Islas de calor urbanas Las Causas e Implicaciónes Para México MC. Nicole Rayalle Salgado Consultora Independiente, San José el Alto, Querétaro Con una colaboración de Jennifer Cox, PhD(c) City University of New York, Graduate Center, New York, NY, USA 5to Congreso Estatal de Educación Ambiental Para la Sustentabilidad “Cambio Climático” Centro Educativo Manuel Gómez Morín, Querétaro, Qro. 24 de septiembre, 2008

Islas de calor urbanas, M.C. Nicole Salgado Definicion: www.intelligrad.com/Title/Images/12_sweat.gif

Islas de calor urbanas, M.C. Nicole Salgado Introducción a Islas de Calor Urbanas (ICUs) Definición Causas Efectos Estudiando Técnicas para la prevención Preguntas Definicion: http://science.nasa.gov/newhome/headlines/images/atlas_atlanta.jpg

Islas de calor urbanas, M.C. Nicole Salgado Definición de “Islas de calor urbanas (ICUs)” Se define como una temperatura elevada en una zona urbana, en comparación a las zonas adyacentes El efecto se puede encontrar en cualquier lugar con actividad humana Dependiendo en las caracteristicas de las zonas adyacentes, incluso pueden existir islas urbanas frías (oasis) http://asusmart.com/images/UC_figure1.jpgUrban Heat Island in Desert Cities

Islas de calor urbanas, M.C. Nicole Salgado Causas de ICUs- Directas Las causas de ICUs dependen en las características geográficas de la zona y son directas e indirectas La quema de combustibles fósiles es la causa antropogénica más directa de las ICUs En zonas de altas latitudes (45N o S), calefacción es el mayor factor causando las ICUs En zonas de latitudes medios a bajos, (0-45 N o S) causas indirectas combinan con las causas directas para formar ICUs

Islas de calor urbanas, M.C. Nicole Salgado Causas de ICUs: Indirectas Para predecir los efectos de las causas indirectas, hay que comprender la dinámica entre las fuentes de calor (energía) y las superficies del planeta: Energía, sea en forma de radiación solar o calor generado de actividad humana, viene en contacto con las materiales de la superficie Dependiendo de las características de la superficie (in/orgánico, húmedo/seco, rugosa/lisa, entre otros) este calor puede ser absorbido (mantenido) transformado reflejado http://www.ruf.rice.edu/~sass/UHI.html

Islas de calor urbanas, M.C. Nicole Salgado Causas de ICUs: Indirectas Asi, superficies están en dos categorías dependiendo de la manera que influyen las ICUs: 1. Las que guardan, mantienen, o transmiten calor, calentando el ambiente alrededor (Superficies tipos urbanos) 2. Las que transforman, reflejan, o dispersan calor, enfriando el ambiente alrededor. (Superficies tipos naturales) http://blog.tmcnet.com/blog/tom-keating/images/Central_Park_aerial_v-1297.jpg

Islas de calor urbanas, M.C. Nicole Salgado Causas de ICUs: Indirectas Superficies que guardan, mantienen, o transmiten calor. (Tipo Urbano) Ejemplos: Calles y Asfalto Edificios Espacios abiertos sin vegetación ej. lotes, minas, estacionamientos, entre otros

Islas de calor urbanas, M.C. Nicole Salgado Causas de ICUs: Indirectas Superficies que transforman o dispersan calor (tipo natural). Ejemplos: Vegetación (por medio de fotosíntesis y evapotranspiración, plantas captan y convierten energía solar en sus tejidos) Cuerpos de Agua (refleja radiación solar, o, debido a sus propiedades térmicas, absorben grandes cantidades de energía) Zonas ventosas (el movimiento de aire dispersa el calor) http://images.google.com/

Islas de calor urbanas, M.C. Nicole Salgado Formación de ICUs En general, en ciudades, la alta concentración de superficies tipo urbano resulta en un mantenimiento de calor mas notable que lo de zonas rurales adyacentes. Las ICUs se forman cuando se combina el calor generado por actividades humanos con el calor mantenido de las superficies tipos urbanos El efecto de ICUs puede generar diferencias en temperatura entre sitios urbanos y rurales y/o naturales hasta docenas de grados Celsius o Fahrenheit http://telstar.ote.cmu.edu/environ/m3/s2/graphics/embedded/heatisland.gif

Islas de calor urbanas, M.C. Nicole Salgado Efectos de ICUs http://www.co.el-dorado.ca.us/publichealth/images/heatstroke.gif Aunque los efectos de las ICUs se registren en cualquier mes del año, sus efectos mas perjudiciales con respeto a la salud humana se notan en el verano. La duración y nivel de calor se siente más notable que normal Las enfermedades respiratorias y las relacionadas con altos niveles de calor, especialmente para mayores de edad y niños, incrementan El nivel de ozono dañino aumenta La necesidad de riego aumenta El riesgo de incendios puede aumentar

Islas de calor urbanas, M.C. Nicole Salgado Efectos de ICUs Por si fuera poco, los mismo efectos de ICUs van creando mas causas directas del problema. Por ejemplo: En zonas desarrolladas, altas temperaturas provocan más uso de acondicionamiento y/o ventilación http://allgreen.com/site/images/stories/electricity%20meter.jpg Este hecho requiere el uso de electricidad, la cual, generada por la quema de combustible, es causa directa de ICUs .http://images.teamsugar.com/files/users/1/12981/24_2007/dog.jpg www.ferret.com.au/odin/images/163457/Active-Air-Rentals-provides-Event-air-conditioning-163457.jpg

Islas de calor urbanas, M.C. Nicole Salgado Estudiando ICUs Para enfrentar este problema ambiental, hay que entenderlo mejor Hay dos maneras de estudiar ICUs, dependiendo de la metodología para tomar datos de temperatura: 1. Datos colectados con instrumentos (termometros, etc.), en la capa del dosel, miden las condiciones meteorológicos entre techos, arboles, y la tierra www.wmo.ch/pages/mediacentre/news/archive/images/HEAT_WAVE_072605.jpg 2. Datos generados por medio de imagenes térmicas de la superficie, capturados por satélites http://www.holon.se/folke/images/Globrad1.jpg

Islas de calor urbanas, M.C. Nicole Salgado Estudiando ICUs Mapa de la ICU en Ciudad Nueva York, por Jennifer Cox, PhD(c), CUNY, 2006 Fuente: Landsat Thermal Band, 10:30 am, August 14, 2002 Fuente: Near-infrared radiation (Normalized Differential Vegetation Index) 10:30 am, August 14, 2002 ://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/4/43/Newyork_heat_island.jpg Datos colectados con instrumentos en la capa del dosel tienen la ventaja de ser muy precisos La desventaja de esta metodología es la inabilidad de generar datos completos para la zona entera Datos generado por imagenes térmicas de satélite son contínuos y permiten visualizar el extento espacial de las ICUs La precisión de estos datos varia dependiendo en la resolución de las imagenes. Ej. NOAA AVHRR (1.1 Km), Landsat (60-120 m), ATLAS (5-10 m)

Islas de calor urbanas, M.C. Nicole Salgado Estudiando ICUs La mayoría de los estudios realizados en México se basaron en mediciones en la capa del dosel urbano, aunque un numero creciente de estudios se llevan a cabo con imagenes térmicas de satelite Estos estudios han demonstrado: En Ciudad Mexico, las ICUs se forman mas frecuente en la noche, con una intensidad maxima de 7.8˚C. Durante todo el año, hay una diferencia promedia positiva en temperatura entre la zona urbana y afuera Hay evidencias de un aumento de lluvias debidas a la ICU En Mexicali, la ICU se presenta durante la noche y madrugada, pero forma una isla urbana fría forma durante el día http://sedac.ciesin.columbia.edu/ulandsat/

Islas de calor urbanas, M.C. Nicole Salgado Preveniendo ICUs Como podemos prevenir o disminuir los efectos de las ICUs? Algunas técnicas para la disminución de las ICUs, realizadas en zonas norteñas, son apropriadas para uso en zonas de latitudes bajos Estas técnicas tambien pueden combatir el efecto invernadero Se encuentran en tres categorías: Uso de energía Planeación Urbana Diseño arquitectónico

Islas de calor urbanas, M.C. Nicole Salgado Preveniendo ICUs 1. Uso de energía- Reducir la descarga de calor de fuentes antropogénico www.germes-online.com/direct/dbimage/50242616/Solar_Water_Heater.jpg Desplazar fuentes de electricidad generado por la quema de combustible con fuentes limpios como solar, eólico, hidro Aumentar la eficiencia del uso de energía en todos sectores Industrial Comercial Doméstico Transportación, entre otros http://blogs.move.com/move-austin/wp-content/blogs.dir/3/files/2006/11/windpower.jpg

Islas de calor urbanas, M.C. Nicole Salgado Preveniendo ICUs 2. Planeación Urbana- Incrementar la taza de superficies tipo natural en las zona urbanas Incluir: Tazas mínimas de espacios verdes Camellones forestados Superficies permeables a la penetración de agua Asfaltos colores alternativos Restauración de espacios naturales www.milliontreesnyc.org/images/photos/press_img_street_trees.jpg Evitar: La destrucción indiscriminada de vegetación Drenar, canalizar, o tapar cuerpos naturales de agua http://lh5.ggpht.com/_fN2FIsYCAnM/R73jA2iUMyI/AAAAAAAAAjg/q_-5Nkfqaq4/DCP03133.JPG

Islas de calor urbanas, M.C. Nicole Salgado Preveniendo ICUs 3. Diseño arquitectónico- Reducir el uso de energía, la absorpción de calor, y aprovechar la radiación solar Calefacción y enfriamiento natural Techos verdes Paneles y/o calentadores solares www.phillysolarhomes.com/wp-content/uploads/2008/01/passive-solar-design-image.gif www.greenroofs.com/projects/chichall/chichall1.jpg

Agradecimientos y Literatura Conclusión Nos toca a todos- los estudiantes, maestros, academicos, gobierno, ciudadanos- la tarea de entender, investigar, y prevenir las ICUs- por el bien de nuestras familias, la naturaleza, y las siguientes generaciones. Correspondencias a: aquariansalgado@yahoo.com Agradecimientos y Literatura Agradezco el apoyo de las siguientes personas: Jennifer Cox, PhD(c), City University of New York Lic. Ana Maria Rivera Briseño, SEDESU MC. Alejandro Arrellano, SEDESU MC. Isidro Reséndiz López, UAQ Margarito Reséndiz López Basara, Jeffrey et.al (2004) “An Analysis of the Oklahoma City Urban Heat Island.” Oklahoma Climatological Survey, University of Oklahoma. Cox, Jennifer (2006) “Cooling the Baked Apple” Regional Plan Association Cox, Jennifer (2004) “Fahrenheit New Jersey” Regional Plan Association Garcia-Cueto, O.R. et.al (2007) “Detection of the urban heat island in Mexicali, B.C., Mexico and its relationship with land use.” Atmosfera 20(2), 111-131 Gonzalez, Jorge E. et.al (2005) “Urban Heat Islands Developing in Coastal Tropical Cities.” EOS Transactions, American Geophysical Union. 86(42) 397-412 Hinkel, K.M. et.al (2003) “The Urban Heat Island in Winter at Barrow, Alaska.” International Journal of Climatology. 23, 1889-1905 Jauregui, Ernesto (1997) “Heat Island Development in Mexico City.” Elsevier Science Ltd. Jauregui, E. & Tejeda-Martinez, A. (2004) “Urban Climate Research in Mexico.” International Association for Urban Climate Newsletter, Issue No. 4, (April). www.urban-climate.org National Center of Excellence (2008) “Smart Innovations for Urban Climate & Energy.” Arizona State University http://asusmart.com/ National Space and Aeronautics Association (1999) “Atlanta's Urban Heat Alters Weather Patterns” http://science.nasa.gov/newhome/headlines/images/atlas_atlanta.jpg Tejeda-Martinez, A. & Jauregui, E. (2004) “Surface Energy Balance Measurements in the Mexico City region: a review.” Atmósfera, 1-23.