/ miércoles 23 de agosto de 2023

Advierten de un “cambio climático subterráneo”

Científicos estadounidenses han verificado este fenómeno por el cual el suelo debajo de las áreas urbanas se calienta y deforma

Debajo de las principales ciudades del mundo existe un “peligro silencioso” y los edificios que hay en ellas no fueron diseñados ni están preparados para afrontarlo, de acuerdo con la Universidad del Noroeste (NWU), en Illinois, Estados Unidos.

Una investigación de la NWU efectuada en Chicago, una de las ciudades más grandes de ese país, ha vinculado un fenómeno de “cambio climático subterráneo” (CCS) con los cambios del suelo situado debajo de las áreas urbanas, por el cual “a medida que el suelo se calienta, también se deforma”.

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Ese fenómeno hace que los cimientos de los edificios y el suelo circundante se muevan excesivamente (debido a expansiones y contracciones) e incluso se agrieten, lo que en última instancia afecta el rendimiento operativo y la durabilidad a largo plazo de las estructuras, según explica Alessandro Rotta Loria, quien dirigió dicho estudio.

El suelo poco profundo debajo de las ciudades se calienta a un ritmo de entre 0.1 y 2.5 grados centígrados por década

En muchas áreas urbanas del mundo, el calor se difunde desde los edificios y el transporte subterráneo, haciendo que el suelo poco profundo debajo de las ciudades se caliente a un ritmo de entre 0.1 y 2.5 grados centígrados por década, según la NWU.

Este fenómeno conocido como "cambio climático subterráneo" se sabe que fomenta problemas ecológicos y de salud, pero se desconocían sus efectos en la infraestructura civil de las ciudades.

“En general, las ciudades son más cálidas que las áreas rurales, porque los materiales de construcción atrapan el calor derivado de la actividad humana y la radiación solar y luego lo liberan a la atmósfera. Ahora, estamos viendo su contraparte del subsuelo, impulsada principalmente por la actividad humana”, explica Rotta Loria, profesor de ingeniería civil y ambiental.

Los transportes, estacionamientos, sótanos e instalaciones subterráneas, emiten calor haciendo que el subsuelo se caliente y deforme

Ella y su equipo han instalado una red inalámbrica de sensores de temperatura, por encima y debajo del nivel de la calle, en el área densamente edificada de ‘The Loop’ y en Grant Park, un espacio verde alejado de edificios y transportes subterráneos.

Los datos de la red de sensores indicaron que las temperaturas subterráneas debajo de The Loop son a menudo 10 grados más cálidas que las temperaturas debajo de Grant Park.

Cuando el calor se difunde hacia el suelo, ejerce una presión significativa sobre los materiales, que se expanden y contraen con los cambios de temperatura, de acuerdo con este investigador.

“Utilizamos Chicago como un laboratorio viviente, pero este fenómeno es habitual en casi todas las áreas urbanas densas del mundo”, dice Rotta Loria.

Científicos proponen instalar aislamiento térmico en las estructuras subterráneas existentes y futuras, para reducir al mínimo la cantidad de calor que emiten al subsuelo

El suelo urbano se hunde lentamente

Los investigadores de la NWU descubrieron que “el suelo se está deformando como resultado de las variaciones de temperatura” y explican que “ninguna estructura o infraestructura civil existente está diseñada para soportar estas variaciones”.

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

Los investigadores descubrieron que el aumento de las temperaturas hace que algunos materiales se contraigan, y otros se expandan, haciendo que el suelo se hinche y expanda hacia arriba o que se contraiga y se hunda bajo el peso de un edificio.

No es que un edificio colapse repentinamente. Las cosas se están hundiendo muy lentamente. Las consecuencias pueden ser muy malas, pero lleva mucho tiempo verlas. Es probable que el CCS ya haya causado grietas y asentamientos excesivos en los cimientos que no asociamos con este fenómeno”, dice Loria

Aunque el aumento de las temperaturas subterráneas es una amenaza para las infraestructuras, los investigadores del instituto también consideran que ese calor podría aprovecharse.

“Al capturar el calor residual emitido continuamente bajo tierra por los sistemas de transporte subterráneo, túneles, trenes, estacionamientos e instalaciones de sótanos, se podrían mitigar los efectos del CCS y reutilizar el calor como un recurso de energía térmica que de momento permanece sin explotar", aseguran.

Es decir que el calentamiento del subsuelo podría convertirse en una fuente de energía, si es debidamente ‘cosechado’, canalizado y reutilizado mediante algún tipo de tecnología geotérmica.

Estas tecnologías abarcan una variedad de sistemas destinados a generar energía renovable producida a partir del calor del subsuelo, para abastecer diferentes servicios para los cuales hoy en día se utiliza la electricidad.

Para Rotta Loria, los urbanistas y arquitectos deberían integrar en sus futuras estrategias de diseño y planificación urbana, las tecnologías geotérmicas para recolectar el calor residual y entregarlo a los edificios para calefaccionar espacios, por ejemplo en Chicago, ciudad con bajas temperaturas invernales.

Los planificadores urbanos pueden instalar aislamiento térmico en edificios nuevos y existentes, para reducir al mínimo la cantidad de calor que ingresa al suelo, según el experto.

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“El enfoque más efectivo sería aislar las estructuras subterráneas para que la cantidad de calor desperdiciado sea mínima”, señala.

“Si esto no se puede hacer, las tecnologías geotérmicas ofrecen la oportunidad de absorber y reutilizar eficientemente el calor en los edificios. Actualmente, hay una gran variedad de soluciones que se pueden implementar”, concluye el investigador de la NWU.



Debajo de las principales ciudades del mundo existe un “peligro silencioso” y los edificios que hay en ellas no fueron diseñados ni están preparados para afrontarlo, de acuerdo con la Universidad del Noroeste (NWU), en Illinois, Estados Unidos.

Una investigación de la NWU efectuada en Chicago, una de las ciudades más grandes de ese país, ha vinculado un fenómeno de “cambio climático subterráneo” (CCS) con los cambios del suelo situado debajo de las áreas urbanas, por el cual “a medida que el suelo se calienta, también se deforma”.

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Ese fenómeno hace que los cimientos de los edificios y el suelo circundante se muevan excesivamente (debido a expansiones y contracciones) e incluso se agrieten, lo que en última instancia afecta el rendimiento operativo y la durabilidad a largo plazo de las estructuras, según explica Alessandro Rotta Loria, quien dirigió dicho estudio.

El suelo poco profundo debajo de las ciudades se calienta a un ritmo de entre 0.1 y 2.5 grados centígrados por década

En muchas áreas urbanas del mundo, el calor se difunde desde los edificios y el transporte subterráneo, haciendo que el suelo poco profundo debajo de las ciudades se caliente a un ritmo de entre 0.1 y 2.5 grados centígrados por década, según la NWU.

Este fenómeno conocido como "cambio climático subterráneo" se sabe que fomenta problemas ecológicos y de salud, pero se desconocían sus efectos en la infraestructura civil de las ciudades.

“En general, las ciudades son más cálidas que las áreas rurales, porque los materiales de construcción atrapan el calor derivado de la actividad humana y la radiación solar y luego lo liberan a la atmósfera. Ahora, estamos viendo su contraparte del subsuelo, impulsada principalmente por la actividad humana”, explica Rotta Loria, profesor de ingeniería civil y ambiental.

Los transportes, estacionamientos, sótanos e instalaciones subterráneas, emiten calor haciendo que el subsuelo se caliente y deforme

Ella y su equipo han instalado una red inalámbrica de sensores de temperatura, por encima y debajo del nivel de la calle, en el área densamente edificada de ‘The Loop’ y en Grant Park, un espacio verde alejado de edificios y transportes subterráneos.

Los datos de la red de sensores indicaron que las temperaturas subterráneas debajo de The Loop son a menudo 10 grados más cálidas que las temperaturas debajo de Grant Park.

Cuando el calor se difunde hacia el suelo, ejerce una presión significativa sobre los materiales, que se expanden y contraen con los cambios de temperatura, de acuerdo con este investigador.

“Utilizamos Chicago como un laboratorio viviente, pero este fenómeno es habitual en casi todas las áreas urbanas densas del mundo”, dice Rotta Loria.

Científicos proponen instalar aislamiento térmico en las estructuras subterráneas existentes y futuras, para reducir al mínimo la cantidad de calor que emiten al subsuelo

El suelo urbano se hunde lentamente

Los investigadores de la NWU descubrieron que “el suelo se está deformando como resultado de las variaciones de temperatura” y explican que “ninguna estructura o infraestructura civil existente está diseñada para soportar estas variaciones”.

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

Los investigadores descubrieron que el aumento de las temperaturas hace que algunos materiales se contraigan, y otros se expandan, haciendo que el suelo se hinche y expanda hacia arriba o que se contraiga y se hunda bajo el peso de un edificio.

No es que un edificio colapse repentinamente. Las cosas se están hundiendo muy lentamente. Las consecuencias pueden ser muy malas, pero lleva mucho tiempo verlas. Es probable que el CCS ya haya causado grietas y asentamientos excesivos en los cimientos que no asociamos con este fenómeno”, dice Loria

Aunque el aumento de las temperaturas subterráneas es una amenaza para las infraestructuras, los investigadores del instituto también consideran que ese calor podría aprovecharse.

“Al capturar el calor residual emitido continuamente bajo tierra por los sistemas de transporte subterráneo, túneles, trenes, estacionamientos e instalaciones de sótanos, se podrían mitigar los efectos del CCS y reutilizar el calor como un recurso de energía térmica que de momento permanece sin explotar", aseguran.

Es decir que el calentamiento del subsuelo podría convertirse en una fuente de energía, si es debidamente ‘cosechado’, canalizado y reutilizado mediante algún tipo de tecnología geotérmica.

Estas tecnologías abarcan una variedad de sistemas destinados a generar energía renovable producida a partir del calor del subsuelo, para abastecer diferentes servicios para los cuales hoy en día se utiliza la electricidad.

Para Rotta Loria, los urbanistas y arquitectos deberían integrar en sus futuras estrategias de diseño y planificación urbana, las tecnologías geotérmicas para recolectar el calor residual y entregarlo a los edificios para calefaccionar espacios, por ejemplo en Chicago, ciudad con bajas temperaturas invernales.

Los planificadores urbanos pueden instalar aislamiento térmico en edificios nuevos y existentes, para reducir al mínimo la cantidad de calor que ingresa al suelo, según el experto.

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“El enfoque más efectivo sería aislar las estructuras subterráneas para que la cantidad de calor desperdiciado sea mínima”, señala.

“Si esto no se puede hacer, las tecnologías geotérmicas ofrecen la oportunidad de absorber y reutilizar eficientemente el calor en los edificios. Actualmente, hay una gran variedad de soluciones que se pueden implementar”, concluye el investigador de la NWU.



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