¿Por qué hace tanto calor en la noche en algunas ciudades y en otras no?

Investigadores del laboratorio conjunto de investigación CNRS y MIT y del Centro Interdisciplinar de Nanociencias de Marsella han demostrado que el factor determinante es cómo se estructuran las ciudades: ciudades más organizadas, como muchas en América del Norte con calles rectas y perpendiculares, atrapan más calor.

Por el contrario, las ciudades que están menos organizadas, como las fundadas hace mucho tiempo, arrojan calor fácilmente.

Los hallazgos del equipo, publicados en Physical Review Letters (9 de marzo de 2018), sugieren nuevas direcciones para explorar para una planificación urbana y gestión energética óptimas.

Las islas de calor urbana (Urban heat islands, UHI) se crean cuando la temperatura del aire aumenta más en las ciudades que en los suburbios circundantes y las zonas rurales. En los Estados Unidos, este fenómeno afecta al 80% de la población urbana.

En áreas pobladas, los UHI pueden conducir a un mayor consumo de energía (por ejemplo, al aire acondicionado de potencia), a una mayor contaminación del aire, a una calidad de vida inferior y a una salud más pobre.

Algunas ciudades han aplicado estrategias para limitar los UHI, incluida la adición de más espacios verdes, pero el impacto ambiental y económico de las islas de calor, a escala nacional o incluso regional, apenas se ha cuantificado.

Los investigadores de este estudio consideraron los principales factores que rigen los aumentos de la temperatura, como la masa térmica de los edificios y la medida en que, de noche, irradian calor absorbido durante el día.

Para hacerlo, analizaron las temperaturas registradas en áreas urbanas y rurales durante varios años, así como en datos sobre huellas de edificios, combinados con un modelo de radiación de calor. Para las cincuenta y tantas ciudades que estudiaron, entre ellas, Nueva York, Chicago y Boston, este método permitió demostrar que los efectos de los UHI nocturnos varían según la geometría urbana.

Los edificios pueden intercambiar calor más o menos fácilmente dependiendo de su nivel de organización espacial. El equipo de investigación midió este último con aplicaciones de física que reducen la compleja geografía de la construcción urbana a una representación más simple, estadísticamente determinada, utilizando clusters de construcción.

Demostraron que un alto nivel de organización urbana, como lo tipifican la mayoría de las ciudades de América del Norte, tiene como resultado efectos UHI más pronunciados y una mayor retención de calor. Lo opuesto es cierto para las ciudades más "desorganizadas".

En países con climas cálidos o templados, el efecto UHI conduce a facturas de energía significativamente más altas. En climas fríos, por otro lado, podría ayudar a reducir la demanda de energía.

Las estimaciones de crecimiento de la población se pueden utilizar para identificar los países que más se benefician del efecto UHI. Este conocimiento puede ayudar a los legisladores a optimizar el consumo de energía del edificio y, por lo tanto, aligerar las emisiones de carbono a nivel municipal, regional e incluso estatal.