Más de la mitad de la población mundial vive actualmente en ciudades que a menudo son mucho más calurosas que sus alrededores rurales. Las carreteras, los edificios y las superficies pavimentadas absorben y almacenan calor durante el día y luego lo liberan lentamente después del atardecer. Esto se conoce como efecto isla de calor urbano.
Los debates sobre por qué las ciudades se sobrecalientan tienden a centrarse en los edificios, lo cual es comprensible. Además de absorber la radiación solar, los edificios residenciales y de oficinas consumen mucha energía a través de la iluminación, la calefacción y el aire acondicionado. Liberan calor residual y dan forma al flujo de aire a través de las calles circundantes.
Pero otra fuente de calor urbano recibe mucha menos atención: el tráfico.
Los vehículos motorizados liberan calor directamente al entorno urbano. Esto es especialmente cierto en el caso de los vehículos de gasolina y diésel, donde gran parte de la energía del combustible se pierde en forma de calor residual de los motores de combustión interna y los sistemas de escape. Los neumáticos, los frenos y la fricción con la superficie de la carretera contribuyen a estas emisiones de calor.
En calles con mucho tráfico y ventilación limitada, el tráfico puede ser una fuente importante de calor generado por el hombre, como muestra mi reciente estudio con colegas de dos importantes ciudades europeas.
En la ciudad de Toulouse, en el sur de Francia, nuestro modelo encontró que el calor del tráfico aumenta la temperatura media anual del aire en aproximadamente 0,4°C. En Manchester, una ciudad típicamente más fría del norte de Inglaterra, la temperatura media anual del aire aumentó alrededor de 0,25°C gracias al tráfico.
Estas cifras pueden parecer pequeñas, pero en términos de clima urbano son significativas. Durante las olas de calor, incluso pequeños aumentos en la temperatura del aire pueden empeorar el malestar térmico, aumentar los riesgos para la salud y aumentar la demanda de refrigeración.
Nuestras investigaciones anteriores han demostrado cómo se prevé que la intensidad, frecuencia y duración de las olas de calor urbanas aumenten en muchas partes del mundo para 2070 (ver mapas). Esto incluye ciudades de América del Norte, Europa, India y China. Nuestro último trabajo sugiere que estos aumentos podrían mitigarse en parte reduciendo el tráfico urbano de gasolina y diésel.
Cómo se comparan Manchester y Toulouse
El Modelo del Sistema Terrestre Comunitario es un modelo de código abierto ampliamente utilizado para simular interacciones entre la tierra, la atmósfera, el clima y la actividad humana, lanzado por el Centro Nacional de Investigación Atmosférica de EE. UU. en 2010.
Sin embargo, el modelo no consideró el calor relacionado con el tráfico, por lo que desarrollamos un nuevo módulo que estima el calor generado a partir de factores como el volumen de tráfico, el tipo de vehículo, las características de la carretera y las condiciones climáticas. Nuestros resultados cambian según la hora del día, según la naturaleza del tráfico y las condiciones climáticas locales, por ejemplo.
Descubrimos que los elementos más contaminantes por calor son generalmente los altos volúmenes de tráfico y qué tipo de vehículos predominan en estos atascos. Los vehículos convencionales de gasolina y diésel liberan mucho más calor residual que los vehículos eléctricos. En ciudades con muchos de estos vehículos, las horas pico de las horas pico pueden convertirse en fuentes importantes de emisiones de calor.
Modelamos el tráfico en dos ciudades europeas (el área central del Capitole de Toulouse y el centro de Manchester) utilizando datos de tráfico proporcionados por Transport for Greater Manchester y otros conjuntos de datos abiertos.
Toulouse y Manchester tienen climas, paisajes urbanos y patrones de tráfico bastante diferentes, todo lo cual afecta no sólo la cantidad de calor que libera el tráfico, sino también cómo ese calor afecta a cada ciudad.
En Toulouse, el calor del tráfico matutino aumentó durante el día y persistió hasta la noche. Por el contrario, la hora punta de la tarde en Manchester contribuyó a un mayor calentamiento nocturno, y la temperatura del aire debido al tráfico alcanzó su punto máximo alrededor de las 3 a. m., en promedio.
En ambas ciudades, el efecto del calentamiento relacionado con el tráfico fue más fuerte en invierno que en verano. En Toulouse, nuestro modelo encontró que la temperatura del aire aumentó en un promedio de 0,5°C en invierno y 0,3°C en verano, mientras que en Manchester el aumento fue de 0,35°C en invierno y 0,16°C en verano.
El papel del tráfico en la calefacción urbana
La conciencia sobre el riesgo del calor urbano está aumentando, pero el papel que desempeña el tráfico todavía rara vez se considera en la adaptación al clima urbano y la planificación del transporte.
A medida que las ciudades siguen creciendo y los extremos climáticos se vuelven más comunes, los gobiernos necesitan mejores herramientas para comprender de dónde proviene el calor urbano y cómo se puede reducir. Nuestro trabajo es un paso más hacia simulaciones más realistas de ciudades futuras.
Nuestro modelo podría ofrecer respuestas más precisas a preguntas importantes como: ¿en qué medida reducirá la electrificación de los vehículos los niveles de calor? ¿Cómo afectarán los cambios en el diseño de las carreteras, el uso de los vehículos y los patrones de congestión la exposición local al calor? ¿Y en qué medida los cambios en los métodos de transporte urbano pueden limitar los efectos de las futuras olas de calor previstas?
Por supuesto, estas no son sólo cuestiones científicas sino también cuestiones de política y diseño. Las preocupaciones sobre el aumento de las temperaturas en las ciudades a menudo se centran en los árboles, los parques, los techos frescos y el diseño de los edificios. Pero el tráfico no es sólo una fuente de contaminación y emisiones de carbono: también puede ser parte de cómo planificamos ciudades más frescas, saludables y resilientes.
Zhonghua Zheng, profesor asistente de ciencia de datos y análisis ambiental, Universidad de Mánchester
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