Durante las mañanas, la radiación solar calienta rápidamente las zonas rurales desprovistas de vegetación, mientras que las sombras de los edificios y las zonas verdes urbanas retrasan este calentamiento en la ciudad. Durante la noche y tras la puesta del sol, las zonas rurales se enfrían rápidamente, mientras que la ciudad mantiene el calor debido al empleo de materiales de alta absorción térmica, tales como ladrillo, azulejos, asfalto y pavimentos, que tras ser calentados desprenden el calor muy lentamente.

Isla de calor diurna en la ciudad de Granada.

La temperatura de la superficie terrestre de la ciudad de Granada puede llegar a variar hasta 23 grados centígrados cada día entre el día y la noche en primavera, la estación en que más diferencias de temperatura se producen, y la media durante todo el año es de 13 grados.

Así se desprende de una investigación realizada por científicos de la Universidad de Granada (UGR), que han llevado a cabo el primer estudio de la variabilidad espacio temporal de la denominada ‘Isla de Calor’ (diferencias de temperaturas que se producen entre las zonas rurales y las zonas urbanas) de la ciudad de Granada, empleando para ello imágenes térmicas tomadas con el satélite Séntinel 3 de la Agencia Espacial Europea.

Los resultados obtenidos indican que durante la mañana se produce una isla de enfriamiento urbano (IEU) de temperatura media -0.6 ºC, siendo mayor en las zonas de baja densidad y menor en las zonas de alta densidad. Por el contrario, y durante la noche, se produce una isla de calor urbano (ICU) de temperatura media +0.7 ºC, siendo mayor en las zonas compactas y menor en las zonas abiertas.

Los factores comunes que influyen significativamente en la isla diurna y nocturna son: fracción vegetal y radiación solar. En la ICU diurna destacan, además de los señalados: altitud y densidad de población. Por el contrario, en la ICU nocturna, destacan: viento, factor de suelo impermeable y el factor de cielo.

Uno de los procesos que más contribuyen al cambio climático es la modificación del paisaje mediante la expansión de las áreas urbanizadas motivado por el alto crecimiento de la población. La ONU estima que, en el año 2050, el 70% de la población mundial será urbana, lo que implicará un aumento de estas zonas en aproximadamente 1.527.000 km2 (dos veces el país de Francia) elevando aún más la temperatura media del planeta en 0,5-1 ºC.

Isla de calor

Se entiende como ‘isla de calor urbana’ a las diferencias de temperaturas que se producen entre las zonas rurales y las zonas urbanas, que pueden llegar a ser del orden de entre 3-7ºC en ciudades de un millón de habitantes. Este fenómeno genera una serie de problemas ambientales, climáticos y socioeconómicos que afectan a la calidad de vida de las personas, convirtiéndose en uno de los desafíos de mayor importancia al que se enfrenta la humanidad. Su caracterización y el conocimiento exhaustivo de sus propiedades; los factores que lo intensifican y su flujo de funcionamiento son cruciales para el establecimiento de futuras medidas mitigadoras de planificación urbana, que tiendan a minimizar sus efectos y a convertir las zonas urbanas en lugares resilientes al cambio climático.

Isla de calor nocturna.

Entre las distintas metodologías empleadas para la determinación de este fenómeno, en los últimos años ha cogido fuerza la teledetección. En palabras del investigador principal de este estudio, David Hidalgo, del departamento de Expresión Gráfica Arquitectónica y en la Ingeniería de la UGR, “los últimos satélites puestos en órbita por la NASA (Landsat 8 y ECOSSTRES) y la Agencia Espacial Europea (ESA) (Séntinel 3) cuentan con sensores térmicos que permiten obtener la temperatura de la superficie terrestre mediante el empleo de algoritmos de cálculo basados en la emisividad del suelo y la humedad de la columna de aire”.

Esta posibilidad ha convertido el estudio de esta materia en un importante campo de investigación. “El Séntinel 3 presenta una importante ventaja con respecto al resto en este campo y es que tiene un gemelo, es decir: Séntinel 3A y 3B. El primero orbita la ciudad de Granada todos los días entre las 10:00 y las 11:00 horas y el segundo entre las 20:00 y las 21:00 horas”. Esta circunstancia es fundamental en el estudio de la ICU, ya que investigaciones recientes confirman la existencia de una elevada variabilidad de la misma, tanto a lo largo de un año como a lo largo de las distintas horas del día.

La importancia de esta investigación radica en que comprende la determinación de la Temperatura de la Superficie Terrestre (TST) y la ICU mediante imágenes satelitales y se relaciona con 13 factores físicos y/ o ambientales de la ciudad de Granada que posteriormente se analizan estadísticamente para determinar las correlaciones más significativas. De esta forma, los científicos de la UGR han podido identificar por primera vez las principales causas del calentamiento de la ciudad.

En palabras de Hidalgo, “nuestro trabajo es uno de los estudios más completos de ICU existentes en la actualidad, y proporciona una comprensión integral de la misma y de los factores que influyen en cada zona o barrio de la ciudad de Granada”.

Los resultados de esta investigación pueden ser extrapolables a cualquier otra ciudad mundial de similares características “gracias a la asimilación de cada barrio a la clasificación mundialmente empleada de zonas climáticas locales”. Esto permitirá una mejora considerable en la toma de decisiones futuras por parte de los planificadores urbanísticos y administraciones públicas sobre las nuevas zonas de crecimiento de las ciudades que incluyan medidas de mitigación de los efectos de la ICU.

Variabilidad estacional

En los resultados del trabajo realizado en la UGR se ha corroborado la existencia de una variabilidad estacional de la ICU a lo largo del año. La mayor intensidad obtenida con Séntinel 3A se ha producido en primavera (-4,02 ºC) y con Séntinel 3B en otoño (2,10 ºC). La ICU media obtenida con Séntinel 3A durante todo el periodo de estudio de la ciudad de Granada presenta valores negativos (-0,60 ºC) mientras que la ICU media obtenida con Séntinel 3B presenta valores positivos (+0,7 ºC).

“Esta circunstancia nos sugiere que, durante la mañana, la urbe se encuentra a temperaturas más bajas que las zonas rurales colindantes, produciéndose el fenómeno conocido como  “isla de enfriamiento urbano”. Por el contrario, y durante el atardecer, la urbe se encuentra a temperaturas más altas que las zonas rurales anexas produciéndose una “isla de calor urbano”, señala el investigador de la UGR.

Durante las mañanas, la radiación solar calienta rápidamente las zonas rurales desprovistas de vegetación mientras que las sombras de los edificios y las zonas verdes urbanas retrasan este calentamiento en la ciudad. Durante la noche y tras la puesta del sol, las zonas rurales se enfrían rápidamente mientras que la ciudad mantiene el calor debido al empleo de materiales de alta absorción térmica, tales como ladrillo, azulejos, asfalto y pavimentos que tras ser calentados desprenden el calor muy lentamente.

Los investigadores de la UGR que han llevado a cabo este trabajo.

Dentro del ámbito de los barrios, “hemos detectado circunstancias similares a las descritas de forma global para la urbe. Así, en la ICU diurna las mayores intensidades negativas se producen en las zonas de baja densidad mientras que las zonas de alta densidad presentan intensidades negativas menores. Por el contrario, en la ICU nocturna las mayores intensidades se producen en las zonas compactas en contraposición con las zonas abiertas que presentan menores intensidades”, explica Hidalgo.

“Existen factores comunes y específicos que amplían o reducen la intensidad del fenómeno durante el día y la noche. Entre los comunes que disminuyen el fenómeno están: zonas verdes, radiación solar y viento. En la ICU diurna destacan, además de los señalados, una mayor altitud y menor densidad de población. Por el contrario, en la ICU nocturna, destacan como elementos reductores del fenómeno: viento, menor % de suelo impermeable en las calles y un mayor factor de cielo” afirma Hidalgo.

Este estudio se ha llevado a cabo por miembros del grupo de investigación TEP-232 “Grupo de Investigación y Desarrollo en Ingeniería de Edificación” de la Escuela Técnica Superior de Ingeniería de Edificación, los profesores David Hidalgo y Julián Arco.

Referencia bibliográfica:

Hidalgo, D., Arco, J. (2021). Modeling of the Urban Heat Island on local climatic zones of a cityusing Sentinel 3 images: Urban determining factors. Journal Urban Climate, UCLIM_100840, vol. 37, pp. 100840. https://doi.org/10.1016/j.uclim.2021.100840.

https://authors.elsevier.com/a/1cy9g7s%7EEVlGq1