Isla de calor urbano en la ciudad de Mendoza. (Cad)

ISLA DE CALOR URBANA EN LA CIUDAD DE MENDOZA,
ARGENTINA*
Geógr. María Cad
1.
INTRODUCCIÓN
En la Ciudad de Mendoza (Ver Figura 1) se genera una Isla de Calor Urbana debido a la
elevada radiación solar, a los materiales que absorben el calor, lo reflejan y reabsorben y la
disposición de los mismos en la morfología urbana. Por otro lado la dispersión del calor se
dificulta ya que las brisas son escasas debido a la ubicación en una fosa al pie de la
precordillera y las barreras que significan las mismas edificaciones en altura. El arbolado
público y los espacios verdes, que refrescan localmente, se han tornado deficientes por
manejo deficiente y por deterioro del entorno urbano.
Se hace necesario tomar medidas tendientes a mejorar el diseño tanto de la
morfología urbana como de los materiales de las edificaciones, tendientes a generar un hábitat
que consuma menos recursos energéticos en iluminación y acondicionamiento térmico y que
ofrezca una equitativa calidad en las condiciones de vida.
Figura 1- Ubicación del área de estudio.
___________________
* Módulo: Diseño Urbano Sustentable. Profesora: María José Leverato Especialización en Tecnologías Urbanas
Sostenibles. Facultad de Ingeniería- Universidad de Buenos Aires.
2.
LA ISLA DE CALOR URBANA
La Isla de Calor Urbana es el calor de la atmósfera y superficies urbanas comparadas
con sus entornos no urbanizados. Se caracteriza a partir de la forma de las isotermas y la
intensidad de la isla de calor.
En el caso de la Ciudad de Mendoza, se registras temperaturas 5ºC más altas 1 que sus
alrededores, registradas en mediciones puntuales entre el casco céntrico y el Parque General
San Martín (ver Figura 2). Las mayores temperaturas en el Microcentro se deben a una mayor
densidad edilicia, emisiones de calor elevadas debido al tránsito y a emisiones de los aparatos
domiciliarios y de oficinas.
Figura 2- Ubicación de los principales elementos geográficos de la zona de estudio y alrededores.
La intensidad de la ICU, es decir la diferencia entre la temperatura en el centro de la
ciudad y en la zona rural, varía a lo largo del día y de la época del año. En invierno, puede ser
mayor que en verano debido a la emisión de calor antropológico por la calefacción de los
edificios. Se observa mayor intensidad por la noche que durante el día ya que durante la noche
tiene lugar la radiación intensiva de la superficie a la atmósfera, que es mayor en las zonas
rurales. Así mismo la presencia de masas de agua atempera el clima y esto incide en la forma
de la isla de calor, ya que en cercanía de ríos y mares la temperatura es menor. Así mismo las
temperaturas descienden con el aumento de la altitud del relieve. El aumento de la velocidad
del viento y la nubosidad pueden disminuir la intensidad de la ICU. En condiciones de ausencia
de nubosidad y estabilidad atmosférica la altura de la ICU es mucho mayor y más intensa.
2.1. Elementos que inciden en la ICU
2.1.1. Radiación solar recibida
Debido a la latitud en la que se ubica la Ciudad de Mendoza, recibe una elevada
radiación solar. El número de días en que recibe esta radiación también es elevado, a causa de
la escasa nubosidad que se genera en el clima árido del oeste argentino 2. Es además una zona
de estabilidad atmosférica, lo que contribuye a al intensidad de la Isla de Calor.
2.1.2. Dispersión del calor debido a vientos regionales y locales
La posibilidad de dispersión del calor por acción de vientos regionales y locales, se ve
limitada debido a que la circulación de los mismos es restringida por diversos factores.
En general predominan los vientos del sur (Ver Figura 3) ya que la cordillera al oeste
frena la llegada de masas de aire desde este sector.
1
2
Alchapar, N.; Correa, E. y Canton, A. (2010)
Capitanelli, R. (2005) y Marzo, M. e Inchauspe, O. (1967)
Figura 3: Frecuencia Anual de Vientos. Elaboración propia en base a Marzo, M. e Inchauspe, O. (1967)
Estos vientos son escasos y en la Ciudad de Mendoza tienen menor incidencia debido a
que la misma se encuentra en un sector deprimido (“playa”, ver Figura 4), y a que los edificios
constituyen en una barrera a la circulación de las leves y de por si escasas brisas de montaña
que se producen desde el piedemonte y el Parque hacia la Ciudad y que podrían tener un
efecto de enfriamiento y dispersión de contaminantes.
Figura 4- Unidades Geomorfológicas
2.1.3. Calor antrópico:
La ciudad es un gran generador de calor, especialmente en invierno cuando están
funcionando los sistemas de calefacción. Durante el verano la ciudad tiene fuentes de calor
ausentes en el medio rural, aportando una nueva carga de energía al aire que ya está caliente:
las fábricas, los vehículos y los aparatos de aire.
Una fuente importante de calor en la Ciudad de Mendoza, además de los equipos de
aire acondicionado, es el elevado tránsito vehicular, especialmente en el Microcentro. Por ello
la formulación de políticas de transporte multimodal con centro en el tranvía y el trole se hace
cada día más necesaria.
2.1.4. Sustrato urbano.
Los materiales de las construcciones y superficies urbanas reflejan o absorben la
radiación solar. La proporción de radiación reflejada por una superficie sobre la cantidad de
radiación recibida se denomina albedo. Un albedo elevado significa que se refleja una gran
proporción de la radiación recibida y por tanto esa superficie está absorbiendo menor energía,
aunque esto último también depende de la capacidad de absorción, trasmisión y retardo de los
materiales.
Si se compara el albedo en la ciudad con materiales y superficies naturales, resulta más
bajo, es decir que la cantidad de radiación absorbida es mayor del 15-30% que en una zona
rural. Además, los distintos tipos de superficies artificiales forman una especie de mosaico y
causan una gran variabilidad espacial del albedo, lo que afecta a la temperatura del aire en la
ciudad.
La mayoría de los materiales empleados en la construcción de una ciudad se
caracterizan por su elevada conductividad térmica lo que significa que pueden
transmitirse grandes cantidades de calor a través de ellos, desde la superficie hacia partes más
profundas. También poseen una elevada admisión térmica, que es la capacidad de la
superficie para aceptar o emitir calor. Entonces los materiales predominantes en las ciudades
conducen el calor tres veces más rápido que el suelo húmedo, pudiendo aceptar más energía
calórica en menos tiempo, aunque se necesita tres veces más para calentar una unidad de de
roca, cemento o ladrillo que la misma cantidad de suelo. La temperatura del suelo a la hora
más calurosa del día puede ser más alta que la de un muro con orientación norte, pero la
temperatura a 10 cm debajo de la superficie es mayor en el muro. Al final del día el material
rocoso habrá almacenado más calor que un volumen igual de suelo y demora más tiempo en
enfriarse durante la noche que el área rural.
En la Ciudad de Mendoza, los materiales predominantes en los edificios son el ladrillo,
cemento y hormigón armado debido a la necesidad de construcciones sismoresistentes. Las
nuevas construcciones del periodo 2007 a la fecha se caracterizan por fachadas vidriadas y
mayores alturas (Figura 5). Por otro lado las calles se encuentran pavimentadas siendo la
mayor parte de ellos de color oscuro y por tanto absorben gran cantidad de calor.
Figura 5: Edificios anteriores a 2007 y nuevos edificios vidriados y de gran altura.
2.1.5. Estructura Urbana: Usos del suelo.
La densidad edilicia y las propiedades térmicas de los materiales, la distancia entre
edificios, además de la intensidad de radiación solar, inciden en la temperatura en el nivel
superficial3. Por otra parte la densificación y un menor Factor de Visión del Cielo inciden en la
menor disipación del calor durante la noche 4.
El crecimiento urbano resulta de la sustitución de usos y coberturas de suelos
naturales por superficies urbanas, capaces de absorber, almacenar y emitir mayor calor que las
áreas rurales que circundan a las ciudades. Así se conformas espacios con mayores densidades
3
4
Correa, E.; De Rosa, C. y Lesino, G. (2005b)
Erica Correa, E; Ruiz, M. A. y Cantón, M. A. (2010)
y volúmenes de edificación en los centros de los cascos urbanos, donde se presentan las
mayores intensidades de la ICU.
En la Ciudad de Mendoza, la mayor densidad edilicia se encuentra en el Microcentro
área comprendida entre las calles Pedro Molina, Salta, Godoy Cruz y Mitre, correspondiente a
sectores de la 5ta y 2ra sección, en los alrededores de la Plaza Independencia y la Ciudad
Nueva. Los sectores norte (6ta Sección), noreste (4ta sección) y sur (5ta y 1ra Sección) son
tradicionalmente barrios de casas bajas, con jardines y patios forestados. La densificación de la
construcción tiende a ocupar todo el espacio de los lotes, anulándose así los patios y el efecto
de cielo abierto de los corazones de manzana que contribuye a la dispersión del calor. (Ver
Figura 7). Actualmente la presión inmobiliaria ha extendido la ubicación de torres de
departamentos a gran parte de la 5ta sección y la avenida Belgrano.
Figura 7- Diferentes densidades de ocupación e impacto en la disponibilidad de patios abiertos.
Manzana de Microcentro
completamente ocupado.
cuyo
corazón
está
Manzana de la Sexta Sección cuyo corazón está abierto
y forestado.
2.1.6. Morfología urbana: trazado, textura, perfil.
La orientación de las calles y su forma permite o dificulta la penetración del viento en
la ciudad, el cual es un factor de disipación del calor radiado y emitido en ella. Un plano en
damero permite una mejor canalización del viento, en cambio calles estrechas y sinuosas
pueden impedirlo. En la Ciudad esto es notorio en la canalización de las brisas de montaña en
las calles de orientación oeste- este o de los vientos del sudeste en las de orientación nortesur. El ancho de las calles también incide en la circulación de los vientos. En el caso de
Mendoza este ancho es importante en la ciudad Nueva, producto de la reconstrucción de la
ciudad luego de terremoto de 1861.
En cuanto al perfil en tres dimensiones de la ciudad, las diferentes alturas y materiales
de los muros, techos y calles de una ciudad funcionan como un laberinto de reflectores,
absorbiendo algo de la energía recibida y reflejando el resto a otras superficies que lo
absorben. El aire se calienta por contacto con las superficies calientes, por lo que los
materiales de la ciudad pueden calentar grandes volúmenes de aire. A ello se suma que las
estructuras urbanas frenen el viento, incrementando su turbulencia y reduciendo la cantidad
de calor que se lleva.
2.1.7. Contaminación atmosférica:
Un 80% de los contaminantes son partículas tan pequeñas que pueden mantenerse en
suspensión muchos días. Estas partículas reflejan la radiación directa y difusa del sol,
reduciendo entonces la energía solar que llega a la ciudad, pero también retardan la emisión
del calor de la misma hacia la atmósfera. Además lo aerosoles absorben la radiación de onda
larga de la tierra y la re emiten, causando el aumento de la temperatura del aire.
En estudios realizados por la Universidad Tecnológica Nacional, se ha detectado una
alta concentración de partículas en suspensión en el área de Microcentro (Ver Figura 8),
además de monóxido de carbono y dióxido de nitrógeno, de origen vehicular. Esto reviste
especial gravedad teniendo en cuenta que esta contaminación tiende a no dispersarse debido
a la escasez de vientos, la presencia de inversión térmica sobre el Gran Mendoza y zonas
adyacentes e incluso al abovedamiento de las copas de los árboles por su deficiente poda.
Figura 8: Material en suspensión en el aire, medido en partículas por millón
Área de Estudio
Fuente: Puliafito, Castro y Allende (2012)
2.1.8. Fuentes de refrescamiento: forestación y cuerpos de agua
El uso urbano de alta densidad presenta menores porcentajes de coberturas con
vegetación y mayores superficies impermeabilizadas que las zonas urbanas de baja densidad o
las áreas rurales o forestales con mayores porcentajes de vegetación y superficies permeables
en éstas últimas, lo que permite una mayor regulación en la transferencia de calor a la
atmósfera por medio de la evapotranspiración. Ésta se reduce en una ciudad porque hay
escasa vegetación y agua en la superficie que se evapore, ya que el agua de las precipitaciones
se extrae de la ciudad mediante el sistema de desagües y las superficies están
impermeabilizadas impidiendo que el agua se infiltre y se evapore en la ciudad. El agua
contenida en el subsuelo tampoco alcanza la superficie y se evapora debido a la capa
impermeable que la separa del aire.
La presencia de espacios verdes, como áreas ajardinadas y parques urbanos atenúa la
isla de calor, en función de las dimensiones de la masa vegetal, constituyéndose en células e
islas de frescor respecto al espacio construido inmediato.
La impermeabilización de los suelos y la presencia y tipo de coberturas vegetales se
constituyen en importantes controles de las islas de calor, lo que significa que en su origen y
desarrollo alcanzan una alta responsabilidad la planificación y gestión de los espacios urbanos.
En la Figura 9 puede observarse la mancha urbana, la densidad edilicia en Microcentro
de la Capital y la presencia de pulmones verdes como los parques Gral. San Martín y
Metropolitano, que han quedado desproporcionados debido a la expansión urbana sin
planificación y reserva de espacios verdes. La urbanización avanza sobre el área rural agrícola y
sobre Chacras de Coria que cumplía funciones de pulmón verde y actualmente fragmentado
por loteos y barrios privados.
Figura 9- Pulmones Verdes del Gran Mendoza y Áreas Agrícolas.
Tradicionalmente el calor en la Capital es paliado gracias al arbolado urbano, tanto de
la vía pública como de jardines y patios (Ver Figura 10ª y b). Así la diferencia entre el centro de
la Ciudad y el Parque General San Martín llega a los 5ºC en verano5. Sin embargo el arbolado
que define a la Capital como “ciudad oasis” se ha ido deteriorando por problemas ambientales
y por acciones directas sobre los árboles. Entre las condiciones de hábitat encontramos el
estrés hídrico, contaminación del aire y el suelo, además de menor acceso a la fuente solar
debido al aumento de la altura de edificios y avance sobre la línea de vereda y retiro que
restan espacio de crecimiento al árbol. Entre las acciones directas sobre los árboles se
observan podas mal realizadas y destructivas, interferencia en las copas por cables aéreos,
afectación a las raíces por zanjas en las veredas para servicios públicos y por
impermeabilización de acequias. Sus troncos además son pintados o usados como soporte
para carteles o cestos de residuos, o se quema la basura y hojarasca apilada en sus bases. Todo
ello afecta su normal crecimiento y desarrollo, los hace más propensos a enfermedades y
plagas y reduce su tiempo de vida y su capacidad de absorción de CO2.
Figura 10a – Arbolado público en arterias de Microcentro y de la 6ª Sección.
5
Alchapar, N.; Correa, E. y Canton, A. (2010)
Figura 10 b- Veredas y calles de Microcentro sombreadas por los árboles
2.1.9. Consecuencias de la Isla de Calor Urbana sobre el confort y la salud y sobre la
demanda energética.
Impactos para los habitantes de ciudad:
Confort humano: positivo (invierno), negativo (verano)
El confort es especialmente crítico para el elevado transito peatonal en el área central,
debido a la concentración de actividades bancarias y comerciales. Por ello es importante el
mejoramiento del confort peatonal, especialmente en las últimas semanas de diciembre
cuando se presentan olas de calor en el país.
Uso de energía: positivo (invierno), negativo (verano): Las islas de calor pueden
reducir el uso de calefacción en invierno pero en verano pueden aumentar la demanda de
energía para aire acondicionado, lo cual libera más calor al aire.
En verano esto es significativo en el área central, especialmente durante la ocurrencia
de olas de calor a fines de diciembre, produciéndose cortes de electricidad en diferentes
sectores del área central, según la afectación de los transformadores, debido a la gran
demanda de equipos de aire acondicionado de las oficinas.
Salud Humana: negativo (verano): Las islas de calor podrían impactar a la salud
humana exacerbando el estrés por calor durante las oleadas de calor, especialmente en zonas
templadas, y creando las condiciones adecuadas para que se distribuyan las enfermedades
transmitidas por vectores. En el caso de París en 2005 ocurrió una cantidad elevada de
muertos especialmente entre adultos mayores.
Estas olas de calor se presentan en Argentina especialmente en las últimas semanas
del año. Si bien no se cuentan con estadísticas por problemas directamente relacionados con
el estrés por calor, algunos estudios establecen elevados niveles de correlación entre cifras de
muertos y el incremento de las temperaturas. A la ocurrencia de las olas de calor debe
sumarse el incremento de temperaturas observado en los últimos 50 años debido al
calentamiento global, previendo que las temperaturas y olas de calor serán mayores y
aportarían sinergias críticas al clima y salud urbanas en las próximas décadas.
3.
MEDIDAS PARA DISMINUIR LA ISLA DE CALOR URBANA.
3.1. Materiales
3.1.1.En construcciones
Es importante estudiar el efecto de las nuevas construcciones con fachadas vidriadas
sobre el reflejo, absorción, reemisión y disipación del calor a nivel local y a nivel urbano, así
como la eficiencia energética de este tipo de construcciones.
3.1.2.En pavimentos: calles, veredas, plazas, estacionamientos.
Se señala la necesidad de contar con estudios comparativos de absorción y reemisión
de calor, así como del albedo, de distintos materiales y conformar una base de datos y buenas
prácticas accesibles a las empresas y tomadores de decisiones en el área de obras públicas
para la consideración de mejoras en las obras que se vienen realizando en mejoramientos
viales, peatonales, de veredas y plazas, así como en la aprobación de lotes de
estacionamientos.
3.2. Densidad
Se propone que la normativa de indicadores urbanos conserve las líneas de retiro y de
vereda elevadas y valores de FOS y FOT bajos. Esto es necesario para mantener una morfología
urbana densa pero que no potencie problemas de contaminación e isla de calor urbana que
incrementen a su vez la demanda energética y que en cambio facilite el acceso equitativo a la
fuente solar para iluminación natural y aprovechamiento energético. Es importante que se
legisle y fiscalice sobre la conservación de los corazones de manzana, así como sobre el espacio
entre edificios mediante líneas laterales; a fin de permitir la circulación de viento y la emisión
de la radiación calórica a la atmósfera.
Un elemento a considerar y de gran importancia en el clima árido y con amplias
variaciones estacionales de temperatura es el adecuado diseño arquitectónico de viviendas y
edificios, incorporando criterios de diseño bioclimático para reducir la demanda energética,
tanto en la etapa de proyecto como intervenciones posteriores para mejorar el aislamiento6.
Deben adoptarse en la legislación las normas IRAM sobre acondicionamiento y
aislamiento térmico (11603/81 y 11604/90), así como sobre trasmisión de calor (11605/96),
entre otras. La adopción de estas normas es de gran relevancia en los casos de la vivienda de
interés social, de cooperativas y del Instituto Provincial de la Vivienda.
Es de gran importancia concientizar a la población acerca del beneficio económico,
ambiental e incluso sobre la salud, de la adopción de mejoras en los diseños arquitectónicos,
tanto a nivel profesional como de los usuarios en general. Así mismo deben realizarse estudios
y difundirse sobre el compromiso entre las normas de construcción sismorresistente, en
cuanto sistema de diseño y construcción y el diseño y materiales bioclimáticos.
3.3. Arbolado
El posicionamiento estratégico de árboles alrededor de edificios residenciales reduce
la temperatura entre 0,5° y 5°C. En el Gran Mendoza el sistema de arbolado urbano contribuyó
a la reducción de hasta 3°C de temperatura en edificaciones. Por cada centígrado de reducción
se reduce la demanda de energía eléctrica entre un 2 % y un 4%. De esta manera con el uso de
árboles bien ubicados se puede ahorrar hasta el 20% de la energía utilizada para enfriar un
edificio7.
Las terrazas o techos verdes funcionan incrementando el aislamiento y reduciendo la
demanda de aire acondicionado y calefacción. Por lo tanto, se reducen las necesidades de
energía en épocas de calor o de frío. Los resultados de las simulaciones numéricas muestran
que la temperatura, puede cambiar hasta en un 40% al incluir zonas verdes8. Distintos análisis
muestran que, aunque el incorporar azoteas verdes no se traduce en cambios drásticos de la
temperatura promedio a lo largo del día, estos sistemas tiene un efecto estabilizador en los
perfiles locales, lo cual se traduce en una mayor uniformidad de temperatura en la
edificación9.
A nivel general la evaporación y transpiración de las hojas, así como el efecto de
sombreado del arbolado público y los espacios verdes, atenúan la isla de calor, en función de
las dimensiones de la masa vegetal. Al respecto las políticas públicas deben centrarse en:
6
Esteves, A y Gelardi, D. (2010)
De Pascual, D. y Cutropia, A. (2010)
8
Freyre-Fonseca, V. y Valdés Parada, F.J. (2010)
9
Además las azoteas verdes contribuirían en la disminución de 1675 kg de contaminantes por año en 19.8 ha de
azoteas verdes. Freyre-Fonseca, V. y Valdés Parada, F.J. (2010)
7
 Revegetación en sectores donde se han erradicado, reposición y reemplazo de
ejemplares.
 Poda de formación donde las copas interfieren con el cableado aéreo y donde
forman bóvedas que impiden la circulación del viento y la dispersión de
contaminantes.
 Salubridad del arbolado público: control de plagas (insectos y hongos), censo y
curación de ejemplares enfermos o su poda o retiro y reposición en casos extremos.
 Saneamiento y adecuación de acequias y sistema de riego, de modo de permitir la
respiración de las raíces y la absorción directa del agua, a la vez que se controla la
contaminación de los cauces.
4.
CONCLUSIONES
Las condiciones topográficas y climáticas locales y regionales favorecen en el Gran
Mendoza la aparición de una Isla de Calor Urbana a medida que la construcción de la ciudad
que fue dejando de lado los valores y tradiciones en el cuidado de la morfología urbana abierta
y el arbolado público y se concentra la actividad comercial y financiera, el tráfico y la densidad
de edificación en el área central.
Las nuevas tecnologías de construcción, los nuevos estudios técnicos sobre materiales
y servicios ambientales y la recuperación de la memoria colectiva pueden contribuir a mejorar
la forma en que se diseña y construye la ciudad, mejorando las condiciones de vida, atenuando
el impacto del clima local y los cambios futuros en el mismo y disminuyendo el uso de fuentes
de energía y la emisión de gases de efecto invernadero.
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