El verano de 2022 no tuvo precedentes:la serie de olas de calor entre junio y agosto permitió vislumbrar cómo el cambio climático hará que las ciudades sean lugares cada vez más difíciles para vivir en los meses de verano. Eso es especialmente cierto en las áreas más densamente pobladas, donde los edificios apretados y las superficies omnipresentes de concreto y asfalto pueden elevar las temperaturas y convertir rápidamente las manzanas de la ciudad en hornos. Además, los colores más oscuros que se utilizan para las estructuras urbanas tienden a atraer y absorber el calor. Estas áreas urbanas densas se conocen como islas de calor, y son lo que dos estudiantes de la Facultad de Arquitectura, Ingeniería Civil y Ambiental (ENAC) de la EPFL, Clara Gualtieri y YueWanZhao Yuan, eligieron estudiar para su proyecto de maestría en ingeniería ambiental. Llevaron a cabo una importante investigación sobre las islas de calor y lo que se puede hacer para mitigar los efectos.

Las islas de calor se convertirán en un problema cada vez más grave a medida que el planeta se caliente. La mayor parte de la población mundial ahora vive en ciudades, y el cambio climático significa que se enfrentarán cada vez más a las consecuencias directas de las temperaturas extremas. Estas temperaturas no solo disminuyen la salud y el bienestar de las personas:también pueden ser potencialmente fatales para ciertas categorías de riesgo, como los ancianos, los enfermos crónicos y las personas sin hogar. Y los métodos que usa la mayoría de la gente para refrescarse, como aire acondicionado y grandes ventiladores, requieren mucha energía y generan aún más emisiones de gases de efecto invernadero, lo que alimenta el círculo vicioso del cambio climático.

Para llevar a cabo su investigación sobre las islas de calor, Gualtieri y Yuan analizaron las temperaturas superficiales en dos barrios de Ginebra (Les Vernets y Pointe-Nord), a partir de los datos recopilados sobre el suelo, las fachadas de los edificios y los tejados. Estos dos barrios están experimentando una gran transformación y tienen varios proyectos urbanísticos en marcha dentro del programa PAV (Praille-Acacias-Vernets). Los dos estudiantes desarrollaron un conjunto de complejos modelos informáticos en 3D para cada vecindario que describen el perfil de temperatura actual del vecindario, el perfil de temperatura más probable en 2050 si no se realizan cambios, el perfil de temperatura en el peor escenario del IPCC (RCP 8.5, donde las emisiones de gases de efecto invernadero continúan al mismo ritmo, lo que lleva al nivel máximo de calentamiento global), y el perfil de temperatura si se adapta el paisaje urbano para reducir las temperaturas locales.

Un aumento de 10 grados centígrados

La temperatura más alta en la superficie del suelo que encontraron los estudiantes en los dos vecindarios fue de alrededor de 35 grados centígrados, pero sus modelos predijeron que esta temperatura podría aumentar en un promedio de 10 grados centígrados y, en algunos casos, hasta 15 grados centígrados en julio y agosto. en función de sus diferentes escenarios.

Los modelos también mostraron que las estrategias de mitigación, como plantar árboles y otra vegetación para crear más espacios verdes, pueden reducir la temperatura de la superficie del suelo en alrededor de 5 grados centígrados en ambos vecindarios. Descubrieron que las plantas en particular pueden ser efectivas, ya que la sombra que producen tiene más impacto que el césped simplemente plantado en el suelo. Gualtieri y Yuan también señalan otras dos medidas que vale la pena estudiar:el efecto albedo, la capacidad de los colores más claros para reflejar el calor, y la renovación de la superficie de los ríos u otros cuerpos de agua para enfriar significativamente el aire ambiental.

Los hallazgos de los estudiantes son el resultado de un minucioso proceso en el que mapearon con mucha precisión cada vecindario para generar los modelos 3D más completos posibles. Sus modelos incorporan una gran cantidad de información, incluida la morfología y la topografía locales, la superficie de todas las estructuras construidas (p. ej., tejados, fachadas de edificios y caminos, y estructuras más pequeñas como cornisas y barandas), incluido el tamaño de las estructuras, la pendiente y la temperatura. propiedades:mobiliario urbano, los diferentes materiales utilizados, áreas verdes, áreas de sombra y más. "Nuestras simulaciones terminaron incorporando más de 100 000 superficies", dice Gualtieri.

'Un gran problema'

Gualtieri y Yuan obtuvieron sus datos de conjuntos de datos existentes, incluido el Registro Federal Suizo de Edificios y Viviendas y bases de datos meteorológicas. Luego, los estudiantes ejecutaron diferentes aplicaciones, a saber, Rhino, una pieza de software de modelado 3D, y CitySim, un programa de simulación desarrollado en EPFL específicamente para planificadores urbanos. CitySim permite a los planificadores urbanos estimar las propiedades térmicas y físicas de los edificios y sus requisitos de energía, que es información valiosa para diseñar estrategias para minimizar el uso de combustibles fósiles.

"La investigación de Gualtieri y Yuan muestra que las islas de calor se convertirán en un problema importante para 2050 si no comenzamos a reducir las emisiones de combustibles fósiles", dice Kavan Javanroodi, un postdoctorado en el Laboratorio de Física de la Construcción y Energía Solar de la EPFL (LESO-PB) . "Los planificadores urbanos deben comenzar a abordar este problema desde el principio de sus proyectos. Esta investigación también destaca lo que ciertas estrategias pueden lograr en términos de reducción del calor, lo que brinda a los planificadores urbanos de Ginebra un punto de partida para combatir los picos de temperatura y las condiciones extremas del microclima en el desarrollo de la ciudad. barrios". + Explora más

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