Cuando golpean las olas de calor, la gente comienza a buscar cualquier cosa que pueda bajar la temperatura. Una solución está justo debajo de nuestros pies: pavimento.
Piense en lo calientes que pueden ponerse las suelas de sus zapatos cuando camina sobre pavimento oscuro o asfalto. Una calle caliente no solo es cálida al tacto, sino que también aumenta la temperatura del aire circundante.
La investigación muestra que la construcción de carreteras con colores más claros y reflectantes tiene el potencial de temperaturas del aire más bajas en más de 2.5 grados Fahrenheit (1,4 C) y, en el proceso, reducir la frecuencia de las olas de calor en un 41 por ciento en las ciudades de Estados Unidos.
Pero las superficies reflectantes deben usarse estratégicamente: una ubicación incorrecta en realidad puede calentar los edificios cercanos en lugar de enfriar las cosas.
Como investigadores en el MIT Centro de Sostenibilidad del Concreto, hemos modelado estas superficies y hemos encontrado el equilibrio adecuado para reducir el calor y ayudar a las ciudades a reducir sus emisiones de gases de efecto invernadero. Vea cómo funciona el pavimento reflectante y en qué deben pensar las ciudades.
¿Por qué se calientan las superficies?
Todas las superficies, dependiendo de la cantidad de radiación que absorban o reflejen, pueden afectar la temperatura del aire en las ciudades.
En áreas urbanas, alrededor del 40 por ciento de la tierra está pavimentada, y este pavimento absorbe la radiación solar. El calor absorbido en la masa del pavimento se libera gradualmente, calentando el ambiente.
Esto puede exacerbar islas de calor urbano y empeorar los efectos de los sofocos. Es parte de la razón por la que las ciudades son unos grados más cálidos en verano que en las zonas rurales cercanas y los suburbios boscosos.
Los materiales reflectantes en el piso pueden evitar que el calor se acumule y ayudar a neutralizar del Cambio Climático reflejando la radiación solar de regreso a la parte superior de la atmósfera. techos blancos puede tener el mismo efecto.
Para estimar la reflectividad de un pavimento, usamos una medida llamada albedo. albedo se refiere a la proporción de luz reflejada por una superficie. Cuanto menor es el albedo de una superficie, más luz absorbe y, en consecuencia, más calor retiene.
Por lo general, cuanto más oscura es la superficie, menor es el albedo. Los pavimentos convencionales, como el asfalto, tienen un albedo bajo de alrededor de 0.05-0.1, lo que significa que reflejan solo del 5% al 10% de la luz que reciben y absorben hasta el 95%.
Cuando los pavimentos, en cambio, utilizan aditivos más brillantes, agregados reflectantes, revestimientos de superficies reflectantes de la luz o materiales de pavimentación más ligeros como el hormigón, pueden triplicar el albedo y enviar más radiación al espacio.
Si bien los beneficios de los pavimentos reflectantes pueden variar en los 6,4 millones de kilómetros de carreteras del país, son, en general, inmensos.
Un modelo de CSHub del MIT estimó que un aumento en el albedo del pavimento en todas las carreteras de EE. UU. Podría disminuir el uso de energía para refrigeración y reducir las emisiones de gases de efecto invernadero equivalentes a 4 millones de automóviles conducidos durante un año.
Y cuando los materiales son de origen local, como aglutinantes o agregados de colores claros, grava, grava u otros materiales duros en el concreto, estas carreteras también pueden ahorrar dinero.
La ubicación es importante
Pero no todas las áreas pavimentadas son ideales para caminos frescos. Dentro de las ciudades, e incluso dentro de los barrios urbanos, los beneficios son diferentes.
Cuando los pisos más brillantes reflejan la radiación en los edificios, llamada radiación incidente, pueden calentar los edificios cercanos en el verano, lo que aumenta la demanda de aire acondicionado. Por eso es importante la atención local.
Considera el diferencias entre Boston y Phoenix.
El denso centro de Boston, de calles estrechas, tiene edificios altos que impiden que la luz llegue directamente al pavimento durante la mayoría de las horas del día. El pavimento reflectante no ayudará ni hará mucho daño allí.
Pero las autopistas sin obstáculos de Boston y sus suburbios verían un beneficio neto al reflejar una gran fracción de la luz solar incidente en la parte superior de la atmósfera. Utilizando modelos, encontramos que duplicar el albedo tradicional de las carreteras de la ciudad podría reducir las temperaturas máximas de verano de 0,3 a 1,7 C (1 a 2,7 F).
Phoenix podría reducir sus temperaturas de verano aún más, de 2,5 a 3,6 F (1,4 a 2,1 C), pero los efectos en algunas partes de su centro son complicados. En algunos barrios bajos y dispersos del centro de la ciudad, hemos descubierto que el pavimento reflectante puede aumentar la demanda de refrigeración debido al aumento de la radiación incidente en los edificios.
Adentro Los Ángeles, donde la ciudad está experimentando una capa más fría sobre el asfalto, los investigadores encontraron otro efecto a considerar. Cuando el piso se usó en áreas donde la gente camina, el suelo mismo estaba hasta 11 F (6,1 C) más frío, pero a unos pocos metros del suelo, la temperatura aumentó a medida que se reflejaban los rayos del sol.
Los resultados sugieren Estos revestimientos pueden ser mejores para carreteras que para aceras o áreas de juegos.
Una solución elegante si se usa con cuidado
Las ciudades deberán considerar todos estos efectos.
Los pisos reflectantes son una solución elegante que puede transformar algo que usamos todos los días para reducir la calefacción urbana.
El lleno emisiones del ciclo de vida de carreteras, incluyendo los materiales utilizados en ellos, debería ser considerado. Pero a medida que las ciudades consideran formas de combatir los efectos del cambio climático, creemos que optimizar estratégicamente el pavimento es una opción inteligente que puede hacer que los centros urbanos sean más habitables.
Hessam Azari Jafari, Postdoctoral Asociado en Ingeniería, Instituto de Tecnología de Massachusetts y Randolph E. Kirchain, Co-Director, MIT Concrete Sustainability Center, Instituto de Tecnología de Massachusetts
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