“Amenaza invisible”: el aumento subterráneo de la temperatura afecta la infraestructura urbana

Las islas urbanas de calor tienen su contraparte debajo de la tierra. Los grandes centros urbanos, con sus enormes edificios y sistemas de transporte, elevan la temperatura no sólo a nivel de superficie sino debajo de ella. Los científicos han llamado a este fenómeno “cambio climático subterráneo”.

Se ha estudiado el impacto de este fenómeno en el ambiente y en la salud. Ahora, un estudio de la universidad Northwestern examina las deformaciones y desplazamientos del suelo inducidos térmicamente, y cómo esto afecta el rendimiento operativo de la infraestructura.

Los autores hacen un llamado de atención: “El suelo se está deformando como resultado de las variaciones de temperatura, y ninguna estructura o infraestructura civil existente está diseñada para soportar estas variaciones”, advirtió Rotta Loria.

Ciudades que se hunden lentamente

La investigación se realizó en el distrito de Chicago Loop, en el centro de la ciudad. Allí, bajo tierra, el equipo de Rotta Loria colocó una red inalámbrica con más de 150 sensores de temperatura, en estacionamientos, sótanos y túneles ferroviarios.

Recolectaron datos durante más de tres años por encima y por debajo de la superficie. Además, para comparación, el equipo enterró sensores en áreas verdes cercanas al lago Michigan, lejos de edificios y centros de transporte.

Con estos datos crearon un modelo informático tridimensional para caracterizar las variaciones de temperatura del suelo, las deformaciones y los desplazamientos causados por el cambio climático subterráneo, desde 1951 hasta el presente.

Los datos revelaron que el promedio de temperatura subterránea en el centro de la ciudad es superior en más de 10 grados respecto de las áreas adyacentes.

Además, en las simulaciones observaron que el incremento de las temperaturas puede provocar una elevación del suelo, expandiéndolo hacia arriba hasta 12 milímetros. De manera opuesta, bajo el peso de un edificio, el suelo puede contraerse y hundirse hasta 8 milímetros.

En las estructuras subterráneas, las temperaturas del aire pueden llegar a ser hasta 25 grados más altas en comparación con la temperatura del suelo que no ha sido perturbado. Esta diferencia térmica hace que el calor se disperse en el suelo, ejerciendo una presión significativa sobre los materiales, que se expanden y contraen en respuesta a los cambios de temperatura.

“Como resultado del aumento de la temperatura bajo tierra, muchos cimientos del centro de la ciudad están experimentando asentamientos no deseados, de forma lenta pero continua. No es como si un edificio colapsara repentinamente. Las cosas se están hundiendo muy lentamente” agregó Rotta Loria.

Calor residual como recurso energético

Los autores del estudio advirtieron que los edificios hechos de piedra y ladrillo que recurren a prácticas de diseño y construcción del pasado generalmente se encuentran en un equilibrio muy delicado con las perturbaciones asociadas con las operaciones actuales de las ciudades.

“Aunque este fenómeno no es necesariamente peligroso para la seguridad de las personas, afectará las operaciones normales del día a día de los sistemas de cimentación y la infraestructura civil en general” dijo Rotta Loria.

Sin embargo, el estudio subraya el potencial energético que se encuentra bajo tierra y que podría tenerse en cuenta en la planificación urbana futura, para aprovechar los excedentes energéticos subterráneos.

“El enfoque más efectivo y racional es aislar las estructuras subterráneas de manera que la cantidad de calor desperdiciado sea mínima”, dijo Rotta Loria. “Si esto no se puede hacer, las tecnologías geotérmicas ofrecen la oportunidad de absorber y reutilizar eficientemente el calor en los edificios. Lo que no queremos es usar tecnologías para enfriar activamente las estructuras subterráneas porque eso usa energía. Actualmente, hay una gran variedad de soluciones que se pueden implementar”, sostuvo.