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Open in new tab Teoría de la Red Urbana
Nikos A. Salingaros. Principles of Urban Structure. Design Science Planning, 2005.
Traducción: Nuria F. Hernández Amador
Introducción.
La arquitectura y el diseño urbano han resistido hasta ahora una formulación científica
en parte debido a su complejidad subyacente. Las mismas razones retrasaron los fundamentos
científicos de la medicina, que hasta hace poco tiempo estuvieron basados tanto en la
superstición como en la ciencia. Los esfuerzos del pasado de plantear el planeamiento urbano
en términos teóricos – identificando los procesos que dan lugar a formas observadas – han
tenido poco impacto en el desarrollo real. Existen tres notables y recientes acercamientos: (1)
el trabajo pionero de Christopher Alexander (Alexander, 1964; 1965; 1998; Alexander, Ishikawa
et al., 1977; Alexander, Neis et al., 1987) que proporciona la espina dorsal de este escrito; (2)
el marco de patrones urbanos como fractales acentúa sus jerarquías y microestructura ligadas
(Batty y Longley, 1994; Batty y Xie, 1996); (3) la formulación de preguntas urbanas en
términos de relaciones y movimientos que da luz a las fuerzas que gobiernan el crecimiento de
una ciudad (Hillier, 1996; Hillier and Hanson, 1984). Aquí nos centraremos en los procesos
conectivos como base del tejido urbano.
Un componente central del intelecto humano es la capacidad de establecer conexiones.
Las conexiones entre las ideas dan lugar a una mejor comprensión de la naturaleza. El
reconocimiento de los patrones que se ocultan al observador ocasional es la llave del desarrollo
científico. Estudios neurológicos demuestran que la mayor parte del cerebro está involucrado en
la percepción visual, lo que sugiere que la inteligencia ha evolucionado para apoyar el proceso
perceptivo (Fischler y Firschein, 1987). La capacidad de establecer conexiones se aplica tanto a
la percepción visual y a procesos más abstractos, menos obvios, y se ha desarrollado hasta tal
punto que marca la diferencia del éxito de la especie humana para dominar a las otras especies
animales. Estableceré una analogía entre las conexiones mentales y las conexiones entre los
elementos urbanos que dan lugar a una ciudad o a una pieza de paisaje urbano.
El tejido urbano es una estructura de complejidad organizada que existe sobre todo en
el espacio entre los edificios (Gehl, 1987). Cada edificio incluye y abarca uno o más nodos de
actividad humana. Los nodos externos van desde los que están totalmente expuestos hasta los
que tienen varios grados de resguardo parcial. La red urbana está conformada por todo el
exterior y por los elementos conectivos como áreas peatonales y verdes, muros libres, sendas
peatonales y caminos que van desde una ciclopista hasta una autopista. Observaciones
empíricas refuerzan el concepto de que mientras más fuertes son las conexiones y más
subestructura tenga la red, una ciudad tiene más vida (Alexander, 1965, Gehl, 1987).
La exposición comienza estableciendo tres principios generales. Estos a su vez se
desarrollan en una teoría de la red urbana, que proporciona reglas prácticas de aplicación. Se
discute la necesidad de diversos tipos de conexiones. Un resultado matemático en la
irregularidad de las conexiones demuestra por qué las trayectorias rectas que parecen regulares
en un plan son generalmente inadecuadas, y no funcionan por otras razones (figura 1). Un
modelo usado en la biología molecular que organiza elementos por pares para alcanzar la unión
se revisa después. Esto demuestra que la red urbana no puede existir sin un mínimo (y muy
grande) número de conexiones.
Figura 1. La posición de los nodos y las conexiones entre ellos deben ser optimizadas para la actividad humana. (a)
Cuatro nodos se colocan de modo que parezcan “regulares” desde el aire; pero esta regularidad no permite más que las
mínimas conexiones. (b) Conectividad múltiple entre los mismos cuatro nodos, vistos en planta.
Después, se examina cómo se logra la complejidad en una ciudad. Si no hay suficiente
complejidad, la ciudad está muerta; si tiene complejidad sin la suficiente organización, una
ciudad llega a ser caótica e invivible. Uno de los impulsos fundamentales de la humanidad a
través del tiempo ha sido elevar el nivel de complejidad organizada. Una de las ideas principales
de este trabajo es que una ciudad imita los procesos humanos del pensamiento, y que ambas
dependen de establecer conexiones. Esta analogía explica por qué hacemos que las cosas
complejas sean menos misteriosas.
La segunda mitad de este escrito enumera algunas aplicaciones de la teoría. Los
caminos y las trayectorias son las conexiones de la red, y las examinamos a través de su
estructura y jerarquía apropiada. Las indirectas y el consejo práctico a los planificadores se
enfocan a cómo construir mejores colonias. Hay acciones que se pueden tomar para regenerar
colonias existentes con un esfuerzo mínimo. Se menciona cómo puede ser mejorada un área
comercial al menudeo. Finalmente, se discute el uso apropiado de límites. Existen muchas
situaciones donde se necesita inhibir o controlar las conexiones en vez de establecerlas en
todas las escalas. En una ciudad sana, es necesario desconectar dos regiones que se dañen
mutuamente.
Principios estructurales de la red urbana.
El proceso que genera la red urbana puede ser resumido en términos de tres principios.
Aunque no es exhaustivo, son completamente generales, y este escrito describirá cómo se
traducen en reglas prácticas de diseño para situaciones específicas. Todo tiene que ver con
conexiones y la topología de las mismas. Los tres principios pueden ser indicados de la manera
siguiente:
(1) Nodos. La red urbana se basa en nodos de actividad humana cuyas interconexiones
conforman la red. Existen distintos tipos de nodos: habitación, trabajo, parques, tiendas,
restaurantes, iglesias, etc. Los elementos naturales y arquitectónicos sirven para reforzar los
nodos de actividad humana y sus trayectorias de conexión. La red determina el espacio y la
organización en planta de los edificios, no viceversa. Los nodos que están muy separados no se
pueden conectar con una senda peatonal.
(2) Conexiones. Los pares de conexiones se forman entre los nodos complementarios, no
como nodos. Las trayectorias peatonales consisten en tramos cortos y rectos entre los nodos;
ninguna sección debe exceder cierta longitud máxima. Para acomodar conexiones múltiples
entre dos puntos, algunas trayectorias deben ser necesariamente curveadas o irregulares.
Muchas conexiones que coinciden sobrecargan la capacidad del canal de conexión. Las
trayectorias acertadas son definidas por el borde entre regiones planas que contrastan y forman
a lo largo de los límites.
(3) Jerarquía. Cuando se permite, la red urbana se auto-organiza creando una jerarquía
ordenada de conexiones en muchos y diferentes niveles de escala. Se vuelve múltiplemente
conectada pero no caótica. El proceso de organización sigue un estricto orden: compienza con
las escalas menores (sendas peatonales), y progresa hacia escalas superiores (calles de
creciente capacidad). Si no existe cualquiera de los niveles de conectividad, la red se vuelve
patológica. Una jerarquía rara vez se puede establecer toda al mismo tiempo.
Estos principios se sugieren por los resultados en matemáticas. Los términos no son
nuevos (Lynch, 1960), pero su uso aquí es más específico que en el trabajo de autores
anteriores. Como resultado, las conclusiones son más fuertes y las soluciones permitidas están
más restringidas. El crecimiento urbano ha seguido reglas similares a través de casi toda la
historia. La planeación urbana en este siglo, sin embargo, incorpora reglas que son, en muchos
casos, el opuesto a los principios descritos anteriormente. Mostraré cómo la adopción de estilos
arbitrarios de diseño, que contradicen principios matemáticos relevantes, destruye la red
urbana. (Batty y Longley, 1994).
Conexiones en arquitectura y diseño urbano.
La arquitectura ata elementos y espacios estructurales para alcanzar la cohesión. Las
conexiones en diseño urbano ligan entre ellos a tres tipos distintos de elementos: elementos
naturales, nodos de actividad humana y elementos arquitectónicos. Ejemplos de elementos
naturales incluyen ríos, un grupo de árboles, un gran tronco caído o un pedazo de pasto. Las
actividades humanas definen nodos tales como un lugar de trabajo, una residencia, un conjunto
de tiendas o un sitio para sentarse y beber una taza de café. Los elementos arquitectónicos
incluyen todo lo que los seres humanos construyan para conectar elementos naturales y
refuercen sus nodos de actividad.
Conectando nodos de actividad humana.
Los nodos urbanos no están totalmente definidos por las estructuras como un gran
edificio o un monumento. Éstos pueden ser más efímeros o modestos, como un puesto de tacos
o una banca sombreada. Los nodos deben atraer a la gente por alguna razón, entonces, un
edificio o un monumento será un nodo solo si ahí existe una actividad bien definida. Los
grandes edificios y los monumentos que también proveen un nodo para la actividad humana
actúan como foco para las trayectorias, y tiene éxito. En contraste, los sitios arquitectónicos
que no refuerzan la actividad humana, fracasan, se aíslan ellos mismos de la red urbana.
Hay que hacer una distinción entre las conexiones visuales y las trayectorias que conectan el
movimiento físico de las personas. Como enfatizó Kevin Lynch (1960), y desarrolló después Bill
Hillier (Hillier, 1996; Hillier y Hanson, 1984), las conexiones visuales son necesarias para la
orientación, y para la creación de una imagen coherente del ambiente urbano. Sin embargo,
como no siempre coinciden con las trayectorias y calles, no son el tema principal de este
escrito. La interdependencia entre conexiones visuales y trayectorias es muy compleja y será
retomada en otra ocasión.
El número y tipo de conexiones entre nodos de actividad humana es (o debería ser)
increíblemente grande. Desde los años 40’s, los planeadores urbanos han seguido reglas cuyo
objetivo es crear un plan con un mayor grado de regularidad geométrica, al menos en los
centros urbanos. (Alexander, 1965; Batty y Longley, 1994; Gehl, 1987). Esto está basado casi
siempre en ideas estilísticas arbitrarias que frustran tanto a los nodos como a las conexiones.
Concentrándose en la simplicidad visual de formas totales, los nodos humanos son ignorados
hasta que es demasiado tarde para definirlos apropiadamente. Como resultado de esto, las
actividades humanas tienen que encajar en una matriz construida previamente que nunca
podrá acomodarlas (ver figura 1).
Los elementos arquitectónicos se conectan visualmente entre ellos a la distancia a
través de simetrías, similitudes y formas intermedias (Salingaros, 1995). Sin embargo, existe
una diferencia básica entre las conexiones arquitectónicas y las humanas. Las conexiones
funcionales entre nodos de actividad humana no son favorables en términos de simetrías
porque esos patrones son sumamente complejos. Por esta razón, se tiende a ignorarlos siempre
que una ciudad es planeada basándose en términos visuales. Lo que en realidad determina
totalmente la forma de una red urbana funcional es la complejidad organizada y no los términos
visuales (ver figura 1). La organización combina la conectividad múltiple con el orden
jerárquico. Una pieza de red urbana puede verse organizada pero estar desconectada. Por el
contrario, otra pieza puede verse desorganizada en planta, pero estar altamente conectada y
ser funcional.
Las trayectorias de conectividad son múltiples e irregulares.
Cada elemento en un conjunto urbano tiene un significado en la medida que se
relacione con las actividades humanas. Los diferentes nodos de una red urbana se conectan
mediante un complejo proceso de organización. Las conexiones permiten llegar fácilmente a
cualquier punto, y preferentemente por muchas y distintas trayectorias; la imagen que da un
barrio a los pasajeros de un avión es por mucho irrelevante. Un ambiente urbano ordenado que
está fuertemente conectado casi siempre se ve irregular desde el aire (Ghel, 1987; Hillier, 1996)
(Figuras 1 y 2). La regularidad geométrica en planta, aunque es útil como principio de
organización, no es necesariamente experimentada así a nivel de piso (Batty y Longley, 1994).
Figura 2. Las concentraciones excesivas de nodos y conexiones crean singularidad. (a) Los nodos están concentrados
en tres conjuntos separados, y todas las conexiones están forzadas en dos canales. Estas conexiones exceden la
capacidad de carga de los canales. (b) La misma cantidad de nodos son distribuidos con conexiones que trabajan
mucho mejor.
Un teorema matemático dice que dos puntos pueden estar conectados por una línea
recta sólo de una manera, pero pueden estar conectados por líneas curvas en un número
infinito de formas. Si queremos el máximo posible de conexiones entre nodos urbanos, no
podemos insistir en conexiones rectas en una retícula Cartesiana (Hipodámica). Como expuso
Camilo Sitte, y puede ser verificado por cualquier observador, las calles curvas de las ciudades
medievales son sumamente placenteras. Este efecto trató de imitarse en los desarrollos
suburbanos con calles curvas, pero esos ejemplos recientes tienen conexiones insuficientes,
tanto internas como externas.
La idea modernista de separación de funciones ha dejado como consecuencia, la
distinción entre las regiones urbanas y suburbanas en lo que se refiere a apariencias estilísticas
opuestas (y arbitrarias). La regularidad geométrica es la regla en las regiones urbanas. El estilo
opuesto se aplica a las áreas suburbanas. En los 60’s se puso de moda la construcción de
desarrollos habitacionales con calles curvas. Las conexiones se reducen en gran cantidad
teniendo calles y callejones sin salida. Esta interpretación tiene como meta el aislamiento de los
nodos, que evita la formación de la red urbana. Hemos imitado un estilo visual superficialmente
(la irregularidad de los planes medievales) malentendiéndolo y reproduciéndolo perdiendo la
esencia de la solución original (alto grado de conectividad peatonal).
La teoría de la conectividad múltiple es motivada y respaldada por un resultado
principal de física. En la formulación de trayectoria-integral de los quántums mecánicos de
Feynman, la interacción entre dos objetos puede describirse como la suma de las interacciones
sobre todas las trayectorias posibles. Para calcular la fuerza total de interacción, se consideran
todas las posibles trayectorias que unen dos puntos, con un peso apropiado de acuerdo a la
probabilidad de que ocurran. Después se integran todas las trayectorias para obtener la fuerza
total de interacción. Por analogía, si queremos que cada nodo de la red urbana esté
fuertemente conectado, sólo es posible mediante la multiplicidad de trayectorias irregulares. (El
metro de Tokio nos da un ejemplo claro de muchas redes en capas, superpuestas una encima
de la otra).
Sin embargo, no es necesario ni deseable que todas las calles tengan curvas. En
principio, no hay nada malo con un plan de retícula regular, y provee obvias ventajas de
organización. Lo que es criticable es la rigidez de su aplicación más común, que frecuentemente
limita el número de conexiones. Es posible sobreponer otra retícula con un ángulo para crear
diagonales; esto proveerá conectividad múltiple. Como se explica luego en este escrito, se debe
permitir que las trayectorias se entrecrucen en una retícula de calles rectangular.
Se podría conservar la claridad de una retícula rectangular y disminuir la fineza de sus
subdivisiones. El cortar en la retícula con trayectorias paralelas (de vehículos o peatonales) crea
conexiones en forma de cruz, y si son vehiculares, se disminuye el tamaño de la cuadra. En
nuestros días, las ciudades grandes y las cuadras suburbanas frustran la conectividad cruzada y
no permiten la creación de trayectorias internas. En el caso de los grandes núcleos comerciales,
residenciales o complejos de edificios gubernamentales, es necesario cortar las trayectorias a
través de cada grupo, si no, esa región estará aislada de la trama urbana. Las grandes planchas
grises de estacionamiento son “tierra de nadie” para el peatón, así que las trayectorias deben
ser protegidas por pavimentos y guarniciones elevadas. Las conexiones individuales a través de
una región urbana están compuestas de muchos segmentos más pequeños y son múltiples e
irregulares.
La estabilidad contra la pérdida de conexiones.
La sugerencia puede basarse en que las ciudades funcionales complejas son las que
tienen un alto grado de redundancia en el uso del concepto de la red. Si se consiguen cada vez
más formas de atravesar una ciudad a través de sus nodos, y después se interrumpe alguna
unión entre dos de ellos, la ciudad todavía trabaja. Esto funciona como el cerebro (Fischler y
Firschein, 1987). Si se pierden algunas conexiones entre las neuronas (por una lesión,
intervención quirúrgica o como resultado natural de envejecimiento), el cerebro todavía trabaja
en su mayoría. Esto sucede por la cantidad tan alta de redundancia que los mensajes
encuentran a través de él. Si se pone esto en contraste con las máquinas que se detienen
totalmente cuando se daña un circuito de menor importancia. Esta noción de estabilidad contra
el hecho de cortar una red es complementaria a las ideas más recientes en el umbral de la
complejidad. Ya existe investigación sobre la estabilidad de las redes de comunicación en donde
cada línea tiene cierta probabilidad de fallar, que se aplica directamente al tejido urbano.
Evitar la sobrecarga de los canales.
Existen razones funcionales para la conectividad múltiple. Las trayectorias comúnmente
se unen dentro de un canal (ver figura 2). Cuando las conexiones son todas del mismo tipo,
compiten entre ellas y exceden la capacidad de flujo del canal. La singularidad (cantidad
matemática que se vuelve infinita) se manifiesta tanto en sentido peatonal como en un
embotellamiento vehicular. En los casos donde las coinciden conexiones de distintos tipos, las
conexiones más débiles desaparecen en conjunto. Por ejemplo, las sendas peatonales o las
ciclopistas no pueden coexistir con una avenida. Las conexiones de muy distintos niveles
pueden cruzarse pero no coincidir.
El “modelo de juguete” de la biología evolutiva.
La nueva ciencia de la complejidad sostiene nuestras propuestas de diseño urbano.
Como resultado de la teoría gráfica del azar aplicada en un modelo biológico evolutivo se ilustra
lo que realmente pasa cuando se crea una red urbana organizada. Ésta imita el proceso de la
construcción en la historia. Suponiendo que se conectan todos los elementos de un escenario
urbano. Se puede tratar de lograr la máxima organización haciendo ajustes a los componentes:
moviéndolos y modificándolos de modo que los nodos y los elementos arquitectónicos se
conecten entre ellos en la distancia. El objetivo es siempre la creación de conexiones.
La organización se puede estudiar en términos de ligas por pares. Considerando N
elementos que son inicialmente independientes. Escoge cualquier par al azar y conéctalos,
repitiendo este proceso en todos los pasos. Cada vez se establece una conexión y de este modo
se crean muchas cadenas pequeñas. La longitud de la cadena más grande inicialmente será
muy pequeña e irá creciendo lentamente. En algún punto, dos o más cadenas se unirán.
Volviendo al paso N/2, los elementos están ligados en su mayoría en pares que son
independientes unos de otros. Cuando el número de conexiones por pares excede el paso N/2 y
(N/2)lnN, muchos elementos estarán unidos para formar una cadena gigante y múltiplemente
conectada (Bollobás, 1965; Kauffman, 1995) (Figura 3). Mientras más grande sea el sistema, la
fusión será más repentina. El sistema ha experimentado una fase de transición de un estado
desorganizado a uno organizado. Más adelante, el acoplamiento por parejas incrementará el
tamaño de su cadena más grande, pero sólo a través de pequeños incrementos y hasta que
haya conectado más del 80% de sus elementos (Bollobás, 1985; Kauffman, 1995).