El Efecto de La Isla de Calor Urbana

Figura 1. El centro de la ciudad de Sao Paulo (Hirama, 2011).

El Efecto de La Isla de Calor Urbana (en adelante ICU) es un fenómeno muy conocido en las grandes ciudades, éste consiste en que los núcleos urbanos experimentan temperaturas más altas que en sus alrededores. La Figura 2 es un claro ejemplo de ella, a medida que uno se aleja hacia la periferia de las ciudades las temperaturas tienden a disminuir. Para una comprensión más visual de cómo funciona el efecto de la ICU, véase la Figura 3. Esencialmente todas las áreas urbanas alrededor del mundo experimentan el efecto de la ICU en diversos grados. En Sao Paulo (Brasil), por ejemplo, es muy pronunciado el fenómeno, temática que seguidamente veremos (Peng et. al. 2012).

Se espera que más del 70 % de la población mundial viva en ciudades para el año 2050, por lo que es necesario mitigar este efecto cuanto antes y evitar daños ambientales, sociales y económicos (UNDESA, 2018). Por otra parte, es esencial entender la relación existente entre la ICU y su amplificación a causa del cambio climático.

Si bien el efecto de la ICU no es causado por el cambio climático ni tampoco contribuye directamente a él, el aumento de las temperaturas mundiales amplificará su intensidad y su duración. El Panel Intergubernamental del Cambio Climático, conocido por el acrónimo en inglés IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change) hace hincapié en que el aumento de la frecuencia de los días calurosos y los períodos cálidos exacerbará los efectos de la ICU con la tendencia actual de que los fenómenos extremos serán cada vez más frecuentes. Se espera que la ICU aumente con el cambio climático (IPCC, 2018, 554-555). Las ciudades ya están más calientes que sus alrededores y a medida que el clima se calienta, el efecto la ICU y sus impactos negativos serán más pronunciados y dañinos.

Muchas estrategias de mitigación para combatir este fenómeno, como la adición de árboles y espacios verdes alrededor de las ciudades, también pueden ayudar a disminuir el cambio climático, ya que la vegetación elimina el carbono de la atmósfera. Así pues, si bien la ICU y el cambio climático no están relacionados causalmente, en verdad sí lo están.

El Brasil ha experimentado una urbanización rápida y espectacular. Entre 1960 y 2000, la población urbana de Brasil creció del 46 % a más del 80 %, pasando de 3,97 millones a 17 millones de personas tan sólo en cuatro décadas (Richtie y Roser, 2018). Actualmente cerca del 86 % de la población de Brasil reside en zonas urbanas, siendo la ciudad más grande Sao Paulo (UNDESA, 2018). El Área Metropolitana de Sao Paulo alberga a más de 21,57 millones de habitantes, lo que la convierte en una de las ciudades más pobladas del mundo (Región Metropolitana de Sao Paulo, 2018).

La ICU de esta ciudad es de tal magnitud que supera en creces a otras ciudades del mundo, las temperaturas del centro de Sao Paulo son en promedio más de 5°C más elevadas que sus áreas circundantes, una diferencia abismal que plantea graves amenazas al bienestar humano (Peng et al. 2012). Dada su masiva población urbana y sus elevadas temperaturas, abordar la ICU de Sao Paulo es prioridad.

Los impactos y consecuentemente los riesgos de la ICU no se distribuyen uniformemente entre la población urbana. Las personas particularmente vulnerables al calor extremo son los niños de bajos ingresos, los niños pequeños, los adultos mayores y las personas con enfermedades crónicas. Asi mismo, las comunidades de bajos ingresos tienden a carecer de acceso a los parques, al aire acondicionado y a los servicios de salud y pueden verse más afectadas por los graves daños causados por las tormentas (US EPA, 2014). En las ciudades, los parques tienden a ser mucho más frescos que las estructuras construidas y en Sao Paulo, sólo los barrios ricos tienen grandes cantidades de vegetación. Los barrios de menores ingresos en Sao Paulo sufren de una marcada falta de parques y espacios verdes, aumentando enormemente la intensidad del efecto ICU localmente (Lima y Magana Rueda, 2018).

El calentamiento global en los núcleos urbanos, y su efecto asociado: la ICU, puede también aumentar la tasa de mortalidad al incrementar la frecuencia, duración e intensidad de las llamadas olas de calor. Durante un período de 14 años, Son et. al. (2016) descubrieron que el calor extremo causó una mayor mortalidad en Sao Paulo. La exposición al calor puede provocar cambios vasculares e inflamaciones sistémicas que dificultan las vías respiratorias y causar la muerte. La exposición al calor puede también provocar en el organismo un agotamiento intenso y una profunda insolación, causando ataques cardíacos, apoplejías e insuficiencia cardiovascular. En los Estados Unidos, el calor es la principal causa de muerte relacionadas con el clima. En poblaciones vulnerables, es decir, las que padecen enfermedades cardiovasculares o respiratorias, los niños pequeños, los mayores de 65 años y las personas de bajos ingresos, el calor excesivo suele poner en peligro la vida (US EPA 2016).

La ICU aumenta la prevalencia de esta enfermedad. Araujo et. al. (2015) encontraron que la ICU incrementa la incidencia del dengue, una enfermedad infecciosa transmitida por mosquitos causantes de las más diversas lesiones que amenazan la vida. Como muestra la Figura 10, está claro que los casos de dengue (representados por los puntos negros) corresponden a temperaturas más altas (representados por los colores rojo, amarillo y naranja). En Sao Paulo, la gran mayoría de los casos de dengue se encontraron en áreas geográficas con temperaturas superficiales superiores a 28 °C y en zonas con baja vegetación, lo que indica que el entorno urbano es más propicio para la propagación de enfermedades. Además, las altas temperaturas de la superficie terrestre (>32 a C) mostraron una correlación más fuerte con el dengue que cualquier otro factor, como el estado socioeconómico y la densidad de población (Araujo et. al., 2015). Como el cambio climático sólo servirá para elevar aún más las temperaturas de las ciudades, hay un riesgo aún mayor de propagación de enfermedades a medida que más zonas de la ciudad se calienten. Teniendo en cuenta los graves efectos del dengue sobre la salud, así como la mortalidad por calor documentada, la ICU y el cambio climático plantean una amenaza importante para la salud pública.

Los vehículos, las plantas de energía, las refinerías y otras industrias emiten dióxido de carbono (CO2), óxidos de nitrógeno (NOx), compuestos orgánicos volátiles (COVs) y otros contaminantes a la atmósfera. Estos gases forman ozono (O3) a través de una reacción química entre los óxidos de nitrógeno (NOx) y los compuestos orgánicos volátiles (COVs) en presencia de luz solar. Las elevadas temperaturas de las ciudades, combinadas con un gran número de fuentes de emisiones de NOx y COVs, provocarán una mayor contaminación por ozono. La contaminación por ozono daña la salud humana, causando enfermedades respiratorias y cardiovasculares crónicas (Weaver et. al., 2009). Además, con el calentamiento global y el cambio climático, esta relación entre la ICU y la formación de ozono se amplificará, planteando riesgos para el bienestar humano.

Las altas temperaturas disminuyen la productividad económica, reducen los ingresos medios y amplían la desigualdad (Burke et. al., 2015). Las zonas urbanas representan la mayor parte de la productividad económica y ya experimentan temperaturas más altas a causa de la ICU, por lo que, a medida que continúe el cambio climático, las economías urbanas se verán especialmente afectadas. Al calcular los costos económicos del cambio climático para las ciudades globales, los investigadores encontraron que contabilizar el efecto de la ICU local aumenta las pérdidas económicas en un 260 % (Estrada et. al., 2017). Esto demuestra que las ciudades se enfrentarán a importantes pérdidas económicas como resultado de sus elevadas temperaturas.

Sao Paulo es el centro financiero y político más importante de Brasil y representa más del 17 % del PBI del país (Região Metropolitana de São Paulo, 2018). Cualquier pérdida de productividad económica en Sao Paulo podría tener repercusiones devastadoras. Por lo tanto, es necesario mitigar el efecto de la ICU y aplicar estrategias de cambio climático para garantizar la estabilidad económica en la región.

Hay muchas estrategias que las ciudades pueden utilizar para aliviar el efecto de la ICU. Los planes exitosos implican aumentar la vegetación y cambiar el albedo de superficie (reflectividad) para que menos calor sea absorbido y atrapado en las ciudades. La vegetación es importante ya que trabaja para aumentar la evapotranspiración, y si se substituye una superficie oscura, todo conducirá a un efecto de enfriamiento (Feyisa et. al., 2014). Es esencial combinar diversas estrategias para crear planes de política eficaces.

La vegetación verde puede mejorar tanto el confort térmico interior como exterior, al tiempo que proporciona múltiples servicios ambientales como el almacenamiento de carbono, la reducción de la contaminación del aire, y actuar como puntos críticos de biodiversidad urbana" (Feyisa et al. 2014, 88).

Dependiendo del área de estudio, las temperaturas del aire de un parque pueden estar entre 1° y 7 °C (Feyisa et. al., 2014). A pesar de la variación, los espacios verdes urbanos disminuyen efectivamente las temperaturas del aire al tiempo que proporcionan otros beneficios. Feyisa et. al. (2014) explica que la vegetación verde puede mejorar tanto el confort térmico interior como exterior, al tiempo que ofrece múltiples servicios medioambientales, como el almacenamiento de carbono, la reducción de la contaminación atmosférica y actuar como puntos críticos de la biodiversidad urbana. Observando a Sao Paulo, un estudio enfocado en el centro se encontró que un parque local tenía temperaturas del aire ambiente entre 2°C y 6 °C más bajas que el área de la plaza de la ciudad. Las simulaciones descubrieron que las calles con árboles de alta densidad bajaban la temperatura del aire sólo alrededor de 1°C, pero bajó las temperaturas de la superficie de la calle hasta 12° C. Árboles de sombreado denso mejoraron dramáticamente la comodidad térmica y eliminaron el pico de la tarde caliente en malestar (Spangenberg et. al., 2008). Más allá de la simple reducción de las temperaturas, el aumento de la cantidad de espacios verdes puede mejorar el bienestar físico y mental y aumentar la diversidad de hábitats y especies disponibles en las ciudades.

Organizar estratégicamente y seleccionar especies arbóreas puede también maximizar las reducciones de temperatura. Plantar árboles y vegetación en los corredores eólicos puede disminuir la temperatura del aire casi el doble que plantar árboles en las zonas de sotavento (Tan et. al. 2016). Esta introducción de verde mejora la circulación de aire fresco al mismo tiempo que baja la temperatura local. Las especies arbóreas también influyen en la reducción de la temperatura, ya que algunas especies tienen una cubierta de dosel más densa y tasas de evaporación más altas. Por ejemplo, las especies de árboles seleccionadas en Addis Abeba (Etiopía): Eucaliptos, Olea y Acacia, proporcionaron un gran efecto de enfriamiento (Feyisa et. al. 2014). Algunas investigaciones en particular efectuadas en el trópico enfatizan que la dimensión, forma y color de las hojas influyen en la disminución de la temperatura y, a su vez, se descubrió que, entre las doce especies de árboles estudiadas, Caesalpinia pluviosa es la que mejor ha funcionado. Estos resultados combinados indican la importancia de la selección de especies arbóreas y el diseño de la vegetación en la creación de planes de mitigación de la ICU.

Otra estrategia importante para combatir la ICU involucra la tecnología de los techos verdes y frescos. Los tejados representan aproximadamente el 25% de la superficie de la ciudad y tienden a ser de color gris oscuro, pero convertirlos en techos verdes y frescos podría reducir significativamente las temperaturas de la ciudad. Los techos verdes son únicos en el sentido de que proporcionan dos mecanismos de refrigeración: activos por evaporación y pasivos por aislamiento (Aflaki et. al., 2016). Mientras que los techos verdes bajan las temperaturas exteriores, también bajan la temperatura del aire interior y reducen la demanda de energía para el aire acondicionado. Los techos verdes también pueden utilizarse para la agricultura urbana y aumentar la biodiversidad y la producción de alimentos en las ciudades. Del mismo modo, cambiar el color de una azotea de un color oscuro a un color blanco o, colores pálidos, reduce el almacenamiento de calor, minimizando el efecto de la ICU. En una simulación del área Baltimore-Washington se encontró que si sólo el 50 % de los techos fueran convertidos en techos verdes y frescos, la temperatura podría disminuir casi 2°C (Li et. al., 2014). A lo largo de líneas similares, cambiar el albedo de otras superficies como carreteras, aceras y aparcamientos y añadir vegetación puede ayudar a compensar el efecto de la ICU.

El cambio climático está amplificando el efecto de la ICU, aumentando su intensidad, frecuencia y duración de los períodos de elevadas temperaturas. Este fenómeno, a su vez, tiene efectos perjudiciales en la salud y el bienestar humanos, la estabilidad económica y las condiciones ambientales. Por otra parte, los impactos de la ICU en Sao Paulo están bien documentados y tienen muy serias implicaciones. Como Sao Paulo es una megaciudad global con más de 21 millones de residentes, sería prudente implementar estrategias eficaces de mitigación para este fenómeno como, por ejemplo, un incremento de la cubierta de árboles, más espacios abiertos y una conversión de tejados convencionales a verdes y frescos. Además de estos agregados, se requieren estrategias de adaptación para gestionar la ICU y proteger la salud pública. Las estrategias de adaptación pueden incluir la creación de centros de refrigeración accesibles, garantizar el acceso a servicios de salud, crear un programa de check-in en el vecindario para identificar y asistir a residentes vulnerables, educar al público sobre la ICU, y aumentar la conciencia de cómo evitar las enfermedades relacionadas con el calor ("Alcalde anuncia programa" 2017). Para garantizar que Sao Paulo siga siendo una ciudad próspera y habitable, debe crearse y aplicarse un plan integral de mitigación y adaptación para enfrentar a la ICU.

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