Más allá de las Water Smart Cities: ¿hacia un nuevo modelo de contrato hidrosocial?

Bermejo Martín, Gustavo (2021). Más allá de las Water Smart Cities: ¿hacia un nuevo modelo de contrato hidrosocial?. Thesis (Doctoral), E.T.S.I. Industriales (UPM). https://doi.org/10.20868/UPM.thesis.66457.

Description

Title: Más allá de las Water Smart Cities: ¿hacia un nuevo modelo de contrato hidrosocial?
Author/s:
  • Bermejo Martín, Gustavo
Contributor/s:
  • Rodríguez Monroy, Carlos
Item Type: Thesis (Doctoral)
Date: 2021
Subjects:
Faculty: E.T.S.I. Industriales (UPM)
Department: Ingeniería de Organización, Administración de Empresas y Estadística
Creative Commons Licenses: Recognition - No derivative works - Non commercial

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Abstract

La presente tesis “Más allá de las Water Smart Cities: ¿Hacia un nuevo modelo de contrato hidrosocial?” parte del impacto que la irrupción de las nuevas tecnologías de la información y de la comunicación (TIC) han tenido en la problemática del agua; especialmente en la búsqueda de nuevas soluciones que hagan sostenible en cantidad y calidad su disponibilidad. Esto es muy visible en la gestión integral del ciclo del agua en las ciudades. La oferta, la demanda y la gestión del agua están a un click, desde un “smart phone” o desde un ordenador. Estas nuevas tecnologías ICT abren una puerta nueva para lo que se ha venido a denominar el “ciudadano digital”, que aspira a vivir en una ciudad inteligente o “Smart City”, buscando una mayor calidad de vida. Esta aspiración a una mayor calidad de vida, no siempre implica acciones que lleven a una mayor sostenibilidad de la ciudad y su agua. En este entorno urbano se produce una tensión entre la sostenibilidad necesaria en la ciudad y un mayor deseo de confort y bienestar por parte de la ciudadanía. Es especialmente palpable en un recurso crítico y limitado como es el agua, sobre el que no siempre podemos actuar de manera masiva y efectiva, para asegurar su disponibilidad en tiempo, lugar y calidad en la ciudad. En esta línea, una de las respuestas a la sostenibilidad del agua en las ciudades, ha venido asociado a conceptos como “Water Smart Cities” y “Water Sensitive Cities”. Son aproximaciones que tienen en cuenta el “ciclo integral del agua urbano” e incorporan el agua en el diseño de soluciones para el desarrollo sostenible de las ciudades. Se implementan teniendo como base el concepto de contrato hidrosocial. Dicho contrato hidrosocial no es igual para todas las ciudades. Merece un nuevo enfoque, definición y una nueva participación por parte de todos los stakeholders de la ciudad; especialmente los ciudadanos en su comportamiento público y privado (hogares). Pero cuando se habla de ciudades hay que distinguir entre las grandes megápolis, las ciudades medianas y las pequeñas. En la literatura científica aparecen numerosos papers que tratan la problemática de las grandes megápolis, con su crecimiento desmesurado y su presión sobre el agua, en forma de contaminación y escasez crónica. Sin embargo, faltan estudios que traten la problemática del agua en ciudades intermedias. Estas se entienden como aquellas que concentran entre 50.000 y 1 millón de habitantes. Contribuyen con más del 40% de la población europea y, por lo tanto, tienen un impacto altísimo sobre los objetivos de sostenibilidad de la Agenda 2030 de la ONU. Esta tesis se ha centrado en las ciudades de tamaño medio, dónde se da un cruce entre su carácter puramente urbano y cierta conexión apegada a una realidad agrícola cercana. En ellas se produce un nexo claro entre agua, comida y energía, que requiere de un enfoque holístico para su tratamiento. Como ejemplo de este tipo de urbes, esta tesis ha tomado el caso concreto de la ciudad de Huelva. La elección se ha basado en que, sobre esta ciudad se podían obtener datos de campo reales sobre los comportamientos, necesidades y valores de sus ciudadanos en la esfera privada y pública. Ello ha sido posible mediante el acceso a los hogares de Huelva a través del acuerdo firmado con el grupo Suez, dentro del marco de la agrupación de las Universidades Politécnicas españolas (UP4). Dicha organización presentó un reto para lograr un uso más eficiente del agua en el ámbito de los hogares, al que el doctorando respondió con una propuesta que fue finalmente elegida. Por otra parte, esta ciudad presentaba muchas características comunes en las ciudades intermedias europeas. Entre estas, cabe destacar que Huelva no tiene escasez de agua, ni estrés hídrico, siendo una de las pocas ciudades del sur de España con reservas para asegurar el suministro durante 3 años. Además, Huelva cuenta con un plan de Estrategias de Desarrollo Urbano Sostenible e Integrado (EDUSI) en ejecución. Esta tesis al analizar el papel del agua dentro del EDUSI de la ciudad, obtiene una fotografía del contrato hidrosocial existente en la ciudad y su aspiración a mejorarlo. Es decir, una fotografía del impacto del comportamiento público del ciudadano onubense. Por otra parte, dando respuesta al reto del grupo Suez, la tesis analiza el comportamiento privado de los ciudadanos respecto del agua a través de su uso en los hogares. Estos dos focos de análisis, el público y el privado, dan respuesta a la pregunta central de la tesis: determinar hasta qué punto se puede lograr un uso más eficiente y sostenible del agua en los hogares mediante estrategias centradas en “gestionar la demanda” (la parte del ciudadano) y no mediante la “oferta”. Hasta qué punto se puede conseguir involucrar, el “engagement”, del ciudadano respecto del agua y la eficacia de las palancas propuestas para lograrlo. Otra de los objetivos es ponderar el impacto de las nuevas tecnologías TIC como herramientas de estrategia efectivas para implementar la gestión de la demanda de agua. Se analiza la utilización de herramientas TIC frente a otras estrategias menos costosas, que se basan en una metodología más antropológica, o asociada a otras ciencias como la sociología. La tesis cuenta con dos factores novedosos con respecto a otras líneas de investigación. Uno de ellos es la ausencia de sensación de escasez entre la ciudadanía de Huelva, factor que, por lo tanto, no actúa como palanca motivadora entre los ciudadanos para mejorar la eficiencia en el uso del agua. El otro es que se estudia para el caso de una ciudad intermedia, como es Huelva. Por otra parte, el marco metodológico utilizado ha sido el de Design Thinking, pues al ser éste una colección de metodologías “human-centered”, son especialmente apropiadas para involucrar al ciudadano en la solución de una mejor eficiencia en el uso del agua. Esta tesis recoge los principios de diseño propuestos al grupo Suez para generar un prototipo web-based. Este debe permitir agilizar y hacer un seguimiento real del comportamiento de los hogares ante propuestas de experimentos, que mejoren entre los ciudadanos un mejor uso y valorización del agua. Aunque estos principios de diseño han sido aprobados para Huelva, actualmente, debido a la crisis del coronavirus, no ha sido posible comenzar con la implementación en campo de esta etapa de la investigación. El objetivo final es probar este prototipo para poder escalar a una etapa posterior esta investigación al total de los hogares de Huelva, mediante técnicas Big Data y de Inteligencia Artificial. Este proceder sigue los principios de metodologías de diseño ágiles, que permiten implementaciones rápidas y poco costosas de soluciones complejas, antes de iniciar la producción masiva de las mismas. Hay que resaltar la utilización en esta tesis, de distintas técnicas estadísticas dentro de la metodología Design Thinking. Estas técnicas como el análisis CART y la clusterización, han permitido obtener resultados reales sobre el comportamiento declarado de los hogares y su valorización y necesidades respecto del agua de la ciudad. Esto se ha logrado a través del análisis y procesado estadístico de las respuestas a una encuesta sobre un universo total final de 97 hogares. Como conclusiones principales obtenidas en esta tesis a partir de los resultados de análisis aplicado, se destacan los diez siguientes: 1. Las conclusiones no son totalmente extrapolables a otras ciudades intermedias europeas, pues el contexto histórico, cultural y demográfico es diferencial para cada una de ellas. En cualquier caso, se confirma lo que aparece en otros estudios de otras urbes, y es que el conocimiento sobre el ciclo integral del agua tiene un peso importante en la mejora de la eficiencia de su utilización y valorización por parte de los hogares. 2. En la esfera del comportamiento público del ciudadano de Huelva, se echa en falta una mayor valorización del agua, aunque es trasladable a la mayoría de las ciudades con EDUSI. Faltan planes concretos dedicados especialmente para educación de la ciudadanía sobre el agua, información sobre gestión del ciclo integral del agua y acciones para reducir el consumo del agua. 3. Ligado con este punto, sería necesario una mayor utilización de nuevas tecnologías ICT para la información y educación de la ciudadanía respecto del agua. 4. Huelva, de acuerdo al modelo de Brown no alcanza el estadio de “Water Smart City” aunque presenta elementos de gestión de ciclo integral del agua, pero sin acciones declaradas de protección medioambiental del agua, ni considerar el agua como medio de conexión social. 5. La media de conocimiento sobre el ciclo integral del agua, que presentan los hogares de Huelva, arroja una puntuación de 4,2577. Esto indica un grado de conocimiento del ciclo integral del agua próximo al aprobado, es decir, un grado de conocimiento medio, pero aún deficiente sobre algunas de las etapas del mismo. 6. Se han obtenido tres clusters de hogares basados en un conocimiento alto, medio y bajo del ciclo integral del agua urbana. Se han diseñado estrategias diferenciales de gestión de la demanda para cada uno de estos clusters. 7. La actitud positiva hacia la mejora de hábitos en la limpieza personal y del hogar y el conocimiento sobre el ciclo integral del agua explican el rango de consumo de los hogares. Se aconsejan estrategias que aumenten el conocimiento de los hogares sobre el ciclo del agua y el uso eficiente de las mismas como estrategias de reducción del consumo de agua. 8. Existe una predisposición positiva de los hogares hacia el agua regenerada, siempre para determinados usos que supongan ahorro en el hogar. 9. Las características de comportamiento y hábito social de los hogares tienen un peso nulo sobre el rango de consumo de los mismos. 10. Existe homogeneidad entre los hogares de Huelva, ya que no se constata una influencia sobre el consumo, debido a pertenencia a distintos distritos o cualquier otra variable demográfica. No tendría sentido estrategias diferenciadas basadas en estos factores. El uso cotidiano del agua en los hogares de Huelva, junto a la aspiración pública de valorización y necesidades de la ciudad respecto del agua, reflejada en su EDUSI, da una fotografía clara de cómo es el contrato hidrosocial de la ciudad y cuál es el grado de acercamiento al concepto de “Water Sensitive City” o “Water Smart City”. Esto es lo que trata de reflejar el título de la tesis: “Más allá de las Water Smart Cities: ¿Hacia un nuevo modelo de contrato hidrosocial?”. En base a esta pregunta, se ha desarrollado la misma, estructurándose como un compendio de tres artículos de investigación que intentan responder a la misma. ----------ABSTRACT---------- The present thesis "Beyond Water Smart Cities: Towards a new hydrosocial contract model?" stems from the impact that the irruption of new information and communication technologies (ICT) have had on the water problem; especially in the search for new solutions that make their availability sustainable in quantity and quality. This is very visible in the integral management of the water cycle in cities. Supply, demand, and water management are just a click away from a "smartphone" or a computer. These new ICT technologies open a new door for what has come to be called the "digital citizen," who aspires to live in a smart city, seeking a better quality of life. This aspiration to a higher quality of life does not always imply actions that lead to the city's greater sustainability and its water. In this urban environment, there is a tension between the city's necessary sustainability and a greater desire for comfort and well-being on the part of citizens. It is especially palpable in a critical and limited resource such as water, on which we cannot always act massively and effectively, to ensure its availability with all the requirements of time, place, and quality in the city. Along these lines, one of the responses to water sustainability in cities has been associated with concepts such as "Water Smart Cities" and "Water Sensitive Cities". They are approaches that consider the "integral urban water cycle" and incorporate water in the design of solutions for the sustainable development of cities. They are implemented based on the concept of the hydrosocial contract. This hydrosocial contract is not the same for all cities. It deserves a new approach, definition, and new participation in all the city, mostly citizens in their public and private behaviour (households). However, when talking about cities, we must distinguish between large megacities, mediumsized cities, and small ones. Numerous papers appear in the scientific literature that deal with large megacities' problems, with their excessive growth and their pressure on water, in the form of pollution and chronic scarcity. However, there is a lack of studies that address the water problem in intermediary cities. These are understood as those that concentrate between 50,000 and 1 million inhabitants. They contribute to more than 40% of the European population and, therefore, have a very high impact on the UN 2030 Agenda's sustainability goals. This thesis has focused on medium-sized cities, where there is a crossroads between their purely urban character and a particular connection attached to a nearby agricultural reality. In them, there is a clear nexus between water, food, and energy, which requires a holistic approach for its treatment. As an example of this type of intermediary cities, this thesis has taken the specific case of Huelva (population 143,000 inhabitants). The choice was based on the fact that real field data could be obtained about this city on its citizens' behaviours, needs, and values in the private and public spheres. This has been possible through access to homes in Huelva through the agreement signed with the Suez group, within the framework of the grouping of Spanish Polytechnic Universities (UP4). This association presented a challenge to achieve more efficient use of water in the household environment, to which the doctoral student responded with a proposal that was finally chosen. On the other hand, this city has many common characteristics with European intermediary cities. Among these, it should be noted that Huelva has no water shortage or water stress, being one of the few cities in southern Spain with reserves to ensure supply for three years. In addition, Huelva has a Sustainable and Integrated Urban Development Strategies plan (SIUDS) in execution. When analysing the role of water within the city's SIUDS, this thesis obtains a photograph of the existing hydrosocial contract in the city and its aspiration to improve it. In other words, a photograph of the impact of the public behaviour of the Huelva citizen. On the other hand, responding to the Suez group's challenge, the thesis analyses the private behaviour of citizens regarding water through its use in homes. These two focuses of analysis, the public and the private answer the central question of the thesis: determine to what extent a more efficient and sustainable use of water can be achieved in households through strategies focused on "managing demand" (the side of the citizen) and not through the “supply." To what extent the citizens can get involved (engaged) regarding water, and the effectiveness of the levers proposed to achieve it. Another objective is to weigh the impact of new ICT technologies as effective strategy tools to implement water demand management. The use of ICT tools is analysed against other less expensive strategies, which are based on a more anthropological methodology or associated with other sciences such as sociology. The thesis has two novel factors concerning other lines of research. One of them is the absence of a sensation of scarcity among the citizens of Huelva, a factor that, therefore, does not act as a motivating lever among citizens to improve efficiency in water use. The other is that it is studied for the case of an intermediary city, such as Huelva. On the other hand, the methodological framework used has been that of Design Thinking. As this is a collection of "human-centered" methodologies, they are especially appropriate to involve citizens in better efficiency in the use of water. This thesis includes the design principles proposed to the Suez group to generate a web-based prototype. This should allow streamlining and real monitoring of households' behaviour in the face of experimental proposals, which improve a better use and valorisation of water among citizens. Although these design principles have been approved for Huelva, currently, due to the coronavirus crisis, it has not been possible to start the field implementation of this stage of the research. The final objective is to test this prototype to scale this research to a later stage to all households in Huelva, using Big Data and Artificial Intelligence techniques. This procedure follows agile design methodologies, which allow fast and inexpensive implementations of complex solutions before starting their mass production. The use in this thesis of different statistical techniques within the Design Thinking methodology should be highlighted. These techniques, such as Classification and Regression Tree analysis (CART) and clustering, have made it possible to obtain real results on households' declared behaviour and their valuation and needs regarding water in the city. This has been achieved through the analysis and statistical processing of the responses to a survey on a final total universe of 97 households. As main conclusions obtained in this thesis from the results of the analysis applied, the following ten stand out: 1. The conclusions cannot be fully extrapolated to other European intermediate cities since the historical, cultural, and demographic context is different for each of them. In any case, what appears in other studies of other cities is confirmed, and that is that knowledge about the integral water cycle has a significant weight in improving the efficiency of its use and valuation by households. 2. In the sphere of public behaviour of Huelva's citizen, a greater valorisation of water is lacking, although it is transferable to most cities with SIUDS. There is a lack of specific plans dedicated to the public's education on water, information on the management of the integral water cycle, and actions to reduce water consumption. 3. Linked to this point, a greater use of new ICT technologies for citizens' information and education regarding water would be necessary. 4. Huelva, according to Brown's model, does not reach the "Water Smart City" stage, although it does present elements of integral water cycle management, but without declared actions for the environmental protection of water, nor does it consider water as a means of social connection. 5. The average knowledge about the integral water cycle presented by households in Huelva yields a score of 4.2577. This indicates a degree of knowledge of the integral water cycle close to the approved one, a medium degree of knowledge, but still deficient about some of its stages. 6. Three clusters of households have been obtained based on high, medium, and low knowledge of the integral urban water cycle. Differential demand management strategies have been designed for each of these clusters. 7. Positive attitude towards improve habits in cleaning in personal or household purposes, and knowledge about the water cycle explain the range of household consumption. Strategies that increase household knowledge about the water cycle and their efficient use are recommended as strategies for reducing water consumption. 8. There is a positive predisposition of households towards reclaimed water, always for specific uses that involve savings at home. 9. The characteristics of behaviour and social habit of households have zero weight on the same consumption range. 10. There is homogeneity among Huelva households since no influence on consumption is found due to belonging to different districts or any other demographic variable. Differentiated strategies based on these factors would not make sense. The daily use of water in the homes of Huelva, together with the public aspiration of valorisation and needs of the city regarding water, reflected in its SIUDS, gives a clear picture of what the hydrosocial contract of the city is like and what is the degree of approach to the concept of "Water Sensitive City" or "Water Smart City." This is what the thesis's title tries to reflect: "Beyond Water Smart Cities: Towards a new model of hydrosocial contract?". Based on this question, the thesis has been developed and structured as a compendium of three published research articles that attempt to answer it.

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Item ID: 66457
DC Identifier: https://oa.upm.es/66457/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:66457
DOI: 10.20868/UPM.thesis.66457
Deposited by: Archivo Digital UPM 2
Deposited on: 21 Mar 2021 07:20
Last Modified: 20 Sep 2021 22:30
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