Todos los veranos y, en especial, cada vez que llega una ola de calor, nos asalta la misma pregunta. La acumulación de calor es uno de los mayores problemas a los que se enfrentan nuestras urbes durante el verano. Pero ¿por qué se almacena tanto calor en las ciudades y no da tregua por las noches?
Diferencias entre áreas urbanas y rurales
Más de la mitad de la población mundial vive en zonas urbanizadas y está previsto que cada vez más personas habiten en ciudades. El aumento de población y de zonas urbanizadas han afectado al clima, a los recursos, a la salud y a la calidad del aire.
El fenómeno de acumulación de calor en las ciudades, en comparación con las zonas rurales, se conoce como isla de calor urbana. Este fenómeno se documentó por primera vez en Londres en 1833, donde la temperatura urbana por la noche era casi 4 °C más alta que la del campo. Actualmente, este fenómeno ocurre en más de 400 ciudades a lo largo de todo el mundo.
El sobrecalentamiento urbano se debe a una combinación de elementos: la falta de circulación de aire que depende del tamaño y la geometría de la ciudad, el calor de las actividades urbanas (tráfico, refrigeración, calefacción e industria), la falta de espacios verdes, la contaminación y la acumulación de la radiación solar.
Durante el día, gran parte de la energía recibida se almacena (en los edificios, los pavimentos, el asfalto) y se acumula como si se tratase de una una batería. Esta energía acumulada no se disipa instantáneamente, lo que conllevaría un aumento de la temperatura del aire. Es por la noche cuando esta energía almacenada se libera para compensar la falta de radiación solar que se recibe, resultando en unas temperaturas nocturnas más altas en comparación con las áreas rurales.
En 2022, el Ayuntamiento de Pamplona y la Universidad Pública de Navarra realizaron un estudio conjunto sobre las temperaturas extremas registradas en la ciudad. En esta investigación se compararon las datos de cinco estaciones meteorológicas urbanas con una estación de referencia rural.
Las mayores diferencias de temperatura se observaron por la noche, entre las 2:00 y las 9:00, alcanzando una diferencia de hasta 4 °C. En los meses de verano, debido a la mayor radiación solar, se vieron mayores diferencias de temperatura a lo largo del día en comparación con los meses de invierno. Frecuentemente, las estaciones urbanas registraban 2 °C más que la estación rural, con diferencias nocturnas en verano que, en casos extremos, superaban los 7 °C, llegando casi a los 9 °C. Julio destacó como el mes con mayores diferencias, mientras que en agosto estas diferencias tendieron a moderarse.
¿Qué problemas genera la isla de calor urbana?
El aumento de las temperaturas en la ciudad afecta a:
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La mortalidad y morbilidad relacionadas con el calor en personas vulnerables (ancianos, niños, embarazadas, trabajadores al aire libre y personas con bajos recursos).
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La necesidad de refrigeración en los edificios y, por tanto, el aumento de consumo energético.
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Los niveles de contaminación exterior.
Durante la ola de calor de 2003 en España, las muertes superaron un 8 % a las esperadas, la mayoría en personas de más de 75 años. Fue a partir de ese verano cuando se comenzaron a implementar planes de prevención para los efectos de las altas temperaturas (aquí se recoge el de 2024).
A pesar de este tipo de medidas, durante las olas de calor los sistemas de salud nacionales e internacionales se ven desbordados.
Estrategias de mitigación
Entre las soluciones más efectivas para mitigar el efecto de la isla de calor urbano está el uso de vegetación y de materiales reflectantes.
Numerosos estudios demuestran que las zonas verdes mejoran el clima en la ciudad y el confort térmico. Pero su efecto depende de la configuración (parques, filas de árboles, cubiertas verdes) y de las especies elegidas. No obstante, un estudio reciente apunta a que su efecto puede verse limitado durante las olas de calor.
Los materiales empleados en las construcciones desempeñan un papel muy importante en las ciudades. Cómo fluye el calor a través de los materiales es clave y la elección de los materiales determinará cuánto calor entrará o se reflejará y cuánto se acumulará. Históricamente, muchas ciudades mediterráneas han empleado la cal y pinturas blancas por su potencial de reflejar el calor.
Materiales que envían el calor al espacio
Los materiales de enfriamiento radiativo han despertado gran interés debido a que consiguen temperaturas por debajo de la temperatura ambiente tanto durante el día como por la noche.
Este tipo de materiales especiales podrían disminuir significativamente la demanda de refrigeración actual y futura de los edificios y mejorar las temperaturas de las ciudades. Claro que lo ideal sería que la capacidad enfriamiento radiativo se incluyera también en materiales comunes como el hormigón.
Los materiales de enfriamiento radiativo emplean un fenómeno que se usaba ya en la antigüedad para fabricar hielo en el desierto. Por un lado, reflejan muy bien la radiación solar. Por otro lado, envían al espacio como radiación infrarroja el calor que hayan podido acumular. Esto es posible porque la atmósfera es transparente a este tipo de radiación. El fenómeno se conoce como la “ventana de transparencia atmosférica”: el calor no se expulsa al aire sino al espacio y, como consecuencia, no contribuye al calentamiento de la ciudad ni por el día ni por la noche.
Varios estudios han demostrado su capacidad para mitigar el calor. A escala de calle, los materiales de enfriamiento radiativo disminuían 1,6 °C la temperatura ambiente y 24,2 °C la temperatura de las superficies. En otro estudio de simulación a escala de ciudad, la temperatura ambiente bajaba 1,6 °C durante el día y 0,6 °C por la noche. Entre las estrategias estudiadas, emplear estos materiales es una de las más eficientes.
Como podemos ver, una de las claves para reducir los efectos del calor en las ciudades es calcular el impacto que tendrán las diferentes medidas propuestas, entre las que destacan los materiales de enfriamiento radiativo. Se trata de un campo muy prometedor con gran potencial para mejorar las condiciones de temperatura de la población. Estudios recientes apuntan a que una combinación de soluciones a diferentes escalas (edificios, barrios y ciudades enteras) puede contribuir a mitigar el calor de manera efectiva.
Laura Carlosena y Ignacio García Ruiz, Universidad Pública de Navarra / The Conversation