¿Qué hace que las ciudades y los edificios sean vulnerables al frío y al calor?

¿Se ha preguntado alguna vez por qué su vivienda se enfría mucho en invierno, pero luego en verano parece absorber todo el calor?

Debido al cambio climático, cada vez son más frecuentes las condiciones climáticas extremas en verano y en invierno. En estas circunstancias, necesitamos sentirnos lo más confortables posible en nuestras ciudades, en nuestras casas y en los lugares de trabajo. Pero ¿están los edificios adaptados a los cambios de temperatura?

Características de las construcciones

Desde antiguo, el ser humano ha buscado resguardo cobijándose en cuevas o construyendo refugios para protegerse. Este tipo de soluciones son el resultado de adaptarse al entorno y al clima.

El comportamiento de los edificios depende principalmente de su forma y de los materiales de construcción. La relación entre la superficie y el volumen del edificio determina cómo de expuesto está al exterior. En muchos casos, la forma viene dada por normativas urbanísticas como la altura máxima o los límites de parcela.

Cómo fluye el calor a través de los materiales es clave. Esta propiedad se conoce como conducción térmica. La elección de los materiales de fachadas y cubiertas determinará cuánto calor entrará del exterior al interior.

Parte de los materiales de construcción son muy absorbentes y tienen una alta capacidad térmica, es decir, conducen muy bien el calor y lo acumulan. Dentro de este tipo encontramos las piedras, cerámicas y hormigones, muy comunes en los revestimientos de fachada.

Por el contrario, los materiales aislantes como la madera o las lanas minerales no dejan pasar el calor. Este tipo de materiales evitan que los edificios ganen o pierdan calor; actúan como barrera frente al exterior.

Edificios poco eficientes

Los edificios situados en climas con invierno y verano tienen necesidades opuestas a lo largo del año. Sin embargo, la fachada es la misma. ¡Imaginemos vestir todo el año con ropa de invierno! Cuando pensamos a escala de ciudad ocurre algo parecido. Hay plazas que son muy agradables en invierno y que en verano son un auténtico horno.

Según datos de la Unión Europea, el 75 % de los edificios no son energéticamente eficientes. Esto significa que necesitan más energía para alcanzar niveles térmicos adecuados. Es decir, sus habitantes gastarán más dinero en calentarlos o enfriarlos.

Además, en verano el 20 % de los edificios no consiguen niveles adecuados de confort, es decir, están por encima de 25 ℃. Esto se debe a que reciben grandes cantidades de radiación solar, no pueden ventilarse o no cuentan con sistemas de aire acondicionado adecuados.

En inverno, un 8 % de la población está en ambientes interiores con temperaturas por debajo de los 20 ℃, según datos del 2021. En España el número era de 10,9 %, aunque la crisis energética puede haber cambiado estos datos.

En España, la primera normativa que incluía un apartado de mejora de eficiencia energética es de 1979. Pero más de la mitad de los edificios de vivienda se construyó antes de esa fecha.

Desde 2006, el Código Técnico de la Edificación (CTE) ha buscado mejorar la calidad de la construcción. Además, incluye puntos relacionados con el consumo energético y la demanda energética. Su aplicación ha mejorado el sector de la edificación en España.

Actualmente se busca que los edificios no consuman casi energía o incluso la generen. Parte de la solución consiste en aumentar el aislamiento. Sin embargo, hay estudios que alertan de que puede llevar a una falta de confort térmico en verano.

Un caso muy sonado en España fue el de unas viviendas en Bilbao que alcanzaron 30 ℃ en el interior durante el verano. Por lo tanto, es crítico estudiar el diseño de fachadas y el aislamientos, así como las instalaciones del edificio.

Ciudades y nuevos materiales

Del mismo modo que ocurría con los edificios, el clima urbano depende de la forma y de las propiedades de los materiales. Los materiales de los edificios, las aceras, parques, árboles y las carreteras determinan cuánta radiación solar se absorberá. Además, la forma generará o no zonas de sombra y cambiará los flujos de aire.

El asfalto, el hormigón y los pavimentos absorben el calor, calentando nuestras calles. A este fenómeno se le conoce como isla de calor urbana. En zonas rurales las temperaturas suelen ser inferiores. El calor acumulado en las ciudades hace que en invierno se reduzcan los consumos de calefacción. Sin embargo, en verano puede que necesitemos encender el aire acondicionado.

Para reducir la isla de calor se han propuesto materiales reflectantes, cubiertas verdes y zonas de vegetación.

Los materiales reflectantes reflejan la luz solar y pueden reducir la temperatura ambiente hasta 3 ℃. Además, aplicados en cubiertas reducen hasta un 20 % la demanda de refrigeración.

No obstante, los materiales reflectantes pueden aumentar la demanda de calefacción en invierno. Por ello, actualmente se están investigando materiales que adapten sus propiedades: que reflejen el calor en verano y lo absorban en invierno.

Un estudio simuló a escala de ciudad durante los meses de invierno el impacto de los materiales reflectantes y de los que cambian sus propiedades. Los primeros bajaban 1,1 ℃ la temperatura. Sin embargo, si se empleaban materiales adaptativos la temperatura aumentaba 0,4 ℃.

¿Hacia dónde nos dirigimos?

Que nuestras ciudades y edificios se adapten al clima es esencial sobre todo si las temperaturas siguen en aumento. Escoger los materiales adecuados es crucial. Tienen un impacto sobre los consumos energéticos de los edificios y en el confort de la ciudad.

La solución para edificios antiguos es mucho más compleja. En algunos casos, bastará con mejorar los sistemas de refrigeración y calefacción, en otros será necesario renovar la fachada o la cubierta.

Hoy en día es más fácil tomar estas decisiones ya que disponemos de herramientas de simulación para edificios y ciudades. Podemos probar el impacto de casi cualquier estrategia antes de aplicarla. Todavía queda mucho camino por recorrer en este campo, en concreto, midiendo y evaluando las medidas ya implementadas para encontrar nuevas vías de mejora que nos permitan diseñar espacios más confortables.

Laura Carlosena, Profesora Ayudante Doctor Departamento de Ingeniería, Universidad Pública de Navarra y Mat santamouris, Anita Lawrence Chair of High Performance Architecture, Professor, UNSW Sydney

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.