convoy reina un relativo orden que sólo la bulliciosa cafetería es capaz de alterar en alguna medida. Análogamente, en las tuberías, en un canal, el agua discurre de manera bastante monótona, y es cuando encuentra una esclusa, una derivación, o un salto, cuando se desordena.

Cuando llegamos en metro al aeropuerto necesitamos desplegar una cierta dosis de inteligencia para encontrar la puerta de embarque hacia nuestro siguiente enlace. Cuando los paquetes de información llegan, a través de un cable, a un enrutador de comunicaciones, existe un programa en su CPU que envía cada porción de información a través del enlace correspondiente. Cuando los palés llegan a un centro logístico en contenedores, hay todo un despliegue combinado de inteligencia y trabajo que consigue que cada envío encuentre su siguiente enlace hasta su destino final.

La segunda Ley de la Termodinámica nos dice que esa aparente reordenación interna de los flujos en la cabina del avión o en el nuevo cable se realiza siempre a costa de desordenar el resto del universo, ya que el desorden o entropía global siempre aumenta.

Es parecido a lo que ocurre en un frigorífico. En su interior generamos orden por medio de aplicar frío para bajar la energía de las moléculas de los alimentos, evitando así la proliferación en ellos de vida indeseada (hongos). Sin embargo, este proceso ocurre a costa de que el resto de la habitación se caliente gracias al calor que genera su motor por la parte de atrás, y este aumento de la temperatura acelera la vida fuera del frigorífico.

De nodos y enlaces

Para construir un enlace se necesita infraestructura (una zanja, una tubería, un cable óptico submarino, una vía de tren, un avión, una carretera). Los enlaces tienen, en principio, un impacto limitado a nivel arquitectónico. Por ello resultan un campo más proclive a la ingeniería, que prefiere la organización y las infraestructuras. El orden significa un bajo metabolismo, y a la arquitectura lo que le debería interesar es la vida. Proteger y dar sentido al bendito desorden que ésta genera es su razón de ser.

Mucho más interesantes son los nodos. Éstos, recordemos, son los lugares donde los flujos se generan (una casa a las 8h de la mañana), donde concluyen (un edificio de oficinas a las 9h), o donde se desordenan antes de ordenarse de nuevo (como en un intercambiador a las 8h30). Para que funcionen bien necesitan una gran dosis de arquitectura. Arquitectura que evita que pasemos nuestras noches al raso y que realicemos los intercambios de medios de transporte en un gran descampado.

Hasta la más triste de las rotondas precisa de señalización para informar acerca de qué salida tomar. De la misma forma, una estación de metro lleva consigo, además, asientos para hacer más llevadera la espera, y quizás servicios de restauración. Y en las grandes estaciones podemos encontrar desde librerías y comercios, hasta hoteles y centros de negocios. Cuanto más grandes los flujos a reorganizar, más necesidad de arquitectura: así crecen los complejos aeroportuarios, las grandes plataformas logísticas, los centros de proceso masivo de datos, o los campus universitarios.

El espacio urbano de los flujos

Así se entiende mejor el espacio de los flujos del que hablaba Manuel Castells. La reorganización de los flujos (de información, de personas, de paquetes, o de capital) alrededor de los nodos implica la necesidad de arquitectura. Una arquitectura que es el resultado visible de la energía aplicada para disminuir la entropía en el próximo enlace (por el cual viajaremos quietos en nuestros asientos del tren), a costa de acelerar el metabolismo del conjunto. Por eso los grandes nodos, como Londres, o Nueva York, o Berlín, suelen ser los lugares más vibrantes.

Aunque Castells se refería a los flujos de la globalización, y para él los nodos de la gran red global en la que el mundo se ha convertido de un tiempo a esta parte, los constituían los grandes centros financieros y de conocimiento, destacados urbanistas como Michael Batty aplican parecidos principios a la escala más reducida que es la ciudad. Según esta lógica, que hace tiempo que nosotros también hemos adoptado, los flujos urbanos influyen mucho en la configuración del espacio alrededor de los nodos.

¿Qué fue antes: los flujos o la arquitectura?

Queremos pensar que los flujos generan arquitectura, o que al menos así debería ser si lo que queremos es generar una arquitectura que vaya a favor de la vida urbana y no al revés.

Según el prisma termodinámico, ya hemos visto que la segunda Ley de la Termodinámica implica que reordenar el tráfico de personas en una estación de autobuses necesita de la aplicación de una energía y de un trabajo (ya sea como combustible de nuestro cerebro pensando qué camino tomar para llegar a nuestra dársena, o para que la CPU de un enrutador envíe los ceros y unos por el puerto que nos conecta al cable adecuado). Tanto los cerebros humanos como los cibernéticos necesitan ciertos servicios para funcionar mejor. Para empezar, cobijo.

Bajo este prisma, detectar la localización de los nodos de intercambio que surgen de manera natural para aplicar en ellos nuestra capacidad de construir esos servicios o instalaciones que ayuden a que su reordenación sea algo más eficiente parece una estrategia inteligente. Esto es, en esencia, la justificación termodinámica del principio enunciado por Jan Gehl en su sencilla metodología de generación de proyectos: primero observar la vida, después diseñar el espacio público y, finalmente, construir los edificios.

Así, el diseño urbano y la arquitectura potenciarían las actividades naturales del homo sapiens urbano. Estarían destinados a aumentar la cantidad y calidad de las conexiones que cada uno de nosotros podemos establecer dentro de una estación, una calle, o una plaza. Con el objetivo final de que el calor generado en esas conexiones pueda ser aprovechado para la proliferación de la vida en esos espacios.

Arquitectura vs. sapiens

Pero, por supuesto, las cosas también se pueden hacer al revés. Podemos decidir que las personas vivan a 15 km del centro de la ciudad, compren a 20 km, y trabajen a 50 km, y hay muchas maneras de forzar estos modelos de actividad. Pero siempre, la energía para conseguir que la gente viva, compre y trabaje lejos de los nodos naturales de estas tres redes, será lógicamente mucho mayor que si nos ocupáramos simplemente de adaptar los lugares naturales donde estas actividades tenían lugar: los centros de las ciudades y los barrios tradicionales. Porque, si ponemos a la arquitectura por delante de los flujos urbanos, no sólo deberemos construir los nodos de cero (casas, centros comerciales, o complejos de oficinas), sino también sus enlaces (túneles de metro, cinturones y autovías, entre otros) y sus redes consiguientes (educativas, culturales, de limpieza, suministro, saneamiento, etc).

Y a todo ello, ya de por sí muy costoso, se ha de sumar el inacabable suministro de energía que es necesario para mantener estas actividades (metro, boulot, dodó) funcionando en contra de los deseos naturales de la mayoría de la gente, que prefieren estar lo más cerca del centro posible. No olvidemos que la ciudad ejerce de manera natural una fuerza de atracción cuya formulación matemática no dista mucho de la Ley de Newton.

Densidad implica sostenibilidad

De lo anterior se deduce que los territorios densos, como las ciudades, son más eficientes energéticamente, y por tanto también son más sostenibles desde el punto de vista económico y medioambiental. Esto es algo que saben muy bien las regiones con baja densidad de población, que conocen el elevado coste de los servicios en las zonas poco pobladas y que, por tanto, solicitan que la despoblación sea un factor corrector de los presupuestos que les son asignados. Aunque se emplea el término despoblación de una región en su conjunto, en realidad sería más exacto hablar de baja densidad de población en amplias zonas de su territorio.

Pero dejando a un lado el planeamiento urbanístico y volviendo al diseño urbano, cabe seguir profundizando en este enfoque energético de las redes.

Fijémonos en las redes que tienen que ver con la movilidad: red viaria e infraestructuras de transporte público. De los tres elelementos que las componen (flujos, nodos y enlaces), los flujos vienen dados por el planeamiento. La definición de los usos residenciales, comerciales, equipamientos o industriales o de oficinas corresponde a decisiones que se toman desde arriba acerca de dónde la gente debe vivir, comprar, trabajar y disfrutar de su tiempo libre.

El diseño urbano, por tanto, actúa sobre los enlaces y sobre los nodos.

Termodinámica en el diseño urbano de los nodos y los enlaces

Desde nuestro punto de vista, que tiene en cuenta la ciudad como un ecosistema natural (y, por tanto, enormemente complejo y de naturaleza evolutiva), al diseñador urbano de nuestro tiempo le interesa:

  1. identificar nodos ocultos, donde generar nuevos proyectos de diseño que remen a favor de la dirección en que sopla el viento de la vida, y no al revés
  2. en aquellos nodos ya identificados, generar un diseño urbano que aproveche el desorden natural del nodo para aumentar el valor económico y social del mismo. En este sentido, es más interesante para todos que un viajero que cambia de bus decida pasar la hora y media de espera en una cafetería del intercambiador u hojeando un libro en una librería que que pase el mismo tiempo ya sentado en el siguiente autobús.
  3. dotar a algunos enlaces, en la medida de lo posible, de cierto carácter de nodos. En este sentido, se trataría de “desordenar” en cierto modo los enlaces.

Los dos primeros aspectos ya han sido desarrollados extensivamente en Urbequity a través de varios artículos (aquí apuntamos uno sobre la identificación de nodos ocultos mediante la analítica de datos, y otro reciente sobre el diseño ágil y evolutivo de espacios.) Desarrollaremos a continuación el tercero de los puntos, aunque sólo sea brevemente.

No hay nada más caro que la prisa

La frase es de mi madre, que sin haber estudiado urbanismo es una gran observadora del comportamiento humano y de sus consecuencias, además de poseer una gran capacidad de síntesis.

Como decía Rem Koolhaas, la visión de la ciudad como una gran máquina que proyectaban los arquitectos futuristas de principios de siglo, como Le Corbusier, supone “un cráter en nuestro entendimiento de lo urbano”. Bajo este prisma meramente logístico, los arquitectos e ingenieros que proyectan y construyen la ciudad están únicamente al servicio de la prisa. Lo peor que le puede pasar a una ciudad es que la diseñe alguien que no la ama. El odio de estos urbanistas a la ciudad era de tal calibre que su sueño era no pisarla, viviríamos entre jardines y nos desplazaríamos a nuestros centros de trabajo volando.

Hoy, muchos de los discursos sobre las smart cities, proyectan una visión logística de la ciudad muy parecida.

Pero, en paralelo al culto por la optimización de los tiempos de desplazamiento, había intelectuales que abogaban por las benditas “impracticalidades” (sic) de la ciudad. Jane Jacobs, por ejemplo. O antes Walter Benjamin, o Baudelaire, o De Quincey. Perderse por sus calles, vagabundear sin rumbo, desoptimizar el tiempo, favorecía una experiencia urbana más rica e interesante.

Derribar barrios tradicionales para construir autovías de múltiples carriles es tremendamente caro y poco inteligente. Por eso, muchos de esos proyectos se están revirtiendo.

Diseñando calles con rozamiento

Cuando intentamos pasar un flujo por un conducto estrecho se produce rozamiento, y este rozamiento genera calor. Se trata de un proceso análogo al de la electricidad al paso por un cable. Cuanta más resistencia, más calor, y más desorden, y recordemos que el desorden es amigo de la vida.

Ralentizar el flujo de tráfico por una avenida es, desde el punto de vista termodinámico, definitivamente una buena idea. Cuando esas personas van despacio y se rozan, se paran, se sientan, entran a las tiendas, se genera vida, y la avenida se va convirtiendo poco a poco en calle. Es representativo que el proyecto de soterramiento de la M-30 madrileña y su conversión en un lugar amable para la ciudadanía se denominase precisamente “Calle 30”.

Kevin Lynch llama a este tipo de objeto “path”, o camino. Siguiendo con la terminología de Kevin Lynch, un enlace formado por una autovía de varios carriles, como la “Gardiner Express” en Toronto, representa un borde que separa, mientras que un enlace como la “High Line” de Nueva York (en la foto) es, tras su reconversión en espacio urbano, un “path” o camino que nos conduce a una experiencia urbana de disfrute.

La ciudad de los 15 minutos

Definitivamente, parece que hay una manera más inteligente de llegar antes a los sitios, y es estar más cerca. La descentralización de las funciones urbanas en los barrios que hay detrás del concepto de la ciudad de los 15 minutos parece una buena idea porque es consistente con cuatro principios:

  • el de la densidad urbana, o principio medioambiental
  • el del mantenimiento de las conexiones sociales, clave para la cohesión social y para la innovación (recordemos que, como gran red social, el valor de una ciudad según la Ley de Metcalfe es proporcional al número de conexiones entre sus conciudadanos)
  • el termodinámico, pues la descentralización implica calles pacificadas por las que se circula lentamente y con un elevado rozamiento. Calles, por tanto, con vida.
  • el de la seguridad, pues las calles con vida y pacificadas son calles más seguras para todos

Si el planeamiento de nuestras ciudades sigue el ejemplo de París y se orienta definitivamente hacia este concepto de la ciudad de los 15 minutos, habrá múltiples oportunidades para experimentar una metodología de diseño urbano que identifique esas posibilidades ocultas de generación de proyectos en los nodos existentes, que se aplique en favorecer las necesidades vitales en dichos nodos, y que trate de convertir los enlaces en calles con rozamiento donde, como ocurre con los nodos, la energía de los flujos se convierta en calor. y éste mediante el metabolismo urbano, se convierta en vibrante vida.

La segunda Ley de la Termodinámica es inexorable. Podemos diseñar las ciudades pensando que no existe, o podemos aceptar que el orden es, no sólo más gris, sino mucho más caro a largo plazo que un cierto desorden natural. Mejor entender y aprovechar entonces la maravillosa entropía de la ciudad como red humana para aumentar su valor social y económico a través de un diseño urbano que nos conecte mejor con nuestros conciudadanos.

Artículo publicado bajo licencia Creative Commons de cultura libre. Algunos derechos reservados.

Foto de Alex Simpson vía Unsplash

 

(Visited 346 times, 1 visits today)
Etiquetas: , , , , , Last modified: 14/02/2021
Cerrar