Transcript Ciudades y complejidad

Ciudades y complejidad
Carlos Reynoso
UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES
http://carlosreynoso.com.ar
Objetivos
• Poner en tela de juicio los modelos de sentido
común respecto de la ciudad y del espacio
construido en general
• Hacer lo propio con la ciencia en general y la
complejidad en particular
• Proponer una visión compleja de la ciudad
– Las cosas no son lo que parecen, un pequeñísimo
cambio significa enormes consecuencias, y el futuro
no habrá de ser más de lo mismo
Agenda
• Crítica del sentido común
• Visión sumaria de la complejidad
• Problemas de la geografía urbana y el
planeamiento urbano de sentido común
• Visión sumaria de la ciudad compleja
• Perspectivas y propuestas de trabajo
Crítica del sentido común
• El sentido común es lineal, monótono y simplista
– Nueve mujeres tardan un mes en tener un hijo
• Complejidad implica no linealidad
• Errores de concepto en la concepción de no
linealidad (p. ej. Edgar Morin y autores de
divulgación)
• No linealidad no es circularidad
• No linealidad es un concepto cuantitativo
• Pero el concepto de complejidad no es
cuantitativo
Problemas de la concepción de
sentido común
• La estadística del sentido común es inadecuada
–
–
–
–
No a la distribución normal
No al muestreo
Sí a la ley de Zipf (Pareto, Mandelbrot)
Sí al modelado complejo
• ¿Cuántas ciudades hay con qué número de
habitantes?
• ¿Cuántos países hay con qué volumen de
comercio exterior?
• ¿Cuántos terremotos hay de qué intensidad?
• ¿Cuántas calles hay de qué extensión?
Otros problemas del sentido común
• Densidad
– Presuposición de homogeneidad
• Determinar los grupos que hay en un
conjunto es analíticamente indecidible
– Se requiere conocimiento de patrones
• Problema de la Unidad Areal Modificable
• Correlación geográfica
– La mayor parte de las estadísticas son
inaplicables
Imágenes de la complejidad
• Geometría fractal de la naturaleza y el
espacio construido
• Autómatas celulares
• Modelos basados en agentes
• Algoritmo genético y otras metaheurísticas
inspiradas en la naturaleza
• Gramáticas complejas
• Redes complejas y sintaxis espacial
La ciudad es un fractal
• Las ciudades planificadas son euclidianas
• Las ciudades auto-organizadas son orgánicasfractales
• La geometría fractal propone modelos de
crecimiento
– Agregación limitada por difusión (DLA)
– Agregación preferencial (principio de San Mateo)
• Las redes (sociales) son fractales
• Los fractales ya no son lo que eran 
Sistemas complejos adaptativos
Aplicaciones
• Modelos de contagio, difusión de
novedades (rumores, modas)
• Modelos de proyección de crecimiento,
uso de la tierra, desarrollo sustentable,
impacto ecológico (SLEUTH), reciclado
barrial (gentrification), ambulación de
peatones
• Modelos de flujo de vehículos (Transims)
• Modelos de evacuación
Distribución normal
• Cerca del 68% del conjunto se encuentra a 1
desviación estándar de la media, 95 a 2 y 99,7 a 3
• Regla de 68-95-99,7
• Mal llamada “curva de Bell”
Ley de potencia
• Independiente de escala = No hay valores normales,
ni una media, ni una escala característica
• La dispersión de los valores puede ser de orden
astronómico
Batty & Longley (cont.)
Análisis innovador de modelos de
crecimiento (esp. Orgánico)
Análisis innovador de modelos de
crecimiento (esp. Orgánico)
Relación entre jerarquía y
distribuciones de Pareto / Zipf
• Autosimilitud en
diversas escalas
• Distribuciones de ley
de potencia
• Vinculación con la ley
de Zipf de
rango/frecuencia para
las ciudades
Investigaciones de Frankhauser
Aplicaciones
• Rodina, Rodin, Dumachev – Optimización de
patrullaje policial en Moscú
• Zonas residencias sub-patrulladas: mayor D
Analogía entre neoplasmas malignos y
crecimiento urbano (1/2)
• Warren Hern, U. Colorado (2008)
Baltimore-Washington (Masek & al 2006)
Analogía entre neoplasmas malignos y
crecimiento urbano (2/2)
• Rasgos propios de procesos de criticalidad autoorganizada
– http://carlosreynoso.com.ar/criticalidad-auto-organizada-ydinamicas-complejas/
• Metástasis (colonización distante)
• Crecimiento rápido
• Progresión (tasa creciente de expansión en nuevas
colonias)
• Invariancia de escala
• Topofagia (devora los espacios disponibles)
• Falta de mecanismos antagónicos inhibitorios
• Apoptosis (resistencia a la extinción normal)
– Semejanza con muerte celular programada de Penelas
Estudios de casos con SLEUTH
• SLEUTH = Slope, Land use, Exclusion, Urban extent,
Transportation, Hillshade
• Antes llamado Clarke Cellular Automata Urban Growth
Model
• Aplicación de referencia en proyección urbana
• Desarrollado por Keith Clarke en la UC en Santa
Barbara
• Las iniciales del nombre describen los datos de entrada
• Las reglas se basan en 5 coeficientes
Slope – Término de GIS y análisis geoespacial (véase DEM)
• Se pueden generar de bases de datos topográficas
Excluded
• Montañas, aguas, etc
Transportation
• Incluye análisis de conectividad
(sintaxis espacial)
Hillshade
• Usado como fondo para especificar la
extensión espacial
Sitio de referencia
• http://www.ncgia.ucsb.edu/projects/gig/
Proyecciones de uso de la tierra de la NASA
http://earthobservatory.nasa.gov/Newsroom/view.php?id=24480
Proyección de crecimiento (SLEUTH)
Eficiencia aproximada superior al 80%
Predicciones Helsinki 2050*
’Controlled’ Growth
accessibility
roads as lines
railroads + stations
’Free’ Growth
*Ver Urban Generator
main roads + railroads
Proyección de crecimiento e impacto ecológico
http://www.insipub.com/rjss/2007/72-82.pdf
Proyección de crecimiento (SLEUTH)
Metronamica
(Alternativa a DUEM, pero > € 15.000)
Ejercicio con Metronamica
• Archivo de escenario en
Documentos>Geonamica>Metronamica…
Ejercicios y documentación incluidos en Demo
Evacuación – Situaciones de pánico
•
•
Surgimiento de atascos
desproporcionados, senderos
de contraflujo, cambios
oscilatorios en los contraflujos
en los cuellos de botella,
brotes de conducta de
rebaño, dependencia no
monotónica del tiempo de
evacuación respecto de
parámetros inimaginables (el
campo dinámico del piso, la
paradoja de Braess), efectos
de fricción, efectos de másrápido-es-más-lento en
situaciones de pánico, pánico
fantasma, freezing-byheating, formación de “dedos”
viscosos, surgimiento de
flujos más ordenados
mediante la ampliación de las
oscilaciones.
MicroPedSim, SimWalk,
SUMO
http://www.thp.uni-koeln.de/~as/Mypage/Pedestrians/twodoors.html
Indicadores
• Espacios a, b, c y d
• a – Un solo vínculo, callejones
sin salida
• b – Espacios conectados a un
callejón
• c – Espacios que pertenecen
a un anillo
• d – Espacios con más de 2
vínculos, formando complejos
que no tienen ni a ni b,
conteniendo por lo menos 2
anillos con por lo menos un
elemento en común
Indicadores
• Segregación
– Espacios tipo a
y d crean
integración
– Espacios tipo b
y c crean
segregación
Integración visual e inteligibilidad
Síntesis – Rasgos complejos
•
•
•
•
•
Distribución de ciudades en el mundo
Ley de rango-tamaño
Distribución de calles en el trazado urbano
Auto-organización de los suburbios
Preferencia estética y comprensión psicológica de las
distribuciones de ley de potencia
– Igualmente pasa con la música
• Geometría fractal de los bordes
• Se requieren modelos auto-organizados para
comprender la dinámica
– Autómatas celulares, gramáticas complejas
• La dinámica del tráfico es caótica
– Efectos de alas de mariposa
¿Por dónde empezar?
• http://carlosreynoso.com.ar
Otros recursos
• Carlos Reynoso.
2010. Análisis y
diseño de la ciudad
compleja.
Perspectivas desde
la antropología
urbana. Buenos
Aires, Editorial Sb
• Disponible en
Librería Lerner y
otras en la ciudad
¿Preguntas?
Carlos Reynoso
UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES
http://carlosreynoso.com.ar