Urban heat island

¿Qué son las islas de calor urbano?

Publicado por Adonay Perrozzi el 05 de Enero de 2021

El cambio climático no es la única razón del aumento de temperaturas en las ciudades.

Mientras el hemisferio norte transita por una de las tormentas de nieve más intensas de las últimas décadas en las que se han visto afectadas considerablemente ciudades de Estados Unidos y Japón, los residentes del hemisferio sur volcamos nuestro armario en búsqueda de prendas ligeras que nos permitan sobrevivir a las altas temperaturas registradas en las últimas semanas. Los hechos noticiosos referidos a las consecuencias del cambio climático como lluvias intensas, huracanes, tormentas de nieve e incendios forestales cada vez ocupan más espacio en los canales informativos, con eventos cada vez más extremos y frecuentes.

De acuerdo con los análisis de la NASA y la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA), el 2019 fue el segundo año más caluroso desde que comenzaron los registros modernos en 1880. Desde 1960, cada década ha sido más cálida que la anterior. Si se presta atención a los reportes meteorológicos de los medios informativos, es posible observar que es en las grandes ciudades donde se presentan temperaturas más altas.

Este fenómeno térmico se conoce como islas de calor urbano y ocurre cuando una ciudad experimenta temperaturas más elevadas que las zonas rurales circundantes.

En ciudades grandes con edificaciones masivas la temperatura del aire puede ser de 1 a 12º centígrados mayor que en las áreas menos densas. Tal es el caso de Washington, D.C., donde en un día caluroso puede existir una diferencia de hasta 8ºC entre el lugar más y menos cálido de la ciudad, o las noches de verano en Nueva York que presentan aproximadamente 13ºC más que las áreas suburbanas cercanas.

¿Por qué se producen islas de calor urbano?

Aunque existen variables que diferencian las islas de calor de una ciudad a otra (ejemplo: presencia de montañas o el tipo de clima), los expertos atribuyen este fenómeno a varios factores:

  • Escasez de áreas verdes: en ciudades densamente construidas el suelo de concreto ha ido reemplazando las áreas verdes. La remoción de árboles y cubiertas vegetales elimina los efectos naturales del enfriamiento y el efecto sombra, favoreciendo que la radiación solar se disperse más lentamente. El efecto de calor es más intenso en aquellas ciudades que cuentan con menos parques, plazas o sitios naturales.
  • Materiales de construcción: las construcciones urbanas suelen utilizar materiales oscuros como el asfalto y el cemento que absorben y retienen más energía. El pavimento y otras superficies no permeables o reflectantes absorben el calor durante el día y lo liberan lentamente durante la noche, manteniendo así el aire caliente en la ciudad.
  • Fachadas continuas y edificios en altura: las edificaciones de gran altura y la existencia de calles estrechas reducen el flujo del viento, calentando el aire que queda atrapado en ellas e intensificando el efecto de altas temperaturas. La presencia de edificios altos localizados en proximidad promueve la multiplicación de la radiación, especialmente si los materiales de construcción contribuyen a ello. En 2015 el científico Brian Vant-Hull publicó un mapa de distribución del calor en Manhattan revelando que en el centro de la ciudad se producía un efecto de “caja de luz” donde la luz del sol, reflejada en grandes edificios de vidrio, producía que esas áreas fueran significativamente más cálidas que las vecinas.
  • Energía producida y consumida en las ciudades: numerosos elementos y actividades desprenden calor en las ciudades: autos, sistemas de climatización, fábricas, luminarias, entre otros. Aunado a ello, los gases de escape de los vehículos y la contaminación industrial que se libera en la atmósfera atrapan la radiación solar, ocasionando que el efecto de microclima se intensifique. Las altas temperaturas conllevan a que más personas utilicen aire acondicionado, generando un círculo vicioso de más consumo de energía que se libera en forma de calor. Un estudio del MIT en 2018 determinó que el efecto de isla de calor en Florida fue ocasionado por un gasto adicional de US$400 millones en aire acondicionado.

Olas de calor en Francia registradas durante junio y julio de 2019 causaron la muerte de al menos 1.435 personas. Fuente: CNN.

Efectos en la salud, calidad del aire y consumo energético

En la medida en que las temperaturas continúen en aumento por el cambio climático, las áreas urbanas experimentarán olas de calor más intensas, más prolongadas y con mayor frecuencia. Temperaturas más altas pueden afectar la salud de las personas, la calidad del aire y de los cuerpos de agua y generar un aumento en la cantidad de energía que utilizamos para enfriar nuestro entorno.

El calor extremo puede causar efectos respiratorios, agotamiento por el calor e insolación, provocar enfermedades u ocasionar la muerte de personas vulnerables. Según la Organización Mundial de la Salud en 2003 fallecieron en Europa 70.000 personas por las altas temperaturas que se registraron entre junio y agosto; en 2010 otras 56.000 personas fallecieron en Rusia durante una ola de calor que duró 44 días.

Las temperaturas extremas no solo afectan la salud de las personas, sino que pueden representar un peligro para la vida acuática y silvestre. El pavimento y las superficies con altas temperaturas calientan las escorrentías de aguas pluviales, lo que resulta en contaminación térmica que afecta la reproducción y el metabolismo de las especies acuáticas. Además, muchas especies silvestres requieren temperaturas óptimas para procrear, cazar y prosperar en ecosistemas específicos. Las temperaturas elevadas, ocasionadas por las islas de calor urbano, pueden crear un entorno ecológico adverso que restrinja las actividades esenciales de estas especies.

Adicionalmente, las olas de calor cada vez más intensas en las ciudades incrementan la demanda de energía por el uso de aire acondicionado. Esto no solo aumenta el costo de facturas de electricidad, sino que ejerce una presión importante sobre la red eléctrica generando caídas de tensión y apagones frecuentes. Suministrar energía adicional puede producir un aumento de emisiones de gases de efecto invernadero, el cual se ve agravado por la falta de movimiento de aire limpio facilitando la permanencia de contaminantes en la atmósfera.

¿Cómo podemos contribuir a enfriar nuestras ciudades?

En los últimos años se han propuesto numerosas iniciativas para contrarrestar el efecto isla de calor urbano y muchas ciudades han hecho esfuerzos importantes para implementar algunas de ellas:

Aumentar la cobertura vegetal en calles, plazas y espacios abiertos de las edificaciones puede reducir significativamente la temperatura del aire. Las comunidades pueden plantar árboles o vegetación que proporcionen sombra al pavimento ya que estos enfrían naturalmente el aire circundante al liberar humedad y absorber dióxido de carbono de la atmósfera. Los parques y plazas inundables también generan beneficios ya que no solo ayudan a mitigar el riesgo asociado a eventos hidrometeorológicos, sino que sus modelos de captura y gestión del agua contribuyen a reducir el calor en las ciudades.

Las envolventes vegetales en los edificios también aportan a la reducción de las islas de calor ya que pueden gestionar el agua de lluvia y crear sectores destinados a la agricultura urbana. En 2017 la firma internacional Arup publicó el informe Cities Alive: Envolventes vegetales en edificios, un estudio centrado en cinco ciudades que demuestra los efectos positivos de las envolventes verdes en los ecosistemas urbanos que neutralizan los efectos de islas de calor.

La instalación de techos verdes proporciona sombra y reduce las temperaturas en las superficies y del aire circundante. En entornos construidos con escasos espacios verdes o con vegetación limitada, estos techos pueden mejorar la gestión de aguas de lluvia y ayudar a moderar las islas de calor. Pero además de los techos verdes, en los últimos años ha surgido una iniciativa denominada techos fríos que consiste en utilizar materiales o recubrimientos que reflejan la luz solar, reduciendo el calor del edificio. Al mantener más frescas las edificaciones, se produce un menor consumo de energía que, a su vez, disminuye la contaminación ocasionada por la emisión de gases de efecto invernadero.

El Programa Cool Roofs implementado en Nueva York ha revestido casi 500.000 m2 de techos con materiales más claros que absorben menos energía, lo que ha reducido las temperaturas internas de las edificaciones hasta en un 30 por ciento.

Bosco verticale en Milán, Italia. Ejemplo de edificio con envolvente vegetal. Fuente: Arquitectura y Diseño.

Utilizar materiales de construcción que absorban menos calor también puede contribuir a reducir las temperaturas en los centros urbanos. La conversión de superficies oscuras como el asfalto negro a colores más claros o la utilización de materiales más permeables que promuevan la captura y el flujo de agua, aportan al enfriamiento de las zonas urbanas. Los edificios inteligentes de alto rendimiento utilizan diseños y materiales innovadores para evitar que el aire fresco se escape en los meses más calurosos y para asegurar un aislamiento de las altas temperaturas.

En 2017 la ciudad de Los Ángeles implementó una iniciativa denominada White Road Initiative que consistía en cubrir sus carreteras con una pintura de color claro que mantiene las calles y los estacionamientos 10 grados más fríos que el asfalto negro. El material, denominado CoolSeal, refleja los rayos del sol y evita que la ciudad absorba tanto calor. El plan tiene como objetivo enfriar la ciudad en 1,67ºC durante los próximos 20 años.

Sin perjuicio de las iniciativas específicas como las mencionadas, es fundamental promover una reducción del consumo energético y un desarrollo urbano más inteligente. El diseño urbano de las ciudades densas y compactas está contribuyendo considerablemente a la formación de islas de calor ya que su configuración espacial impide la liberación adecuada de las altas temperaturas que se producen en su interior, conllevando a mayor consumo energético y, en definitiva, a mayor producción de calor. Políticas de crecimiento inteligente, estrategias de enfriamiento urbano y medidas de mitigación ante el cambio climático son mecanismos que pueden impulsar comunidades más resistentes ante los efectos de un clima cambiante.


Foto de portada: Kamyar Fuladlu, Müge Riza y Mustafa İlkan.

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