Esta historia está coeditada con Molienda, y es parte de Récord alto, una serie de Grist que examina el calor extremo y su impacto en cómo y dónde vivimos.
Las ciudades están calientes. Cuando se cubre el suelo con asfalto y hormigón, se atascan millones de automóviles en calles congestionadas y se levantan miles de Al construir edificios que pierden su propio calor, se crea lo que los expertos llaman una “isla de calor urbana”. Las temperaturas diurnas en estos lugares pueden ser tan mucho hasta 7 grados Fahrenheit más alta que las áreas rurales aledañas, y las cosas no se ponen mucho más frescas por la noche.
A medida que el cambio climático alimenta una sucesión de olas de calor históricas, el efecto isla de calor urbana en muchas ciudades estadounidenses está superando los límites de la humanidad. supervivencia. Ese es el caso en ciudades desérticas como Phoenix, donde las temperaturas alcanzaron su punto máximo 110 grados F durante 30 días seguidos este verano, y también en climas más fríos como Chicago, que ha visto una serie de días abrasadores de tres dígitos durante los últimos meses.
Hacer frente a este tipo de calor requiere algo más que intervenciones aisladas: techos reflectantes por aquí o máquinas de niebla por allá. Más bien, la crisis del El verano pasado ha demostrado que la mayoría de los centros urbanos estadounidenses necesitarán considerar una renovación desde cero.
Basándose en los comentarios de expertos en clima, arquitectos y planificadores urbanos, así como en tecnologías exitosas pioneras en comunidades de clima cálido en todo el mundo, Grist se propuso diseñar una ciudad construida desde cero para soportar el calor extremo y al mismo tiempo reducir las emisiones de carbono relacionadas con el enfriamiento. Los edificios y Las calles de esta genial metrópolis incorporan principios básicos de diseño como sombra y follaje, pero también incluyen soluciones arquitectónicas hechas a medida, como torres que atrapan el viento. y polímeros absorbentes especiales. El producto terminado muestra cuánto trabajo se necesita para adaptarse a los extremos del cambio climático, pero también muestra cuánto más humanas y orientadas a las personas pueden ser nuestras ciudades.
Centros de la ciudad
Con sus altas torres de acero, abundante hormigón y frecuente falta de espacios verdes, las densas áreas del centro son conocidas por temperaturas abrasadoras que duran día y noche. Pero hay muchos elementos de diseño que pueden ayudar a refrescar estos paisajes urbanos, desde aceras con sombra y paradas de autobús hasta vidrio reflectante . Incluso la ubicación de edificios altos, como los de una calle como la Quinta Avenida de Manhattan, puede crear lo que se conoce como “cañón urbano”, que impide que el sol llegue a la calle durante la mañana y la tarde. Esto mantiene fresco el pavimento durante la mayor parte del día. día, y reduce el riesgo de insolación y sobreexposición.
“No se puede generalizar y decir que la densidad es mala”, dijo Sara Meerow, profesora asociada de planificación urbana en la Universidad Estatal de Arizona. que estudia los riesgos del calor. “Si planificas bien tu densidad, puedes construir de maneras que no aumenten los riesgos del calor”.
ESTRUCTURAS SOMBRADAS: Esperar 20 minutos al autobús en un tiempo de tres dígitos no es solo desagradable sino puede ser peligroso. Paradas de autobús, estaciones de tren y Otras instalaciones de transporte público al aire libre son algunos de los mayores puntos de presión del calor en el entorno urbano. La forma más fácil de abordar este riesgo es instalar estructuras de sombra. Pero los planificadores urbanos le dijeron a Grist que las comunidades deben asegurarse de que sean lo suficientemente grandes para que quepan más de una persona. o dos si esperan aumentar el número de pasajeros: A principios de este año, Los Ángeles presentó un prototipo llamado La Sombrita, que fue diseñado para proporcionar sombra a las personas en las paradas de autobús en lugares donde la ciudad no podía construir refugios completos. Pero la estructura era tan delgada que no podía bloquear el sol para más de una persona a la vez.
ÁRBOLES: Puede parecer simplista, pero plantar árboles y otra vegetación es una de las estrategias de mitigación del calor más efectivas disponibles. Durante el verano, el área debajo de un árbol recibe sólo del 10 al 30 por ciento de la energía del sol. La transpiración de agua a través de sus hojas también tiene un efecto refrigerante, y combinado con sombra, puede temperaturas más bajas entre 2 y 9 grados Fahrenheit. Es más, los árboles traen consigo otros beneficios, como mejorar la calidad del aire y reducir la escorrentía. Desafortunadamente, existe una larga historia de baja Los vecindarios de ingresos bajos y de minorías, comunidades que históricamente fueron marcadas en rojo y recibieron menos recursos gubernamentales, carecían de cobertura verde. Un análisis de 2021 encontró que los vecindarios Los barrios con una mayoría no blanca tenían en promedio un 33 por ciento menos de árboles en comparación con los barrios de mayoría blanca. Para revertir esta discriminación, muchas ciudades están orientando sus campañas de plantación de árboles hacia estos barrios.
SEÑORES: Incluso con estructuras de sombra disponibles, las paradas de autobús y las plazas públicas pueden seguir siendo abrumadoramente calurosas. Una manera fácil de reducir el peligro en estas zonas de espera, y proveer también de un refresco a a los transeúntes , es instalar máquinas nebulizadoras o fuentes en los lugares donde el calor es más intenso. Estos nebulizadores usan una fracción de agua como la casa promedio, por lo que son factibles incluso en climas desérticos: El La ciudad de Phoenix, por ejemplo, instaló un atomizador en una parada de autobús en el vecindario Uptown, un área que no tiene muchas árboles. Los creadores del popular piloto eligieron una parada de autobús orientada al oeste, lo que ayudó a combatir la larga exposición al sol de la tarde.
PAVIMENTO FRESCO: ¿Alguna vez has cruzado un estacionamiento y has sentido el calor quemar tus zapatos? Las aceras se calientan cuando absorben energía del sol. Los llamados “pavimentos fríos”, sin embargo, están hechos con materiales que reflejan más energía de la que absorben y materiales porosos que permiten la evaporación. refrigeración. Hay muchas opciones en el mercado: Los pavimentos de hormigón tradicionales se pueden modificar utilizando aglutinantes reflectantes en lugar de asfalto. Otros utilizan resina de árboles como aglutinantes. El asfalto poroso, el asfalto engomado y los ladrillos hechos de arcilla también aumentan la reflectividad y la porosidad. Los pavimentos constan de intrincadas estructuras de celosía hechas de plástico, metal u hormigón con espacio para que crezca el césped. Estos pavimentos también son a menudo pintados en colores claros que reflejan más calor. Pero las aceras frías tienen una desventaja importante. Cuando el sol está en su punto más alto, el calor se refleja de su superficie pueden ser absorbidos por las personas y estructuras cercanas. “Durante las horas del mediodía, de las 11 a la 1 Un pavimento más frío aumenta la carga de calor radiante”, afirmó V. Kelly Turner, profesor asociado de planificación urbana y geografía de la Universidad. de California, Los Ángeles. Para contrarrestar eso, las ciudades deberían apuntar a áreas que son altamente tráficadas en la mañana y la tarde para. aceras, dijo.
EFECTO CAÑÓN URBANO: Si bien los edificios altos generalmente se asocian con la exacerbación del efecto de isla de calor urbana, también pueden ofrecer alivio del calor al proporcionar sombra cuando se colocan. correctamente. Los edificios de gran altura bloquean la luz solar y crean cañones o pasajes que son más frescos que las áreas circundantes durante el día. En el Medio Oriente, Las prácticas de construcción tradicionales incluyen alinear los edificios con la luz del sol y la dirección del viento para proporcionar sombra y aumentar el flujo de aire, lo que reduce las temperaturas. Las carreteras, llamadas “sikkak”, son callejones estrechos dentro de cuadras que aumentan la transitabilidad para peatones en los vecindarios, mejoran la seguridad de los peatones y tienen temperaturas más bajas. Se encuentra comúnmente en mercados y centros históricos de ciudades del Medio Oriente. Los planificadores urbanos en Abu Dhabi emplearon sikkak para aumentar la conectividad dentro de bloques más grandes. .
VIDRIO REFLECTANTE: El vidrio reflectante también puede evitar que los edificios absorban demasiado calor cuando el sol brilla a través de sus ventanas, aunque los ingenieros advierten que estas instalaciones deben debe hacerse con cuidado. Si se apunta hacia el suelo, la luz solar reflejada y su calor pueden empeorar las condiciones. Las ventanas de las famosas El rascacielos walkie-talkie, por ejemplo, solía fundir metal y plástico a nivel de la calle hasta que los diseñadores lo equiparon con un juego de persianas. sombrillas conocido como “brise soleil”.
MUROS VERDES: Los rascacielos en sí absorben mucho sol y mantenerlos frescos puede ser un desafío. Una forma es adornar la fachada de un construir con hiedra u otra variedad de planta: no solo las hojas y el follaje bloquean el sol antes de que pueda calentar la superficie del edificio, también enfrían el aire circundante cuando liberan agua a través de un proceso conocido como evapotranspiración. Las estructuras cubiertas de follaje tienen se están volviendo frecuentes en ciudades del Medio Oriente como Tel Aviv.
FLUJO DE AIRE: Para aumentar el flujo de aire, algunos diseñadores de edificios súper altos en ciudades costeras chinas han abierto los pisos base de sus torres, creando aberturas. que permiten el paso de la brisa marina refrescante. Este efecto es aún más poderoso cuando se combina con árboles que amortiguan el calor del sol. llenas ese cañón [urbano]… con árboles de la calle, o arrancas el primer piso de un edificio, luego donde la gente “En realidad están caminando, no van a estar expuestos al mismo nivel de calor”, dijo Evan Mallen, un investigador de El Instituto de Tecnología de Georgia, que estudia la relación entre el calor y el diseño de edificios.
Áreas residenciales
Pero la mayor parte del espacio estadounidense no es de rascacielos. Más de la mitad de la población estadounidense vive en lo que ellos identifican como un suburbio. área, salpicada de casas unifamiliares y edificios de oficinas de poca altura en diseños que a menudo dependen del viaje en automóvil. Muchas de las soluciones que Las recomendaciones que se aplican a ciudades densas, como sombra y árboles, se pueden aplicar aquí, pero estas comunidades también tienen diferentes desafíos y soluciones. Por un lado, más de la mitad de toda la energía utilizada en las viviendas unifamiliares proviene de la calefacción y el aire acondicionado. En general, la refrigeración del hogar cuentas para 6 por ciento del consumo total de electricidad en EE.UU. Construir hogares más inteligentes y más resistentes al calor, particularmente con materiales sustentables o naturales, puede reducir las temperaturas y las facturas de energía, y reducir las emisiones de carbono asociadas que vienen con el uso de A.C.A.
“Ese es el futuro”, dijo Turner. “Estamos muy lejos de él, pero necesitamos encontrar formas de construir casas escalables con materiales [naturales]. Como regla general, cuanto más antinatural sea el material, más se vuelve como pavimento caliente”.
PELÍCULAS PARA VENTANAS Y TOLDOS: Durante el verano, más de tres cuartos La parte de la luz solar que cae sobre las ventanas se convierte en calor. Las estructuras de sombra como toldos o voladizos y los revestimientos reflectantes pueden ayudar a mantener el calor afuera. Dado que estas estructuras también reflejan la luz del sol durante los meses de invierno, es mejor utilizarlas en regiones del país con altas temperaturas durante todo el año. En regiones que son cálidas principalmente durante los meses de verano, las cortinas interiores, como persianas, contraventanas y cortinas, pueden ser las mejores. climas, los investigadores también están desarrollando películas adhesivas delgadas que reflejan el calor cuando las temperaturas son altas y permanecen transparentes a temperaturas más bajas. Aunque las ventanas están disponibles en el mercado, pueden tener un costo prohibitivo para la mayoría de los propietarios.
TORRES DE ENFRIAMIENTO: Los captadores de viento, torres altas con forma de chimeneas fijadas a los lados de casas y edificios, son excelentes sistemas de enfriamiento pasivo y aprovechan diferencias de presión dentro de un edificio para aumentar la ventilación. Conocidas como torres Barjeel, son una vista común en los Emiratos Árabes Unidos y otros Países del Golfo. El aire que entra al edificio se enfría a través de paños húmedos; el aire más cálido dentro de la estructura se eleva y escapa a través de las torres. El viento Los captadores suelen ser torres de cuatro lados, aunque cilíndricas, hexaédricas y tetraédricas. también existe. Una variación de esta idea es la chimenea solar, que existe durante siglos. Una estructura de chimenea hecha con materiales absorbentes de calor como vidrio o metales se utiliza para calentar una sección específica de aire dentro de un edificio. A medida que el aire caliente se eleva, crea un flujo de ventilación vertical natural que circula aire frío.
SUPERFICIES REFLECTANTES: Pintar tejados, paredes y aceras de blanco es una forma barata y eficaz de reducir las temperaturas. Desde las islas Cícladas de Grecia hasta las ciudades En Rajasthan, India, quienes viven en climas mediterráneos y tropicales han aprovechado durante mucho tiempo la capacidad de la pintura blanca para reflejar el calor y mantener comunidades cool. Un número creciente de las ciudades ya tienen requisitos de “techo frío” en sus códigos de construcción. Los productos disponibles en el mercado van desde un sencillo bote de pintura blanca hasta un goo especial que se despliega en las calles de la ciudad y puede reducir las temperaturas superficiales En cualquier lugar entre 8 y 20 grados Fahrenheit. “La disponibilidad de techos fríos es omnipresente en casi todos los tipos de techos”, dijo Kurt Shickman, director de iniciativas de calor extremo en el Centro de Resiliencia de la Fundación Adrienne Arsht-Rockefeller. “Desde una perspectiva de mercado, es una obviedad.…Más Recientemente, llevar esa genial tecnología de pintura a las calles y estacionamientos es algo con lo que muchas ciudades han estado experimentando”.
ÁREAS DE JUEGOS CUBIERTAS: Los parques infantiles, con sus toboganes y columpios metálicos, e incluso con el asfalto oscuro del suelo, son algunas de las partes más atractivas de un ciudad. Los investigadores han descubierto que las temperaturas de los equipos del parque infantil pueden tan alto como 189 grados— lo suficientemente caliente como para quemar la piel de un niño en menos de tres segundos. Un culpable clave es el material utilizado para diseñarlos: caucho superficies de juego; escaleras, manillares y barandillas de metal; césped artificial y otros materiales sintéticos que retienen el calor, tienen una mayor conductividad con la piel, y provocan temperaturas más altas del aire.
Entonces, ¿cuál es la solución? Sombra. Ya sea natural o construida, la sombra puede reducir drásticamente las temperaturas y crear un entorno de juego mucho más seguro para los niños. Un parque infantil con sombra, ya sea de un gran olmo o lona o alguna otra estructura, puede ser 30 a 40 grados más frío. En Jackson, Mississippi, dos mamás diseñadas marquesinas que cubren el 75 por ciento de un parque infantil local. Las velas de sombra también tienen un beneficio adicional: protección contra los rayos ultravioleta. Usar protector solar sin tener que usarlo”, una de las mamás le dijo a una estación de televisión local.
MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN: Diseñar casas con materiales que tengan propiedades aislantes es una manera de reducir la necesidad de aire acondicionado, así como los costos y las emisiones de carbono. que vienen junto. Materiales como piedra, hormigón, arcilla y barro tienen la capacidad de absorber y retener calor en contraposición conducirlo en interiores durante el día, lo que mantiene bajas las temperaturas interiores. Cuando a estos materiales se les da forma de bloques con bolsas de aire, particularmente bueno para proporcionar aislamiento térmico. El aire es un mal conductor del calor y las cavidades de aire en los materiales de construcción pueden impedir la penetración del calor. Estos métodos contrastan marcadamente con las tipologías de construcción comunes en los Estados Unidos, donde más del 90 por ciento de las casas nuevas se construyen en madera.
Los investigadores también experimentan cada vez más con los llamados materiales de cambio de fase, sustancias que se funden a temperaturas específicas, absorbiendo así calor del área circundante. y enfriándolo. Las ceras parafínicas y los diferentes tipos de hidratos de sal son algunos tipos comunes de materiales de cambio de fase.Se ha descubierto que cuando se inyectan en paredes, pisos y techos temperaturas más bajas hasta 7 gradosFahrenheit. Un estudio en Casablanca, Marruecos, descubrió que cuando los techos de las casas contenían un copolímero hecho de etileno y parafina, las temperaturas en el interior disminuían 2,7 grados. son algunas empresas que ofrecen materiales de construcción Infundido con materiales de cambio de fase en el mercado, todavía no ha encontrado un éxito comercial generalizado y el Departamento de Energía ha varios estudios en marcha para evaluar la efectividad de la tecnología.
Zonas Comerciales
Fuera de los centros urbanos llenos de rascacielos y de los frondosos vecindarios suburbanos, la mayoría de las ciudades estadounidenses también contienen extensiones de fábricas, tiendas, almacenes y sitios industriales. áreas que no se pueden ignorar en la planificación de paisajes urbanos a prueba de calor. Las grandes tiendas y los centros comerciales pueden explotar el aire acondicionado en el interior , pero tienden a estar desprovistos de árboles, congestionados con automóviles que emiten calor y rodeados de estacionamientos de asfalto. Lo mismo es cierto para áreas de fabricación, donde las plantas de energía y las fábricas también pierden calor a las calles circundantes. Resolver esta acumulación térmica no es tan simple como instalar un vapor o un flujo de aire creciente: los diseñadores urbanos deben planificar desde cero con materiales reflectantes y amplia sombra para reducir el efecto isla de calor y hacer que estos espacios comerciales sean seguros para el uso diario a medida que aumentan las temperaturas.
CAPTURA DE CALOR RESIDUAL: Además de crear una gran reserva alrededor de las instalaciones industriales, las empresas también pueden reducir el calor residual invirtiendo en tecnología de captura de calor. Un intercambiador de calor en una gran fábrica puede absorber el calor que se escapa y devolverlo a la instalación, lo que también reduce el consumo de energía. demanda. Esta captura puede hacer que un edificio sea más eficiente energéticamente al capturar del 20 al 50 por ciento de la energía que se desperdicia en forma de calor. Una estimación de la Agencia de Protección Ambiental sugiere que capturar el calor residual utilizable en EE. UU. podría generar 7,6 gigavatios de energía, suficiente jugo para millones de hogares.
ZONAS DE AMORTIGUADOR: Las fábricas utilizan enormes generadores a todas horas del día, vertiendo calor sobre las calles circundantes. Las centrales eléctricas queman gas natural en el calor de verano para alimentar aires acondicionados en toda la ciudad. Semirremolques inactivos en grandes rutas y depósitos de camiones, quemando diesel mientras están parados. Esta actividad industrial genera calor residual. Los expertos dicen que la mejor manera de mitigar este calor es mediante un buen diseño urbano. Si una ciudad concentra fábricas en un vecindario, debería colocar una zona de protección alrededor de dichas fábricas, separándolas de áreas residencial s con bosques o espacios verdes. Lo mismo se aplica a las centrales eléctricas de carga máxima, que en ciudades como Nueva York a menudo se encuentran a pocos metros de grandes complejos de apartamentos.
TRÁNSITO PÚBLICO: La forma en que diseñamos los sistemas de transporte es clave para combatir las altas temperaturas. Una vía pública congestionada por automóviles produce mucho más de lo que los investigadores llaman “residuos”. calor” que un tranvía o un carril autobús. “El uso de la tierra y los patrones de desarrollo urbano importan”, dijo Meerow. “Necesitamos asegurarnos que estamos conservando espacios abiertos… y promoviendo formas alternativas de tránsito tiene en cierto modo un beneficio en términos de calor”. Los sistemas deben tener un servicio confiable. Si los autobuses y tranvías llegan a tiempo y en intervalos cortos, las personas pueden planificar sus viajes para que no tenga que esperar 20 minutos en el calor.
PANELES SOLARES EN EL APARCAMIENTO: Los estacionamientos pueden calentarse extremadamente, desde el vasto y oscuro pavimento hasta los autos metálicos que absorben el calor. Pero todos ganan. Opción disponible: Cubra estos lotes con paneles solares que funcionan como estructuras de sombra. No solo los paneles detienen autos, aceras y personas del sobrecalentamiento, pero la energía solar generada puede alimentar las tiendas cercanas, dando a las empresas un descuento en sus facturas de energía mensuales. Se encontrará desde el estadio Lincoln Financial Field, hogar de los Philadelphia Eagles, hasta Francia, que aprobó una ley el año pasado que exige paneles en todos los estacionamientos grandes.
TECHOS Y PARES VERDES: Si bien la pintura reflectante es una forma fácil y rápida de reducir la absorción de calor en los tejados, muchas ciudades también han experimentado colocando follaje en los tejados y a lo largo de las paredes de edificios de gran tamaño. Incluso una capa delgada de hojas, como la hiedra o las enredaderas, puede bloquear la intensidad de los rayos del sol, lo que también reduce la necesidad de encender el aire acondicionado en el interior. El follaje de estos techos puede variar desde hileras bajas de arbustos hasta árboles, dependiendo de cuánta agua y mantenimiento pueda proporcionar el propietario de un edificio.
