Islas de calor urbanas: cómo prevenirlas a través del diseño

• Pocas ciudades están pensadas para soportar las condiciones de calor cada vez más extremo, consecuencia del cambio climático.
• La presión es cada vez mayor para arquitectos y urbanistas, que han de crear edificios, espacios públicos y otros entornos urbanos capaces de proteger a las personas en caso de temperaturas extremas.
• El diseño pasivo, las fuentes, las zonas verdes y de sombra o la tecnología de análisis de microclimas son algunas de las herramientas al servicio de los diseñadores que necesiten preparar a las ciudades para un futuro más caluroso.

Con un cambio climático que aviva los fenómenos meteorológicos extremos en todo el mundo, las temperaturas cada vez más elevadas son ya la cruda realidad. En Estados Unidos, el año ha sido tan caluroso que se han roto 7000 récords por todo el país. En España, 2022 ya cuenta con 25 días de calor récord; es decir, los más cálidos para su misma fecha desde al menos 1950. En la India, las temperaturas superaron los 47° C a finales de abril, mientras que las olas de calor en Europa causaron este verano sequías generalizadas y miles de fallecimientos.

Sin embargo, hay un aspecto muy importante que no aparece reflejado en estos informes: el papel de las ciudades como agravantes del problema. Los elementos que las conforman —materiales que absorben el calor, falta de sombra y vegetación, entre otros— las vuelven mucho más calurosas que las zonas rurales cercanas. La consecuencia es lo que los meteorólogos llaman “efecto isla de calor urbana”. ¿Pero qué es una isla de calor urbana? ¿Por qué se forma? ¿Qué pueden hacer los arquitectos para prevenirlas y cómo puede ayudarnos la tecnología?

¿Qué son las islas de calor urbanas?

Si pensamos en las ciudades más grandes del mundo, seguramente nos imaginemos imponentes rascacielos de acero, aparcamientos de hormigón y aceras atestadas de multitudes mirando escaparates. Combinados, son los ingredientes perfectos para crear una isla de calor urbana.

Esto se debe a que, durante el día, las superficies oscuras, tales como el asfalto, actúan a modo de “esponjas de calor” absorbiendo mucha más radiación solar que las superficies claras. Al mismo tiempo, los edificios altos impiden que pase el viento y ofrecen a la luz del sol muchos lugares en los que reflejarse. Al caer la noche, todo ese calor acumulado se va liberando lentamente, sumándose al calor residual que desprenden los miles de aparatos de aire acondicionado que los habitantes de las ciudades necesitan para protegerse de las altas temperaturas.

“Todo esto viene a decir que en nuestras ciudades no refresca por la noche tanto como debería,” explica la Dra. Ariane Middel, profesora adjunta de la Universidad Estatal de Arizona (ASU). Hace años que investiga y realiza simulaciones del calor urbano como parte del grupo de investigación climática The SHaDe Lab. La inmensa mayoría de su trabajo se centra en Phoenix, una ciudad que pronto podría volverse inhabitable debido al cambio climático, exacerbado por el efecto isla de calor urbana.

“Es un problema del que cada vez son más conscientes en los gobiernos municipales —afirma David Hondula, profesor adjunto de la ASU y director de la Oficina de Respuesta y Mitigación del Calor para la ciudad de Phoenix, el primer departamento de este tipo financiado con fondos públicos en Estados Unidos—. Lo que sigue sin estar claro es quién es responsable de hacer frente al reto que plantea el calor en nuestras ciudades”.

A Hondula y su equipo se les ha encomendado la misión expresa de luchar contra el calor extremo en la ciudad antes de que sea demasiado tarde. Entre algunos de los proyectos más recientes se encuentra el programa municipal piloto “Cool Pavement”, realizado en colaboración con la ASU. Dicho proyecto reveló que las capas de asfalto reflectante, en comparación con el asfalto tradicional, reducían la temperatura superficial media entre 5,8 y 6,6 grados centígrados al mediodía y durante las primeras horas de la tarde.

Luchar contra el calor extremo es algo que cualquier gobierno municipal con dos dedos de frente debería estar haciendo, y cuanto antes, mejor: se prevé que la población urbana sea el doble de la actual en 2050. A nivel mundial, casi siete personas de cada diez vivirán en ciudades; como consecuencia, habrá cada vez más comunidades en peligro, a medida que el cambio climático genere olas de calor cada vez más extremas.

La buena noticia es que las urbes se muestran dispuestas a trabajar: muchas están buscando soluciones transdisciplinares al problema.

Septiembre de 2022 marcó la primera congregación de responsables municipales de la lucha contra las altas temperaturas (CHO, por sus siglas en inglés) de ciudades de todo el mundo, organizado por el Adrienne Arsht-Rockefeller Foundation Resilience Center del Atlantic Council, punta de lanza de la organización internacional denominada Extreme Heat Resilience Alliance (“alianza por la adaptabilidad al calor extremo”). En este evento, un grupo formado íntegramente por mujeres de la política puso en común los desafíos que supone adaptarse a la dura realidad del cambio climático. El evento también coincidió con la publicación de un informe elaborado por esta organización sin ánimo de lucro, titulado “Hot Cities, Chilled Economies: Impacts of Extreme Heat on Global Cities” (“Ciudades calurosas, economías congeladas: el impacto del calor extremo en las ciudades globales”). El informe examina el impacto del calentamiento global en 12 grandes áreas urbanas. Si bien algunas ciudades van más adelantadas en cuestión de mapeo y análisis, todas están igualmente centradas en expandir infraestructuras de enfriamiento, haciendo especial hincapié en microparques y doseles arbóreos.

Diseño para mitigar el calor

Los gobiernos de las ciudades no son los únicos que pueden cambiar las cosas: son cada vez más los arquitectos y urbanistas a quienes se les encarga mitigar las islas de calor urbanas. La misión puede ir desde optimizar la orientación de un edificio hasta algo tan sencillo como añadir más fuentes a los parques urbanos, o pintar los tejados de colores más claros para que reflejen el calor.

El diseño pasivo es un componente clave para la mitigación del calor. Por poner un ejemplo: propiciar la ventilación natural en el interior de un edificio puede minimizar el uso del aire acondicionado y mantener el calor a raya cuando hace sol. Además, no todo depende de lo que sucede en el interior de los edificios: propiciar la ventilación natural entre ellos tiene un gran impacto. “No creo que haya mucha gente que crea que tenemos un entorno urbano inmejorable”, afirma Hajime Aoyagi, supervisor del departamento de diseño de la firma japonesa Nikken Sekkei, el segundo estudio de arquitectura de mayor tamaño del mundo.

Según explica Aoyagi, para el equipo de Nikken Sekkei es crucial planificar los proyectos desde el principio con la mitigación del calor en mente. El diseño de edificios a partir de materiales de construcción sostenibles, como la madera, puede ayudar a aliviar el efecto isla de calor, pues esta tiene una capacidad térmica mucho más baja que el hormigón. Otra opción muy efectiva es asegurarse de que los edificios están posicionados de forma que eviten una acumulación excesiva de calor.

“Al ser una firma que a menudo se ocupa de desarrollo a gran escala y tiende a trabajar en varios proyectos en diferentes ubicaciones de Tokio a la vez, podemos diseñar con una perspectiva más amplia —explica Aoyagi—. Cuando trabajamos en el desarrollo de la salida Yaesu de la estación de Tokio, dejamos una cubierta de baja altura en el vestíbulo central, precisamente con la idea de crear una ruta para el viento que sopla desde la bahía de Tokio hacia el interior”.

Para la Dra. Middel, crear sombra es el factor más importante que los arquitectos han de tener en cuenta a día de hoy a la hora de diseñar ciudades. Así lo asegura: “Cuando piensas en la forma en que las personas experimentan el calor, no todo se reduce a la temperatura del aire. También hay que fijarse en la temperatura radiante, que es la forma de medir el calor que se emite sobre el cuerpo humano. Y la sombra disponible influye enormemente en ese tipo de temperatura. A la sombra se está mucho más a gusto que al sol; da igual lo que esté dando esa sombra. Por eso, los arquitectos deberían aprovechar edificios, árboles e incluso marquesinas solares para crear tanta sombra como sea posible”.

No hacerlo es una estrategia arriesgada. A medida que cada vez más certificados de obra, como LEED, y directivas tales como las pautas para el bienestar térmico de la ciudad de Londres empiezan a recompensar a quienes toman medidas para reducir el calor, ignorar las altas temperaturas que puede sufrir una ciudad puede derivar en costosas renovaciones con el paso de los años.

A corto plazo, podría llegarse directamente a ignorar diseños urbanos. Según la Dra. Middel, “Tuvimos un proyecto con un parque muy popular que se había rediseñado para incluir un camino que condujera hasta él. Así los residentes del barrio no necesitaban ir en coche hasta el parque. Como idea, sonaba genial. Pues resultó que ese camino no lo utilizaba nadie. No estaba cumpliendo para nada las expectativas de los arquitectos de la ciudad. Cuando medimos las condiciones térmicas con nuestros instrumentos metrológicos, nos dimos cuenta de por qué: en ese camino no había ni pizca de sombra y era un suplicio caminar por él. Arreglar algo así sería un proceso que exigiría mucho tiempo y dinero”.

El papel de la tecnología

La tecnología de análisis de microclimas puede evitar tener que fiarse de suposiciones en el diseño de un proyecto destinado a mitigar el efecto isla de calor. Así lo explica la Dra. Middel: “La tecnología te ayuda a poner a prueba distintas posibilidades, como los puntos en los que plantar los árboles para que su efecto sobre el calor sea el máximo posible. Ya no hace falta plantarlos en la obra y luego ver qué pasa. Ahora todo eso se puede simular previamente en un ordenador”.

Con herramientas como Autodesk Spacemaker, los arquitectos y urbanistas pueden crear simulaciones y evaluar fácilmente distintas estrategias de mitigación durante las fases de proyecto y diseño. Con este programa pueden crearse mapas de bienestar térmico, ligados a una fecha y hora concreta, que cualquiera puede consultar para saber qué tal le irá a un emplazamiento en temperaturas extremas. También pueden generarse mapas térmicos para revelar los momentos exactos del día en los que un lugar al aire libre, como un aparcamiento, será más o menos utilizable. Todas estas tecnologías combinadas permiten garantizar que las ciudades se desarrollen para que sean lo más frescas posible de la forma más rápida y eficiente.

“Lo más importante es actuar ahora. El calor no es un problema aislado, no lo es para nadie —recuerda Hondula—. Hay que dar el paso ya, porque la forma que tenga la ciudad de dentro de 30 o 40 años depende de las decisiones que tomemos en los próximos cinco o diez. Si se generaliza la implementación de tecnologías de enfriamiento, como árboles y superficies reflectantes, algunos modelos indican que en el futuro nuestras ciudades podrían ser más frescas incluso que ahora, aun si continúa el calentamiento global de esta manera. Y eso es muy buena señal”.

Nota: Actualmente, el análisis de microclimas de Autodesk Spacemaker no ofrece soporte para los efectos de varios tipos de suelo o materiales de construcción, y en su lugar da por hecho que la temperatura de estas superficies es igual a la del aire.