Illes de calor urbanes

http://3.bp.blogspot.com/-6Kdg0PS7C2s/Ut304lTpkII/AAAAAAAAE1w/CbiQNb3SYsg/s1600/isla-de-calor-ciudad.jpg

Qui més qui menys, aquelles persones que vivim fora de les grans ciutats sabem que, quan hi anem, ens trobarem amb un ambient més càlid i probablement, si és hivern, acabarem deixant alguna peça d’abric a dins la motxilla.

Si per exemple comparem la ciutat de Barcelona amb els pobles i ciutats de la mateixa província, veurem com les temperatures a la ciutat Comtal són més elevades que en les altres poblacions. De forma general, la temperatura urbana i la rural freqüentment es diferència en 4ºC i pot arribar a més de 10ºC de diferència (Oke, 2006). 

El mateix passa entre la perifèria i el centre de la mateixa ciutat. 

Foto 1. Detall de temperatures mínimes de Barcelona, del dia 10 de desembre de 2012. Font: BTV Noticies

En el cas de Barcelona es nota especial diferència entre el centre de la ciutat i els canals de fred que conformen els rius Besós i Llobregat. Així, per exemple, el 10 de desembre de 2012, mentre que a l’Eixample de Barcelona la temperatura mínima marcava 7ºC, al barri de Sant Andreu el termòmetre marcava 3ºC. Cal destacar també el pol fred que forma el Parc de la Ciutadella, on a causa de l’extensa cobertura vegetal la temperatura aquell dia es trobava per sota dels 4ºC. 

Aquest fenomen es coneix com illa de calor urbana. Aquest és el nom que s’utilitza per descriure la calor característica tant de l’atmosfera com de les superfícies de les ciutats o àrees urbanes comparades amb els seus entorns no urbanitzats o menys urbanitzats. 

Oke (2006) argumenta que l’efecte de l’illa de calor urbana té 4 factors que hi contribueixen:

  • Geometria urbana, que altera l’equilibri d’intercanvi de calor en l’entorn construït  en afectar les ombres i els patrons del vent. 
  • Cobertura urbana i superfície dels materials, els quals afecten l’absorció de calor i el reflex en els edificis. L’especificació termodinàmica, el color, la textura i la densitat dels materials i la seva exposició a la llum solar pot alterar el flux de calor als espais a l’aire lliure. 

Gran part de l’energia solar absorbida pels cossos es troba en les longituds d’ona visibles, de manera que el reflex solar es relaciona amb el color dels materials. Una superfície fosca tendirà a acumular més calor que no una superfície clara que permet un major reflex del sol i una menor acumulació de calor. 

  • Paisatge urbà, el qual afecta l’equilibri d’intercanvi d’aigua i de calor en l’entorn construït, comparat amb un entorn natural. La fotosíntesi i els processos d’evaporació en les zones verdes urbanes contribueixen a disminuir la temperatura ambient. La tipologia de les zones verdes, la seva distribució i la intensitat en la ciutat també afecten la turbulència de l’aire atmosfèric. 
  • Metabolisme urbà i antropogènic de calor residual en ciutats, el qual està relacionat principalment amb el consum d’energia per aires condicionats a l’interior d’edificis i amb l’ús del transport motoritzat. 

Foto 2.Gràfic de temperatures segons la densitat de població i urbanització. En aquest es pot veure com a mesura que ens acostem al centre d’una ciutat, les temperatures s’eleven. Font: Berkeley Lab

Efectes de les illes de calor urbanes

Les illes de calor urbanes denoten importants canvis en la superfície del territori, impactant en l’economia, la salut humana, la funció dels ecosistemes, la meteorologia local, el clima i la qualitat de l’aire. 

L’efecte illa de calor suposa un augment de les temperatures urbanes i, en conseqüència, un augment del consum d’energia per a la refrigeració de molts edificis. Això ha estat demostrat per algunes ciutats com Los Ángeles (EE.UU), on l’augment de demanda energètica arriba a comprendre entre un 5  i un 10% del total de l’energia consumida, el que es tradueix a cost addicional d’uns 100 milions de dòlars a l’any (Gálvez, 2013). El problema del refredament d’edificis en climes càlids és important ja que en les últimes dècades el consum energètic per refrigeració s’ha disparat, sobretot en ciutats europees. Els equips d’aire condicionat utilitzen energia elèctrica, amb la qual cosa el seu elevat consum porta associat un augment de les emissions de gasos d’efecte hivernacle a l’atmosfera. 

Una altra conseqüència de l’illa de calor està relacionada amb la salut de les persones ja que l’exposició continuada a elevades temperatures provoca una sèrie de trastorns com l’esgotament per deshidratació, rampes, cops de calor, desmais, l’aparició de malalties cerebrovasculars, etc. Alhora s’hi ha de sumar l’aparició de seriosos problemes respiratoris i un increment de la mortalitat. Aquests problemes respiratoris són producte de l’acumulació de contaminants (PM10, SO2, NOx, CO) a causa de la impossibilitat de dispersar-se en l’atmosfera (Sailor, 2004). 

Mesures mitigadores

L’aplicació de mesures per mitigar les illes de calor urbanes es poden agrupar en diferents escales. Des de les mesures més generals com són incorporar aquest fenomen en les estratègies de planificació territorial apostant per un desenvolupament sostenible i eficient, fins a mesures més concretes com són la presència de verd urbà i l’ús d’un sòl i materials adequats per evitar l’acumulació de calor. 

Potenciar el verd urbà

La diferència entre el balanç energètic de les superfícies urbanes i les rurals rau en la capacitat d’absorció de l’energia tèrmica. Les àrees rurals es caracteritzen per l’evapotranspiració, essent la majoria superfícies humides, permeables i cobertes per vegetació. Per contra, en les zones urbanes predominen els sòls impermeables, pavimentats, que retenen el flux d’energia. 

Foto 3. Les àrees urbanes es caracteritzen per tenir un 75-100% de superfície impermeable i tenir poca superfície humida que permeti l’evapotranspiració, a diferència de les zones rurals que es caracteritzen per tenir menys d’un 10% de superfície impermeable. Aquest fet contribueix a temperatures més elevades en àrees urbanes. Font: EPA

L’ús d’espais verds és la mesura més efectiva que es pot dur a terme per reduir la formació d’illes de calor, i és la primera que s’hauria de tenir en compte. Ja sigui en forma de parcs com en forma de cobertes vegetals en façanes d’edificis. 

Les cobertes de terrats i façanes permeten evitar l’acumulació de calor en edificis, mentre que els arbres i els espais verds com parcs urbans permeten disposar d’una superfície d’evapotranspiració que influeix en reduir les temperatures així com generar una sèrie de corrents i d’aire fresc que reemplaça l’aire calent urbà. Els parcs poden actuar com a àrees no urbanes dins d’una ciutat esmorteint l’efecte d’illa de calor. 

Cada vegada més, les ciutats estan prenent consciència d’aquesta problemàtica i estan invertint en espais verds per contrarestar i mitigar aquest fenomen. Així per exemple, l’estat de Nova York ha invertit gran part del seu capital en dos grans parcs litorals que poden millorar la brisa i la circulació dels parcs urbans de l’interior de la ciutat, permetent una reducció de les temperatures. 

http://www.nasa.gov/centers/goddard/images/content/95634main_centralpark.jpg

Foto 4. Imatge de Central Parc de la Ciutat de Nova York. Font: NASA 

Potenciar l’ús de materials que no acumulin calor

Com s’ha comentat anteriorment, la radiació solar que incideix en les superfícies urbanes és absorbida i transformada en calor sensible. Els terrats i façanes dels edificis, els carrers, les places, les carreteres, etc. representen una superfície important d’acumulació de calor, remetent-lo a l’ambient en forma de radiació d’ona llarga. 

A causa de la presència de calor en l’entorn construït, els materials dels paviments i de les façanes tenen una incidència fonamental en l’efecte illa de calor. Un punt important a tenir en compte és el color d’aquests materials. Cal prioritzar els materials de colors clars enfront els materials foscos. 

Actualment, investigadors d’arreu del món estan estudiant i desenvolupant materials de colors freds que utilitzen pigments especialment dissenyats que reflecteixen bé en les longituds d’ona infraroges. Aquests productes poden ser de color fosc, però tenen una reflectància solar propera a la d’un material de color blanc o de color clar. És el que es coneix com a paviments freds. Aquests permeten reflectir un 40% de l’energia solar, enfront al 10% que reflecteixen els paviments foscos.  El mateix succeeix amb el color dels materials en terrats i façanes. 

Foto 5. Materials en paviments i terrats, i la seva capacitat de reflectir l’energia solar. Font: Berkeley Lab 

Amb tot, les estratègies de reducció de l’efecte de les illes de calor urbanes contribueixen a una reducció de les temperatures de l’aire i de les superfícies urbanes, una reducció de la contaminació, i un pas més cap a la mitigació del canvi climàtic global. 

Mar Ruiz Arandes

BIBLIOGRAFIA

Berkeley Lab – Heat Island Group. https://heatisland.lbl.gov/

BTV Noticies. http://www.btv.cat/btvnoticies/

Gálvez, J.A. (2013). Criterios para la planificación y el diseño de corredores fluviales urbanos para la mitigación de la isla de calor. Conama Local. 

Imhoff, M. et al. (2010). Remote sensing of the urban heat island effect across biomes in the continental USA. 

Oke, T. R. (2006). Towards Better Scientific Communication in Urban Climate.

Sailor, D. J. Et al(2004). “A top–down methodology for developing diurnal and seasonal anthropogenic heating profiles for urban areas”.

Sharifi, E. et Lehmann S. (2014). Comparative analysis of surface Urban Heat Island effect in Central Sydney. 

US Environmental Protection Agency (EPA). (2008) Reducing urban heat islands: Compendium of strategies. 

Leave a reply:

Your email address will not be published.

Site Footer