Un estudio de la Universidad de Manchester probó en Tokio un sistema que almacena precipitaciones y las utiliza para reducir el calor de los edificios
Redactor: Camila Herrera R.
Editor: Eduardo Schmitz
Recolectar agua de lluvia en los tejados y rociarla sobre los edificios durante los periodos de calor podría disminuir las temperaturas urbanas, reducir el uso del aire acondicionado y atenuar las olas de calor. La propuesta fue evaluada por investigadores de la Universidad de Manchester mediante simulaciones aplicadas a la ciudad de Tokio, Japón.
El estudio, publicado en la revista científica Earth’s Future, analizó un sistema que captura la lluvia recibida por las cubiertas, la almacena en depósitos y la distribuye automáticamente sobre los tejados cuando aumentan las temperaturas. La evaporación del agua enfría las superficies y limita la cantidad de calor que penetra en los edificios.
Los resultados no representan todavía una prueba operativa a escala urbana, sino una evaluación basada en modelos numéricos e inteligencia artificial. No obstante, ofrecen una herramienta para que autoridades y planificadores comparen configuraciones, costos y disponibilidad de agua antes de instalar este tipo de infraestructura.
Menos calor dentro y fuera de los edificios
El funcionamiento del sistema se apoya en dos efectos relacionados. En primer lugar, el agua aplicada sobre el tejado absorbe calor al evaporarse, lo que enfría la cubierta y reduce la transferencia térmica hacia el interior. Como consecuencia, el edificio necesita menos energía para mantener una temperatura confortable.
En segundo lugar, la reducción del uso del aire acondicionado disminuye el calor residual expulsado por sus equipos hacia las calles. La combinación de tejados más frescos y menor liberación de calor contribuyó, dentro de las simulaciones, a bajar la temperatura urbana, reducir el número total de días con ola de calor y moderar la intensidad de los episodios extremos.
El hallazgo amplía el conjunto de estrategias disponibles para enfrentar la isla de calor urbana. Una investigación anterior comparó el efecto de los árboles urbanos y los techos frescos, dos alternativas que actúan mediante sombra, evaporación o reflexión de la radiación solar.
Zhonghua Zheng, autor principal y responsable conjunto del área de Ciencia de Datos Ambientales e Inteligencia Artificial del Instituto de Investigación Ambiental de Manchester, explicó que el aire acondicionado protege a la población del calor, pero consume grandes cantidades de energía y libera calor adicional en el entorno urbano.
El momento del riego fue más importante que el depósito
Una de las principales conclusiones fue que el momento elegido para activar los rociadores influyó más en los resultados que el tamaño del depósito o el volumen total de agua aplicado. La coordinación del sistema con las condiciones térmicas resultó determinante para aprovechar el recurso almacenado.
Las simulaciones también mostraron que aumentar indiscriminadamente la capacidad no garantiza beneficios proporcionales. Los depósitos muy grandes solo aportaron reducciones adicionales modestas en el consumo energético y el calor extremo.
Aplicar más agua tampoco produjo siempre un enfriamiento mayor. Cuando el líquido permanecía acumulado sobre la cubierta en vez de evaporarse, su contribución térmica disminuía. Por ello, el diseño tendría que considerar el material y la inclinación del tejado, las condiciones meteorológicas, la velocidad de evaporación y la cantidad de lluvia disponible.
Los beneficios fueron mayores durante los años más cálidos evaluados por los investigadores. Este comportamiento sugiere que el sistema podría ganar relevancia a medida que las ciudades afronten temperaturas más elevadas, aunque su rendimiento deberá analizarse en cada clima y configuración urbana.
Una medida complementaria frente al calor urbano
La captación de lluvia no sustituye otras intervenciones de adaptación. Los autores la presentan como parte de una combinación más amplia de medidas que puede incluir vegetación, sombra, materiales reflectantes, eficiencia energética y planificación de espacios abiertos.
Los árboles constituyen otro mecanismo de enfriamiento mediante sombra y transpiración. Un análisis global concluyó que la cobertura arbórea compensa parte del calentamiento generado por edificios y pavimentos, aunque sus beneficios no se distribuyen de manera uniforme entre las ciudades.
También se ha observado que los espacios verdes pequeños pueden aliviar el calor urbano. La elección entre vegetación, techos reflectantes o superficies humedecidas dependerá de la densidad constructiva, el acceso al agua, la humedad ambiental y las necesidades de cada zona.
El enfoque estudiado en Tokio presenta una ventaja particular para edificios con cubiertas adecuadas y espacio para depósitos. La misma superficie que recibe la precipitación se convierte en el punto de recolección y, posteriormente, en el área donde el agua se utiliza para enfriar.
La captación también puede reducir la escorrentía
El almacenamiento temporal de lluvia aportaría un segundo beneficio: disminuir la escorrentía urbana durante precipitaciones intensas. En superficies impermeables, el agua fluye rápidamente hacia calles y sistemas de drenaje, lo que puede sobrecargar la infraestructura cuando el volumen cae en poco tiempo.
Junjie Yu, investigador doctoral de la Universidad de Manchester y participante en el estudio, señaló que los depósitos pueden contribuir tanto a reducir el estrés térmico como a moderar los extremos hidrológicos. En lugar de descargar inmediatamente toda la precipitación, una parte quedaría retenida para utilizarse durante jornadas calurosas.
Esta función tendría que adaptarse al régimen local de lluvias. Una ciudad puede sufrir temperaturas extremas durante periodos secos prolongados, por lo que la capacidad de almacenamiento y la frecuencia de las precipitaciones condicionarían la disponibilidad del recurso cuando más se necesita.
La gestión urbana del agua ya se está incorporando a distintas estrategias climáticas. El caso de Copenhague y su adaptación frente a precipitaciones e inundaciones muestra cómo el almacenamiento, la infiltración y el diseño del espacio público pueden integrarse para reducir riesgos.
La aplicación dependerá de cada ciudad
Los investigadores consideran que el método de simulación puede utilizarse para evaluar sistemas semejantes en otras regiones. Antes de su implementación será necesario examinar los costos de depósitos, bombas, sensores y mantenimiento, además de las normas locales sobre captación y uso de agua de lluvia.
La calidad del agua almacenada y las características de los edificios también requerirán atención. Los sistemas tendrían que evitar filtraciones, cargas excesivas sobre las estructuras y condiciones que afecten la seguridad o el funcionamiento de las cubiertas.
El estudio no propone una configuración única para todas las ciudades. Su principal aporte consiste en mostrar que la captación de lluvia y el rociado estratégico pueden evaluarse conjuntamente como una medida de adaptación térmica, eficiencia energética y gestión de escorrentías.
Fuentes referenciales:
Phys.org
Earth’s Future
