El 'cambio climático subterráneo' está deformando el suelo debajo de los edificios, según un estudio

Jul 23, 2023

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Un estudio realizado en Chicago descubrió que un fenómeno que los científicos han llamado "cambio climático subterráneo" está deformando el suelo debajo de las ciudades.

Según la investigación, este traslado de terreno bajo áreas urbanas podría plantear un problema para los edificios y la infraestructura, amenazando el rendimiento y la durabilidad a largo plazo.

Técnicamente conocido como “islas de calor subterráneas”, el cambio climático subterráneo es el calentamiento del suelo bajo nuestros pies, causado por el calor liberado por los edificios y el transporte subterráneo, como los sistemas de metro.

"Cuanto más densa es la ciudad, más intenso es el cambio climático subterráneo", dijo el autor principal del estudio, Alessandro Rotta Loria, profesor asistente de ingeniería civil y ambiental en la Universidad Northwestern en Evanston, Illinois.

El suelo, las rocas y los materiales de construcción se deforman al ser sometidos a variaciones de temperatura. Por ejemplo, el suelo debajo de los edificios puede contraerse cuando se calienta, provocando asentamientos no deseados, dijo Rotta Loria.

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"Las deformaciones causadas por el cambio climático subterráneo son de magnitud relativamente pequeña, pero se desarrollan continuamente", dijo. "Con el tiempo, pueden llegar a ser muy importantes para el desempeño operativo de la infraestructura civil, como cimientos de edificios, muros de contención de agua, túneles, etc.".

Pero el cambio climático subterráneo no es lo mismo que lo que consideramos cambio climático en la atmósfera, que es impulsado en gran medida por los gases de efecto invernadero y tiene efectos de largo alcance, dijo David Archer, profesor de ciencias geofísicas de la Universidad de Chicago.

“Llamarlo cambio climático parece una especie de falsificación”, dijo Archer, que no participó en el estudio.

Sin embargo, el término “cambio climático subterráneo” no fue acuñado para este estudio; ha estado en uso y el fenómeno ha sido objeto de investigación durante algún tiempo.

Estudiado durante los últimos 25 años, el cambio climático subterráneo puede causar problemas como la contaminación del agua subterránea o problemas con los ferrocarriles subterráneos al hacer que las vías sean propensas a pandearse o causar que los pasajeros se enfermen debido al calor excesivo. Sin embargo, sus efectos sobre la infraestructura civil no se habían explorado hasta este estudio, según Rotta Loria.

La investigación, publicada este mes en la revista Communications Engineering, se llevó a cabo mediante la instalación de 150 sensores de temperatura en todo el distrito Chicago Loop, tanto sobre como bajo tierra, y en una variedad de lugares como sótanos, túneles y estacionamientos. También se colocaron sensores en Grant Park a lo largo del lago Michigan para comparar las temperaturas de un área no construida sin exceso de calor proveniente de la construcción o el transporte.

Se recopilaron datos durante tres años y los resultados mostraron que el suelo debajo del Loop era hasta 18 grados Fahrenheit (10 grados Celsius) más cálido que el suelo debajo del parque.

"Encontramos estructuras subterráneas, como sótanos, donde la temperatura del aire era muy alta", dijo Rotta Loria. "Y la consecuencia de esto es que al menos una parte del calor se difundirá hacia el suelo con el tiempo, y ese es el origen del fenómeno".

Luego, los investigadores utilizaron los datos para construir un modelo informático del Chicago Loop y simular el efecto del aumento de las temperaturas en el suelo, desde la década de 1950 hasta el 2050. Descubrieron que, dependiendo de la composición del suelo, el suelo reacciona de manera desigual al calentamiento. y puede expandirse y contraerse en cantidades que, aunque imperceptibles para los humanos, podrían causar problemas a los edificios.

"Es importante subrayar que el cambio climático subterráneo no amenaza la seguridad de las personas ni el colapso de estructuras y edificios", dijo Rotta Loria. "Representa un desafío potencial para la funcionalidad y durabilidad de las estructuras, porque las deformaciones excesivas del terreno pueden provocar distorsiones, inclinaciones y potencialmente grietas".

Como resultado, el agua podría fluir más fácilmente hacia las estructuras agrietadas, causando potencialmente corrosión en materiales como el hormigón armado.

"Existe lo que yo llamo un peligro silencioso", dijo Rotta Loria. "Los edificios que son más propensos a sufrir problemas, porque fueron diseñados y construidos con enfoques obsoletos, son también los que más contribuyen al cambio climático subterráneo, porque carecen de un aislamiento térmico adecuado y, por lo tanto, inyectan la mayor cantidad de calor al suelo".

Pero no todo es pesimismo, según Rotta Loria. "Este estudio puede hacernos darnos cuenta de que estamos ante una oportunidad: podemos actuar y de diferentes maneras", afirmó.

Los edificios futuros no aumentarán significativamente el fenómeno, porque las modernas tecnologías y regulaciones de construcción exigen un mejor aislamiento y eficiencia energética. Y para aquellas estructuras que ya existen, comprender el calor subterráneo presenta oportunidades, según Rotta Loria.

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"Podemos tomar medidas aplicando aislamiento térmico a los cerramientos subterráneos de los edificios, para minimizar la cantidad de calor residual que va al suelo", afirmó. “Pero si por alguna razón no podemos aislar térmicamente los edificios para mejorar su eficiencia energética, al menos podríamos implementar tecnologías geotérmicas debajo o junto a ellos para absorber el calor residual que se genera y utilizarlo para calefacción y refrigeración. "

David Toll, profesor de ingeniería y codirector del Instituto de Peligros, Riesgos y Resiliencia de la Universidad de Durham en el Reino Unido, dijo que el estudio es importante ya que los efectos de los movimientos térmicos del suelo debajo de las ciudades no han sido un foco de mucha investigación. .

“Mi conclusión del estudio sería que, para el Chicago Loop, ahora sabemos que estos movimientos térmicos que han tenido lugar, y los previstos para el futuro inmediato, no son lo suficientemente grandes como para ser motivo de preocupación. Es un hallazgo muy útil”, afirmó Toll, que no participó en la investigación.

"Sin embargo, eso no quiere decir que tales cambios de temperatura debajo de otras ciudades, con diferentes condiciones del terreno, no puedan ser potencialmente problemáticos".