Cómo construir una ciudad resistente al calor

Este artículo se ha publicado originalmente en inglés en ‘Grist’ en colaboración con Gizmodo. Forma parte de ‘Record High‘, una serie que examina el calor extremo y su impacto en cómo –y dónde– vivimos. ‘Climática’ lo publica gracias a la alianza Covering Climate Now. Traducción de Magdalena Palmer.

Las ciudades son calurosas. Cuando se cubre el suelo con hormigón y asfalto, las calles congestionadas se llenan de millones de coches y se construyen miles de edificios que emiten calor, acaba creándose lo que los expertos denominan una «isla de calor urbano». En estos lugares, las temperaturas diurnas pueden ser 4 °C más altas que en las zonas rurales de los alrededores, y de noche las cosas no mejoran demasiado. 

La sucesión de olas de calor históricas provocadas por el cambio climático hace que el efecto isla de calor esté poniendo a prueba nuestra capacidad de supervivencia en muchas ciudades estadounidenses. Es el caso de urbes desérticas como Phoenix, donde este verano las temperaturas alcanzaron los 43,3 °C (110 °F) durante 30 días seguidos, y también de climas más fríos como Chicago, que ha vivido una serie de semanas abrasadoras con temperaturas por encima de los 38 °C. 

Las intervenciones aisladas —azoteas reflectantes por aquí o nebulizadores por allá— se han mostrado insuficientes para hacer frente a este tipo de calor. La crisis del verano pasado ha demostrado que la mayoría de los centros urbanos estadounidenses tendrá que plantearse una remodelación absoluta.

Basándose en las opiniones de especialistas en clima, arquitectos y urbanistas, así como en tecnologías de eficacia probada que ya han puesto en práctica comunidades con climas cálidos de todo el mundo, Grist se ha propuesto diseñar desde los cimientos una ciudad capaz de soportar el calor extremo y reducir las emisiones de carbono. Los edificios y las calles de esta fresca metrópoli incorporan principios básicos de diseño como la sombra y la vegetación, pero también soluciones arquitectónicas ad hoc como las torres atrapavientos y los polímeros absorbentes especiales. El resultado final indica cuánto trabajo requiere adaptarse a los extremos del cambio climático, pero también demuestra que nuestras ciudades pueden ser mucho más humanas y estar al servicio de las personas. 

Centros urbanos

Con sus altos edificios de acero, abundante hormigón y frecuente falta de zonas verdes, los densos centros urbanos se caracterizan por unas temperaturas abrasadoras que se mantienen día y noche. Sin embargo, muchos elementos de diseño pueden refrescar estos paisajes, desde aceras y paradas de autobús a la sombra hasta cristales reflectantes. Incluso la ubicación de edificios altos, como los de la Quinta Avenida de Manhattan, es capaz de crear lo que se conoce como un ‘cañón urbano’ que impide que el sol llegue a la calle durante la mañana y la tarde. Así, las aceras se mantienen frescas durante la mayor parte del día y se reduce el riesgo de insolación y sobreexposición.

«No es posible generalizar y decir que la densidad es mala, afirma Sara Meerow, profesora titular de Urbanismo de la Universidad Estatal de Arizona que estudia los riesgos del calor Si se planifica bien, es posible construir de forma que la densidad no aumente el riesgo de calor».

1. Estructuras a la sombra. Esperar el autobús durante veinte minutos con temperaturas por encima de los 38 °C no solo resulta desagradable, sino que puede ser peligroso. Las paradas de autobús, las estaciones de tren y otras instalaciones de transporte al aire libre son algunos de los principales núcleos de calor en el entorno urbano. La forma más sencilla de contrarrestar este riesgo es instalar estructuras que hagan sombra. No obstante, los urbanistas explicaron a Grist que, si quieren aumentar el número de usuarios, las comunidades deben asegurarse de que tales estructuras sean lo bastante grandes para cobijar a más de un par de personas. A principios de este año, la ciudad de Los Ángeles estrenó un prototipo llamado La sombrita, diseñado para dar sombra en las paradas de autobús de aquellos enclaves urbanos donde no pueden construirse marquesinas completas. Sin embargo, la estructura era tan reducida que solo podía proteger a una persona del sol.
   
   
2. Arbolado. Aunque parezca simple, plantar árboles y otras formas de vegetación es una de las estrategias más eficaces para mitigar el calor. En verano, las zonas resguardadas por los árboles reciben solo entre un 10% y un 30% de la energía solar. La transpiración del agua a través de las hojas también tiene un efecto refrescante y, combinado con la sombra, puede bajar la temperatura entre 1 y 5 °C. Además los árboles aportan otros beneficios, como una mejora en la calidad del aire y la reducción de la escorrentía. Lamentablemente, existe un largo historial de barrios de minorías y bajos ingresos –comunidades marginadas que han recibido menos recursos estatales– que carecen de cubierta vegetal. Un análisis de 2021 mostró que los barrios con mayoría de población de color tenían por media un 33% menos de árboles que los barrios mayoritariamente blancos. Para revertir esta discriminación, muchas ciudades están concentrando sus campañas de arbolado en estas zonas. 
   
   
3. Nebulizadores. Las paradas de autobús y las plazas públicas pueden ser excesivamente calurosas aunque dispongan de áreas de sombra. Una forma sencilla de reducir los riesgos en estas zonas de espera y de refrescar un poco a los peatones es instalar nebulizadores o fuentes en los lugares donde el calor es más intenso. Estos nebulizadores consumen una fracción del agua que se usa en un hogar medio, por lo que son viables incluso en climas desérticos: la ciudad de Phoenix, por ejemplo, ha instalado un nebulizador en una parada de autobús de una zona céntrica escasamente arbolada. Los creadores de este popular plan piloto eligieron una marquesina orientada al oeste, lo que ayuda a combatir su larga exposición al sol vespertino.
   
   
4. Pavimento frío. ¿Quién no ha andando alguna vez por un aparcamiento y ha notado el calor del suelo a través de los zapatos? Los pavimentos se calientan cuando absorben la energía solar. Los denominados pavimentos fríos, sin embargo, se componen de materiales que reflejan más energía de la que absorben y materiales porosos que permiten la refrigeración por evaporación. Hay muchas opciones en el mercado: los pavimentos tradicionales de hormigón pueden modificarse utilizando aglutinantes de tipo reflectante en lugar de asfáltico. Otros usan resina como aglutinante. El asfalto poroso, el asfalto recubierto de caucho y los ladrillos de arcilla también aumentan la reflectancia y la porosidad. Los pavimentos vegetales son complejos entramados de plástico, metal u hormigón con espacio para que crezca la hierba. Estos pavimentos también suelen pintarse con colores claros que reflejan más el calor. 
   
   Sin embargo, los pavimentos fríos presentan un inconveniente importante. Cuando el sol se encuentra en su punto más alto, el calor reflejado en la superficie de este tipo de pavimentos puede ser absorbido por las personas y estructuras cercanas. «Al mediodía, entre las once y la una, el pavimento frío aumenta la carga de calor radiante», afirma V. Kelly Turner, profesora de Urbanismo y Geografía de la Universidad de California en Los Ángeles. Para contrarrestarlo, las ciudades deberían destinarlos a zonas muy transitadas durante la mañana y la tarde, señala.
   

5. Efecto cañón urbano. Aunque los edificios altos suelen asociarse a la exacerbación del efecto isla de calor, también pueden mitigarlo proporcionando sombra si se ubican correctamente. Los rascacielos bloquean la luz solar y crean cañones o pasadizos que son más frescos que las zonas circundantes durante el día. En Oriente Medio, las prácticas tradicionales de construcción incluyen alinear los edificios con la luz solar y la dirección del viento para proporcionar sombra y aumentar la circulación del aire, lo que reduce las temperaturas. Estas vías, llamadas sikkak, son callejones estrechos dentro de las manzanas que aumentan el tránsito a pie en los barrios, mejoran la seguridad de los peatones y tienen temperaturas más bajas. Son habituales en mercados y centros históricos de las ciudades de Oriente Medio. Los urbanistas de Abu Dabi han utilizado los sikkak para aumentar la conectividad en manzanas de mayor tamaño.
   
   
6. Vidrio reflectante. El vidrio reflectante también puede evitar que los edificios absorban demasiado calor cuando el sol penetra por sus ventanas, aunque los ingenieros advierten que deben instalarse con cuidado pues, si apuntan al suelo, la luz solar reflejada y su calor empeoran las condiciones. Las ventanas del famoso rascacielos Walkie Talkie de Londres, por ejemplo, fundían metal y plástico a pie de calle hasta que los diseñadores lo dotaron de un conjunto de parasoles de lamas conocido como brise soleil.
   
   
7. Muros verdes. Los rascacielos absorben mucho sol, y mantenerlos frescos puede ser todo un desafío. Una forma de conseguirlo es decorar la fachada del edificio con hiedra u otra variedad de planta: las hojas y el follaje no solo bloquean el sol antes de que pueda calentar la superficie del edificio, sino que también enfrían el aire circundante al liberar agua mediante un proceso conocido como evapotranspiración. Las estructuras cubiertas de vegetación se han generalizado en ciudades de Oriente Medio como Tel Aviv.
   
   
8. Flujo de aire. Para aumentar el flujo de aire, algunos arquitectos de rascacielos en ciudades del litoral chino han abierto las plantas bajas para crear espacios que permiten el paso de la refrescante brisa marina. Este efecto es aún más potente si se combina con árboles que atenúan el calor del sol. «Si llenamos ese cañón [urbano]… de árboles o retiramos la planta baja de un edificio, los peatones no estarán expuestos al mismo nivel de calor», explica Evan Mallen, investigador del Instituto de Tecnología de Georgia que estudia la relación entre el calor y el diseño de los edificios.

Zonas residenciales

Sin embargo, el paisaje mayoritario de Estados Unidos no son los rascacielos. Más de la mitad de la población del país vive en lo que se identifica como zona suburbana: viviendas unifamiliares y edificios de oficinas de escasa altura en trazados que dependen de los desplazamientos en coche. Muchas de las soluciones que se aplican a ciudades densas, como la sombra y los árboles, pueden usarse aquí, pero estas comunidades también presentan desafíos –y soluciones– diferentes. Por ejemplo, más de la mitad de la energía utilizada en las viviendas unifamiliares procede de la calefacción y el aire acondicionado. La refrigeración doméstica representa el 6% del consumo total de electricidad en Estados Unidos. La construcción de viviendas más inteligentes y resistentes al calor, sobre todo con materiales sostenibles o naturales, puede reducir las temperaturas y la factura energética, así como las emisiones de carbono asociadas al uso del aire acondicionado. 

«Ese es el futuro —afirma Turner—. Aún estamos lejos, pero tenemos que encontrar formas de construir viviendas modulares con materiales [naturales]. Como regla general, cuanto más antinatural es el material, más se convierte en pavimento caliente».

1. Recubrimiento para ventanas y toldos: En verano, más de tres cuartas partes de la luz solar que incide en las ventanas se convierte en calor. Estructuras que dan sombra como los toldos o los voladizos, así como los revestimientos reflectantes, pueden impedir su entrada. Dado que estas estructuras también reflejan la luz solar durante los meses de invierno, son más útiles en regiones del país con temperaturas elevadas durante todo el año. En las regiones donde hace calor principalmente en verano son preferibles las persianas, los postigos y las cortinas. Para adaptarse a ambos climas, los investigadores también están desarrollando finas películas adhesivas que reflejan el calor cuando las temperaturas son altas y permanecen transparentes a temperaturas más bajas. Aunque estas ventanas inteligentes ya se comercializan, tienen un coste prohibitivo para la mayoría de los propietarios.
   
   
2. Torres de refrigeración: Los atrapavientos, altas torres con forma de chimenea adosadas a los laterales de viviendas y edificios, son excelentes sistemas de refrigeración pasiva y aprovechan las diferencias de presión dentro de un edificio para aumentar la ventilación. Estas barjeel son habituales en los Emiratos Árabes y otros países del Golfo. El aire que penetra en el edificio se enfría mediante paños húmedos; el aire más caliente del interior de la estructura sube y escapa por las torres. Aunque suelen ser cuadradas, también existen torres cilíndricas, hexaédricas y tetraédricas. Una variación de esta idea es la chimenea solar, que tiene siglos de existencia. Consiste en una estructura con forma de chimenea construida con materiales que absorben el calor, como vidrio o metales, que se usa para calentar una sección específica de aire dentro de un edificio. Al ascender, el aire caliente crea un flujo de ventilación vertical natural que hace circular aire frío.
   
   
3. Superficies reflectantes: Pintar de blanco tejados, paredes y aceras es una forma económica y eficaz de reducir la temperatura. Desde las islas Cícladas griegas hasta las ciudades de Rajastán (India), los habitantes de climas mediterráneos y tropicales llevan mucho tiempo aprovechando la capacidad de la pintura blanca para reflejar el calor y mantener frescas las comunidades. Cada vez son más las ciudades que exigen la instalación de «techos fríos» en sus códigos de edificación. Los productos disponibles en el mercado abarcan desde un simple bote de pintura blanca hasta una sustancia viscosa especial que al aplicarse a las calles de la ciudad puede reducir la temperatura de la superficie entre 4,5 y 11,2 °C. Kurt Shickman, director de iniciativas contra el calor extremo del Centro de Resistencia de la Fundación Adrienne Arsht-Rockefeller, afirma: «La disponibilidad de techos fríos está muy extendida en casi todos los tipos de cubierta. Desde una perspectiva de mercado, es una solución sencilla… Más recientemente, muchas ciudades han experimentado con la tecnología de la pintura fría en calles y aparcamientos».
   
   
4. Patios cubiertos: Los parques infantiles, con sus toboganes metálicos, sus columpios e incluso el asfalto oscuro del suelo, son algunas de las zonas más calientes de una ciudad. Los investigadores han descubierto que la temperatura del equipamiento de un parque infantil puede alcanzar los 87 °C, suficiente para quemar la piel de un niño en menos de tres segundos. Uno de los principales culpables es el material empleado en su diseño: las superficies de goma, las escaleras, manillares y barandillas de metal, el césped artificial y otros materiales sintéticos retienen el calor, tienen una mayor conductividad en la piel y provocan temperaturas más altas en el aire.
   
   ¿Cuál es la solución? La sombra. Ya sea natural o construida, la sombra puede reducir drásticamente la temperatura y crear un entorno lúdico mucho más seguro para los niños. Un parque infantil a la sombra, gracias a un gran olmo, una lona o cualquier otra estructura, puede ser entre 16,7 y 22,2 °C más fresco. En Jackson, Mississippi, dos madres diseñaron toldos que cubren el 75% de un parque infantil local. La sombra tiene también un beneficio añadido: protege de los rayos ultravioleta. «Es como llevar protector solar sin tener que ponérselo», declaró una de ellas a una televisión local.
   

5. Materiales de construcción: Diseñar viviendas con materiales que tengan propiedades aislantes es una forma de reducir la necesidad de aire acondicionado… y los costes y emisiones de carbono que conlleva. Materiales como la piedra, el hormigón, la arcilla y el barro tienen la capacidad de absorber y retener el calor en lugar de ser conductores durante el día, lo que mantiene bajas las temperaturas interiores. Cuando estos materiales se fabrican en forma de bloques con bolsas de aire, son especialmente eficaces como aislantes térmicos. El aire es un mal conductor del calor y las cavidades de aire en los materiales de construcción pueden impedir su penetración. Estos métodos contrastan con las tipologías de construcción habituales en Estados Unidos, donde más del 90% de las casas nuevas son de 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 el calor del entorno y enfriándolo. Las ceras parafínicas y diferentes tipos de hidratos de sal son materiales de cambio de fase habituales. Cuando se inyectan en paredes, suelos y azoteas, reducen la temperatura hasta 4 °C. Un estudio realizado en Casablanca (Marruecos) observó que cuando los tejados de las casas contenían un copolímero de etileno y parafina, las temperaturas en el interior descendían 1,5 °C. Aunque algunas empresas ofrecen estos materiales de cambio de fase, su uso comercial todavía no es generalizado. El Departamento de Energía de Estados Unidos ha iniciado varios estudios para evaluar la eficacia de la tecnología.

Zonas comerciales

Además de los centros urbanos cuajados de rascacielos y de los frondosos barrios de las afueras, la mayoría de las ciudades estadounidenses también cuentan con fábricas, centros comerciales, almacenes y polígonos industriales, zonas que no pueden dejarse de lado a la hora de planificar paisajes urbanos a prueba de calor. Los grandes almacenes y los centros comerciales quizá tengan aire acondicionado en su interior, pero suelen estar desprovistos de árboles, atestados de coches que emiten calor y rodeados de aparcamientos de asfalto. Lo mismo ocurre en las zonas industriales, donde las centrales eléctricas y las fábricas también emiten calor a las calles circundantes.

Resolver esta acumulación térmica no es tan sencillo como instalar un nebulizador o aumentar el flujo de aire: los urbanistas tienen que planificar desde el inicio con materiales reflectantes y abundante sombra para reducir el efecto isla de calor y lograr que estos espacios comerciales sean seguros para el uso diario pese al aumento de las temperaturas.

1. Captación del calor residual: Además de crear grandes zonas de protección alrededor de las instalaciones industriales, las empresas también pueden reducir el calor residual invirtiendo en tecnología de captación. En una gran fábrica, un intercambiador de calor puede absorber el calor excedente y devolverlo a las instalaciones, lo que también reduce la demanda de energía. Esta captación puede hacer que un edificio sea más eficiente energéticamente al aprovechar entre el 20% y el 50% de la energía que se desperdicia en forma de calor. Una estimación de la Agencia de Protección del Medio Ambiente sugiere que en Estados Unidos la captación de calor residual podría generar 7,6 gigavatios de energía, suficiente para millones de hogares.
   
   
2. Zonas de protección: En las fábricas hay enormes generadores que funcionan a todas horas y vierten calor a las calles circundantes. Las centrales eléctricas queman gas natural en pleno verano para alimentar los aparatos de aire acondicionado de toda la ciudad. Los camiones queman gasóleo cuando están parados con el motor en marcha en las grandes rutas de camiones y en los almacenes. Toda esta actividad industrial genera lo que los investigadores denominan «calor residual». Los expertos afirman que la mejor forma de mitigarlo es mediante un buen urbanismo. Si una ciudad concentra fábricas en un barrio, debe levantar una barrera protectora a su alrededor que las separe de las zonas residenciales mediante bosques o zonas verdes. Lo mismo ocurre con las centrales eléctricas de emergencia, que en ciudades como Nueva York suelen hallarse a escasos metros de edificios de viviendas.
   
   
3. Transporte público: La forma en la que se diseñan los sistemas de transporte es esencial para combatir las altas temperaturas. Una vía pública atestada de coches produce mucho más calor residual que un carril para tranvías o autobuses. «El uso del suelo y los modelos de desarrollo urbano son importantes —afirma Meerow—. Tenemos que asegurarnos de que conservamos los espacios abiertos… promover formas alternativas de tránsito tiene un beneficio térmico». Estos sistemas deben ofrecer un servicio fiable. Si los autobuses y tranvías son puntuales y frecuentes, los usuarios pueden planificar sus viajes sin tener que esperar veinte minutos al sol.
   
   
4. Paneles solares en los aparcamientos: Los aparcamientos al aire libre pueden llegar a ser extremadamente calurosos, tanto por sus amplias superficies de pavimento oscuro como por los coches metálicos que absorben el calor. Sin embargo, hay una opción con la que todos salen ganando: cubrirlos con paneles solares que a su vez hagan sombra. Los paneles no solo evitan el sobrecalentamiento de los coches, las aceras y las personas, sino que la energía solar generada puede abastecer las tiendas cercanas, lo que para estos negocios supone un ahorro en la factura de la luz. Este tipo de instalaciones se puede encontrar tanto en el estadio Lincoln Financial Field, sede de los Philadelphia Eagles, como en Francia, que el año pasado aprobó una ley que obliga a instalar paneles solares en todos los grandes aparcamientos.
   
   
5. Azoteas y muros verdes: Aunque la pintura reflectante es una forma rápida y sencilla de reducir la absorción de calor en los tejados, muchas ciudades también han experimentado con plantar vegetación en las azoteas y en los muros de edificios de gran tamaño. Incluso una fina capa de hojas –como hiedra o enredaderas– puede bloquear la intensidad de los rayos solares, lo que también reduce la necesidad de encender el aire acondicionado en el interior. La vegetación de estas azoteas incluiría desde hileras bajas de arbustos hasta árboles, según la cantidad de agua y mantenimiento que pueda proporcionar el propietario de la finca.