Atenuando o efeito “ilha de calor” urbana em cidades mais frias

O nosso planeta está a aquecer mais a cada, em resultado do aquecimento global e das alterações climáticas. De facto, as Nações Unidas disseram que a mudança climática induzida pelo homem é a ameaça mais generalizada para os seres humanos e para o ambiente em geral. Um dos fatores que contribui para as alterações climáticas é o efeito “ilha de calor” urbana, que tem impacto nas condições térmicas das cidades. O “Inhabitat” explica como poderemos mitigar esse efeito.

O que é o efeito “ilha de calor”?

O efeito “ilha de calor” ocorre em todos os ambientes urbanos. Através do desenvolvimento urbano, as infraestruturas, tais como edifícios, estradas e sistemas, substituem a cobertura natural do solo e a vegetação. Estas superfícies duras e secas tendem a absorver e reemitir o calor mais do que as características naturais como corpos de água e vegetação. Isto faz com que as cidades se tornem bolsas de calor chamadas “ilhas de calor”.

As ilhas de calor apresentam uma média de 1-7 graus (Fahrenheit) mais quente do que as zonas rurais ou semirrurais circundantes durante o dia e 2-5 graus mais elevada durante a noite. As regiões urbanas que são mais húmidas e/ou mais densamente povoadas experimentam tipicamente diferenças de temperatura mais elevadas do que as áreas periféricas.

Embora as “ilhas de calor” comparem tipicamente as temperaturas das cidades em relação aos seus arredores, as temperaturas podem também variar dentro das cidades. Alguns locais da cidade podem ser mais quentes do que outros. Estes são conhecidos como “ilhas de calor intraurbanas”. São causadas pela distribuição desigual das infraestruturas às características naturais. Por exemplo, as áreas residenciais incorporam instalações como parques, jardins e lagos, o que faz com que sejam mais frescas do que áreas comerciais como o centro da cidade.

Que fatores causam “ilhas de calor” urbanas?

Há cinco fatores que provocam o efeito de “ilhas de calor”. Cada um deles tem um impacto diferente nas áreas urbanas com base nos fatores geográficos, infraestruturais e sociais específicos de um lugar.

O primeiro fator que causa as “ilhas de calor” é a quantidade limitada de características naturais nos espaços urbanos. A vegetação e os corpos de água arrefecem os ambientes, fornecendo sombra, evaporando a água superficial e transpirando água das folhas das plantas para aumentar a humidade. Nas cidades, as condições e superfícies como calçadas, estradas e edifícios são secas e proporcionam menos sombra do que as paisagens naturais. Isto resulta num aumento das temperaturas, porque a falta de vegetação e de água impede o arrefecimento natural.

Outro fator que causa o efeito de ilha de calor é o dos materiais fabricados pelo homem utilizados em ambientes urbanos. As infraestruturas feitas de metais, asfalto ou betão tendem a refletir a radiação solar muito menos do que outros materiais de base biológica ou naturais. Também tendem a absorver e emitir mais calor em comparação com a vegetação, a água e os materiais naturais. Isto pode levar a uma forte absorção de energia solar durante o dia, que é lentamente emitida durante a noite e à noite, provocando temperaturas mais quentes.

A geometria urbana pertence à forma física de um edifício e ao tecido urbano. Edifícios altos e circulação estreita como ruas finas e becos encontrados em áreas muito desenvolvidas ou povoadas resultam num menor fluxo de ar e aumentam a absorção e reemissão de calor.

O calor também pode ser gerado a partir de atividades relacionadas com o ser humano. Isto inclui emissões de calor dos transportes, sistemas de construção (como os de aquecimento e arrefecimento) e instalações industriais, conhecidas como “calor desperdiçado”. A par do calor residual produzido por estas atividades, há também níveis elevados de emissão de gases com efeito de estufa. Isto resulta em mais danos para o ambiente e aquece ainda mais a atmosfera, resultando no aquecimento global e nas alterações climáticas.

Finalmente, os padrões climáticos locais e a localização geográfica podem ter impacto nas ilhas de calor urbanas. O tempo limpo pode maximizar a quantidade de energia solar que atinge os ambientes urbanos e minimizar o calor que pode ser extraído para a atmosfera. Inversamente, o tempo nublado e os ventos fortes minimizam o efeito de ilhas de calor. Relativamente à geografia, características naturais como montanhas ou o oceano podem impactar o fluxo de ar numa região, o que consequentemente impacta o calor.

Como é que as “ilhas de calor” têm impacto nas sociedades e nos ecossistemas?

As ilhas de calor têm vários impactos negativos sobre as pessoas e os seus arredores. As temperaturas mais elevadas ao longo do dia contribuem para o aumento do número de doenças induzidas e de mortes relacionadas com o calor. As “ilhas de calor” urbanas podem também ter impacto na qualidade da água e prejudicar os organismos nos ecossistemas aquáticos da área. Isto porque as temperaturas da água têm impacto na saúde da vida aquática e temperaturas demasiado elevadas podem mesmo ser fatais.

Para manter o conforto térmico como resultado do efeito ilha de calor, as pessoas recorrem normalmente a sistemas HVAC para se manterem frescas. Infelizmente, isto pode exacerbar ainda mais o efeito de ilha de calor, aumentando a procura de energia, calor desperdiçado, poluentes atmosféricos e gases com efeito de estufa que tornam as cidades mais quentes.

Como podemos mitigar o efeito “ilha de calor”?

Cidades bem planeadas

Uma vez que cada cidade terá sempre a sua própria “ilha de calor”, podem ser feitos esforços para planear as cidades de forma apropriada para limitar os seus efeitos. As áreas urbanas podem otimizar características naturais como a cobertura do solo e a vegetação. Além disso, os urbanistas podem contabilizar a circulação e o transporte adequados para permitir um fluxo de ar apropriado e uma diminuição das emissões. Desta forma, os espaços urbanos podem maximizar os efeitos do arrefecimento natural, passivo, para diminuir o efeito de “ilha de calor”.

Características naturais

O verde e os corpos de água são a chave para manter o conforto térmico e os níveis de humidade nos ambientes. Estes incluem elementos naturais como árvores de rua, parques, jardins e lagos. Ao incluir estes elementos nas cidades e mesmo nos edifícios (através de infraestruturas verdes como muros e telhados verdes), os espaços podem tornar-se mais confortáveis para se viver. Isto também diminui a dependência de sistemas mecânicos de arrefecimento, que inevitavelmente contribuem para o calor e as emissões de gases com efeito de estufa que aquecem os espaços urbanos e a atmosfera.

Refrigeração amiga do ambiente

A par dos elementos naturais para arrefecimento do exterior, também é necessária a utilização de sistemas de arrefecimento para regular o conforto térmico interior. Máquinas HVAC energeticamente eficientes ajudam a reduzir as cargas e emissões elétricas, o que pode exacerbar o efeito de “ilha de calor”. Além disso, os sistemas de arrefecimento industrial a nível distrital estão a ser cada vez mais experimentados em locais como Singapura, para limitar a utilização de condensadores AC individuais que são pesados e ineficientes em termos de emissões. Também os arquitetos podem incorporar estratégias de design passivo para maximizar as brisas frescas e limitar o ganho solar. Desta forma, os interiores podem ser arrefecidos naturalmente e a dependência de sistemas mecânicos pode também diminuir.

Superfícies frias

Os materiais de superfície são um dos principais contribuidores para o efeito de ilha de calor. A limitação do uso de asfalto, betão e certos metais pode ajudar a prevenir o calor excessivo. No entanto, a utilização de outros materiais naturais para os substituir pode não ser apropriada ou aplicável em certas regiões. Pintar superfícies exteriores de branco (tais como telhados, paredes e estradas) pode reduzir a temperatura ambiente diurna em quase 40 graus. Em vez de absorver e reemitir quantidades excessivas de calor, as superfícies de cor mais clara podem impedir que o calor excessivo seja expelido para os ambientes circundantes. Isto impede que se produza um efeito de “ilha de calor” excessivo.

Resiliência ao calor do edifício

À medida que as cidades e as suas populações continuam a crescer, espera-se que o efeito de “ilha de calor” urbana aumente concomitantemente. Ao construir resiliência ao calor através da conceção urbana e arquitetónica específica do contexto, as ilhas de calor nas cidades podem ser mantidas em níveis apropriados. Esta manutenção é importante, pois, caso contrário, o calor excessivo pode contribuir para o aumento da temperatura global e das alterações climáticas.