Reducción de las emisiones de CO2 con tejados claros

¿Pueden los tejados y las calles de colores claros reducir realmente las emisiones de carbono y combatir el cambio climático global? La idea ha estado presente durante años, pero ahora, un nuevo estudio realizado por investigadores del Lawrence Berkeley National Laboratory, que es el primero en utilizar un modelo global para estudiar la cuestión ha encontrado que la utilización de tejados y pavimentos de colores claros en las ciudades de todo el mundo, no sólo pueden ayudar a mantener las ciudades más frescas, sino que también puede hacer bajar la temperatura de la superficie de la Tierra, evitando el efecto invernadero provocado por las emisiones mundiales de dióxido de carbono durante dos años.  

Debido a que las cubiertas blancas reflejan mucho más el calor del sol que las negras, los edificios con cubiertas de color blanco se mantendrán más frescas. Si el edificio tiene aire acondicionado, se requerirá menos aire acondicionado, con el consiguiente ahorro de energía. Incluso si no hay aire acondicionado, el calor absorbido por un techo negro calienta mucho el espacio de abajo, haciendo que los espacios sean menos cómodos, y también se calienta el aire de la ciudad, aumentando la temperatura ambiente en lo que se conoce como el calor urbano efecto isla. Además, hay un tercer efecto, menos familiar por el cual un techo negro calienta el mundo: se irradia energía directamente a la atmósfera, que luego es absorbido por las nubes más cercanas y termina atrapada por el efecto invernadero, que contribuyen al calentamiento global.

Foto con cámara infrarojos
Foto con cámara infrarojos

El secretario de Energía de Estados Unidos Steven Chu anunció una serie de iniciativas en el Departamento de Energía para aplicar más las tecnologías techumbres frescas en las instalaciones del DOE y edificios de todo el gobierno federal. Como parte del esfuerzo para hacer que la energía del gobierno federal sea más eficiente, Chu ha ordenado a todas las oficinas del Departamento de Energía que instalen cubiertas frescas, siempre que sea rentable durante la vida útil de la cubierta, en la construcción de techos nuevos o reemplazo de las antiguas. Además, el Secretario también ha remitido una carta a los jefes de otras agencias federales, animándolos a tomar medidas similares en sus instalaciones.

 

"Las cubiertas de colores claros son una de las maneras más rápidas y de más bajo costo que puede reducir las emisiones globales de carbono y comenzar el duro trabajo de frenar el cambio climático", dijo Chu. "Al demostrar los beneficios de las cubiertas frescas en nuestras instalaciones, el gobierno federal puede conducir a la nación hacia una mayor prácticas de construcción sostenible, al tiempo que reduce la cuota de dióxido de carbono y ahorra dinero a los contribuyentes."

Temperatura de los tejados
Temperatura de los tejados

En el último estudio, investigadores del Laboratorio de Berkeley y sus colaboradores utilizaron un modelo detallado de la superficie terrestre de la NASA Goddard Space Flight Center, que contiene información regional sobre las variables de superficie, tales como la topografía, la evaporación, radiación y temperatura, así como la cubierta de nubes .

 

Para el verano del hemisferio norte, encontraron que el aumento de la reflexión de los materiales de la cubierta y el pavimento en las ciudades con una población superior a 1 millón de habitantes lograr una compensación por única vez de 57 gigatoneladas (1gigatonelada es igual a 1 mil millones de toneladas métricas) de CO2 de emisiones (31 Gt de las cubiertas y 26 Gt de aceras). Eso es el doble del nivel mundial de CO2 las emisiones en 2006, de 28 gigatoneladas. Sus resultados fueron publicados en la revista Cartas de Investigación Ambiental .

 

"Estos cambios ayudarían a retrasar el calentamiento que de otra manera no se llevaría a cabo si las emisiones de CO2 no se reducen ", dice Surabi Menon, científico del laboratorio de Berkeley y autor principal del artículo.

 

El co-autor Hashem Akbari hace hincapié en que las cubiertas frescas y pavimentos son sólo una parte de la solución: "Dos años de emisiones es enorme, pero en comparación con lo que tenemos que hacer, es sólo una dentellada al problema", dice Akbari, la ex jefe del laboratorio de Berkeley y ahora profesor de Hydro-Quebec Industrial de Investigación en la Universidad Concordia en Montreal. "Hemos ido vertiendo de CO2 a la atmósfera durante los últimos 200 años, como si no hubiese futuro".

 

Este estudio es un seguimiento a un documento de 2008 publicado en la revista Cambio Climático , que calcula las emisiones de CO2 utilizando un modelo simplificado que supone una media mundial de la cubierta de las nubes. El documento anterior, co-escrito por Akbari, Menon y Art Rosenfeld, un físico de Berkeley Lab que era entonces miembro de la Comisión de Energía de California, encontró que la aplicación de techumbres reflectantes y aceras en todo el mundo podría compensar 44 gigatoneladas de CO2 (24 Gt de los techos y 20 Gt de aceras).

 

Equivalente a la reducción de 300 millones de coches de la carretera

"Si todas las azoteas y terrazas urbanas en las regiones tropicales y templadas se convirtieron poco a poco a color blanco (y los tejados inclinados de colores fríos), compensarían el efecto calentamiento de la emisión de alrededor de 24 Gt de CO2, pero sólo una vez, ", dice Rosenfeld, quien regresó a Berkeley Lab este año. "Sin embargo, si asumimos que los techos tienen una vida útil de 20 años, podemos pensar en un equivalente a una tasa de 1,2 Gt por año. Que compensaría las emisiones de aproximadamente 300 millones de coches durante 20 años! "

 

En ambos estudios, los investigadores utilizaron un supuesto conservador de aumentar el albedo promedio (reflexión solar) de todos los techos de 0,25 y un 0,15 de los pavimentos. Eso significa que un techo negro (que tiene un albedo de 0) no tendría que ser sustituido por un techo de color blanco puro (que tiene un albedo de 1), pero sí un techo de un color más frío, un escenario que es más fácil de poner en práctica.

 

Los techos y pavimentos cubren entre el 50 y el 65 por ciento de las zonas urbanas. Ya que absorben tanto calor, las cubiertas de color oscuro y las calles crean lo que se llama “efecto isla” del calor urbano, haciendo a la ciudad mucho más caliente que sus alrededores rurales.

 

Este calor adicional también eventualmente contribuye al calentamiento global. Más de la mitad de la población mundial vive en ciudades; en 2040 la proporción de residentes urbanos se espera que alcance el 70 por ciento, lo que hace más urgente resolver el problema de isla de calor urbano.

 

El Laboratorio de estudio de Berkeley encontró que la temperatura de la superficie terrestre mundial disminuyó en una cantidad modesta, un promedio de aproximadamente 0.01degrees centígrados, sobre la base de un aumento del albedo de 0.003 de media sobre toda la superficie terrestre mundial. Esta relativamente pequeña reducción es una indicación de que la aplicación de superficies frías puede ser sólo una parte de la solución al problema del cambio climático mundial, dicen los investigadores. Para poner el número en su contexto, consideramos que la temperatura global se estima que aumentará alrededor de 3 grados centígrados en los próximos 40 a 60 años si las emisiones de CO2 siguen aumentando como lo han hecho. La prevención del calentamiento necesitaría una reducción anual de 0,05 grados centígrados en la temperatura de aquí a 2070.

 

Por lo tanto, incluso los cambios modestos no deben ser desestimados. "En pocas palabras, una cubierta fresca ahorrará dinero a los propietarios y las empresas mediante la reducción de los costos de aire acondicionado. La verdadera pregunta no es si debemos movernos hacia la tecnología de las cubiertas frescas: es por qué no lo hemos hecho antes ", dice Rosenfeld.

 

Otros estudios llegan a conclusiones similares

Otro estudio reciente sobre tejados frescos, dirigido por Keith Oleson en el Centro Nacional de Investigación Atmosférica (NCAR) y publicado en Geophysical Research Letters , descubrió que si todos los tejados estuvieran pintados enteramente de blanco, las emisiones de CO2 disminuirían aproximadamente 32 Gt para el verano y cerca de 30 Gt anuales. Si bien el estudio de NCAR usa un modelo diferente, los cálculos de la reducción de las emisiones de CO2 son similares a los resultados del Laboratorio de estudio de Berkeley y proporcionan una verificación independiente y útil a la espera de la reducción de las emisiones de CO2 al aumentar la reflexión de las cubiertas.

 

Algunos observadores han señalado que los tejados fríos no tienen sentido en climas más frescos debido a los "castigos de invierno", ya que los edificios más fríos requieren más energía para calentarlos. Sin embargo, el ahorro energético de los edificios más fríos por lo general es mayor que cualquier aumento en los costos de calefacción. Además, en invierno, tiende a ser mayor la cubierta de nubes; también, el sol está más bajo y los días son más cortos, por lo que la exposición de una azotea al sol se reduce significativamente.

 

"Las techumbres blancas han sido utilizadas durante miles de años en el Mediterráneo y las ciudades de Oriente Medio, donde la demanda de aire acondicionado es bajo", dijo Akbari. "Si usted tiene un techo claro en su casa, reducirá su consumo de energía para el aire acondicionado y es un regalo que sigue dando para muchos, muchos años, para la vida de la cubierta."

 

Berkeley Lab es un laboratorio nacional del Departamento de Energía de EE.UU. ubicado en Berkeley, California. Lleva a cabo investigación científica sin clasificar para DOE el departamento de Ciencia de DOE y es administrado por la Universidad de California.