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Sustentabilidad: hacia una ciudad con un diseño urbanístico bioclimático

Publicada el 22 DE OCTUBRE 2019, 08:43 En Divulgación Científica.

Trabajar en ciudades consolidadas implica pensar en nuevas tecnologías de enverdecimiento que permitan equilibrar la densificación edilicia.
Sustentabilidad: hacia una ciudad con un diseño urbanístico bioclimático
Ignacio Blanco / Los Andes
Por Érica Correa y Alicia Cantón - Investigadoras del INAHE

Para el año 2050 cuatro de cada cinco habitantes del planeta vivirá en una ciudad, y en ellas se consume entre 30 y 40 % de la energía y generan alrededor del 30 % de las emisiones de CO2. Por esto es necesario diseñar las ciudades tomando como ejes prioritarios la reducción de las emisiones de contaminantes y el aumento de la eficiencia energética. Bajo este enfoque, el urbanismo bioclimático se presenta como una propuesta de cambio en la forma de diseñar y vivir la ciudad. 

La planificación de las ciudades es una actividad compleja que requiere del conocimiento de los elementos del territorio de implantación. En este sentido, la gestión del patrimonio natural es un factor clave del proceso de ordenamiento territorial a fin de garantizar la calidad del aire, el confort y habitabilidad de los espacios, el uso eficiente de la energía, la disminución de las condiciones de estrés y la salud de los habitantes. 

La ciudad de Mendoza se localiza en una zona desértica, caracterizada por una importante disponibilidad de radiación solar y amplitud térmica diaria y estacional, baja frecuencia en intensidad de vientos y precipitaciones. Desde el punto de vista urbanístico se trata de una ciudad del tipo abierto, es decir calles y veredas anchas, trama en cuadrícula y fuerte presencia de espacios verdes, a modo de arbolado en alineación, parques y plazas. Presenta un desarrollo edilicio del tipo piramidal, con máxima concentración en el centro de la ciudad que se diluye hacia la periferia. En las últimas décadas la ciudad ha crecido hacia el sur y el este, expandiéndose sobre zonas agrícolas, y hacia el oeste sobre el piedemonte mendocino.

La combinación de sus características morfológicas, tecnológicas y climáticas ha generado una isla de calor cuya intensidad alcanza los 10°C. Esto produce un aumento del consumo de energía para refrigeración (aproximadamente 20%) y deteriora las condiciones de confort en los espacios abiertos de la ciudad (hasta 82% de las personas sienten disconfort por calor en el periodo estival). Sumado, el verde está sometido a presiones del medio urbano, estrés térmico, hídrico y contaminación ambiental, que ponen en riesgo su permanencia. Si bien en los últimos años se verifica un incremento de los espacios verdes, el diseño de los mismos responde a criterios de carácter funcional y paisajístico, sin tener en cuenta el potencial de estos espacios para disminuir el impacto de la ciudad sobre el microclima.

La línea de investigación “Urbanización, forestación y clima del Instituto de Ambiente, Hábitat y Energía” del INAHE aborda el estudio del clima urbano y el impacto de las decisiones de diseño de la ciudad -morfología, vegetación, materiales y nuevas tecnologías- como estrategia para el mejoramiento de la calidad de vida del habitante urbano de Mendoza y la consecución del desarrollo sustentable.

En Mendoza, la expansión urbana hacia el piedemonte presenta las mismas características que la llanura, sin contar con una normativa que regule su desarrollo en función de su condición ambiental. Los impactos aparejados son: erosión, riesgo de deslizamiento de tierra e inundación, desertificación, disminución de las posibilidades de enfriamiento y ventilación de la ciudad, etc. Un modelo urbano sustentable para el piedemonte implica definir la forma de la trama y el factor de ocupación de suelo, en función de la pendiente del terreno, asegurando una adecuada infiltración que evite el riesgo aluvional y sísmico, y una forestación con especies de baja permeabilidad y bajo o medio consumo hídrico para el control de la radiación solar. Las propuestas de urbanización que incorporan estos aspectos, disminuyen hasta 6°C la temperatura del aire respecto a valores monitoreados en conjuntos existentes.

En cuanto a la ciudad consolidada, inserta en topografía de llanura, las posibilidades de encauzar el desarrollo en el camino de la sustentabilidad están asociadas a la combinación eficiente de la forma, materialidad y esquemas de vegetación de la ciudad.

Cuando se evalúa las posibilidades de rehabilitación energética de las distintas formas de trama presentes en la ciudad se observa que forestando adecuadamente y construyendo las superficies horizontales (pavimentos y techos) con materiales que absorben menor cantidad de radiación, todas las tramas mejoran su desempeño. Las tramas rectangulares o en cuadrícula, con orientación N-S y NO-SE, son las que ofrecen mayor potencial de rehabilitación, sería posible reducir hasta 5,7°C la temperatura del aire respecto a la condición actual. Dado que esta forma de trama es predominante en Mendoza, la ciudad presenta un enorme potencial de rehabilitación termoenergético, que posibilitaría un ahorro de energía residencial de 21 a 33%.

Otro problema que enfrenta la ciudad es el crecimiento horizontal y vertical de superficies selladas y predominantemente oscuras. Las propiedades superficiales de los materiales que componen la envolvente afectan su desempeño térmico, por esto es necesario tomarlas en cuenta al momento de su elección. Utilizar materiales fríos (alto albedo y emitancia térmica) reduce la demanda de energía y mejora el confort de los edificios. Las investigaciones revelaron que aunque el color es una variable determinante del desempeño de un material, su comportamiento puede mejorar o empeorar por el efecto de otras características como: terminación, composición y envejecimiento. Para los materiales de construcción disponibles en Mendoza, se encontró que a igualdad de color, estas características pueden modificar la temperatura superficial de un material hasta 21°C. A escala urbana, la selección adecuada de materiales podría disminuir hasta 3,5°C la temperatura del aire y de 22 a 41°C la temperatura de las superficies. 

Por otra parte, Mendoza es reconocida como “ciudad oasis” por su bosque urbano. Sin embargo, la magnitud de la isla de calor evidencia la necesidad de replantear el modo de forestar la ciudad. La clave para maximizar la habitabilidad de los espacios exteriores y mejorar el enfriamiento de la ciudad, es combinar adecuadamente: tipo de trama, especie forestal y densidad edilicia, mediante diseños que controlen la radiación solar con adecuada distribución de la sombra y permiten la circulación del viento sin disminuir la visión de cielo en las calles. En entornos residenciales de baja densidad y calles estrechas (< 16 m) conviene utilizar especies de segunda magnitud y desarrollo individual, como el fresno europeo, y en canales viales anchos (> 30 m), especies de primera magnitud, como el plátano. La diferencia de temperatura interior de una vivienda ubicada en una calle forestada con la mejor y peor alternativa es aproximadamente 3°C, esto representa un ahorro de energía para climatización del 30%. 

En relación a parques y plazas, su diseño eficiente implica atender a relaciones óptimas entre el área verde y área sellada, a fin de propiciar el uso de la vegetación para el refrescamiento y control del calentamiento urbano, sin comprometer la disponibilidad de recursos hídricos que son limitados en las zonas áridas. Mientras mayor es la relación área verde: área sellada mayor es el efecto de refrescamiento, y mayor la demanda de agua. Las investigaciones muestran que la relación optima debe ser igual o mayor a 60:40 para asegurar los efectos benéficos de los espacios vegetados en el entorno urbano. Además, a igual materialidad (verde), los prados presentan siempre temperaturas más elevadas que los bosques debido a su mayor exposición solar. Desde el punto de vista ambiental, los parques y las plazas debieran de conformar pequeños bosques urbanos distribuidos en la trama.   

Además, trabajar en ciudades consolidadas implica pensar en nuevas tecnologías de enverdecimiento que permitan equilibrar el proceso de densificación edilicia. Esto es incorporar techos y paredes verdes que a diferencia de los esquemas tradicionales de enverdecimiento (parques, plazas y arbolado en alineación) generan beneficios no sólo a escala urbana, sino también edilicia, sin demandar un mayor uso de suelo urbano para tal fin.

Finalmente es necesario aclarar que el enfoque bioclimático del diseño urbano y edilicio no es excluyente, sino complementario de un enfoque más amplio que debe atender a la sustentabilidad de un modelo de desarrollo de la ciudad en torno a tres ejes, ambiental, económico y socio-cultural.