La tierra debajo de nuestras principales ciudades se está calentando, transformándose de formas que podrían dañar edificios, puentes y sistemas de transporte.
Pregúntale a cualquier pasajero que se sofoque en el metro de Londres o metro de la ciudad de nueva yorky te sudarán contándote cómo los sistemas de transporte subterráneo están arrojando calor.
A medida que ese calor se difunde en el suelo, aumenta la temperatura del suelo, lo que, según muestra una nueva investigación, ha cambiado ligeram ente los suelos debajo de una ciudad de EE. UU., pero más de lo que la mayoría de los edificios están construidos para soportar.
Usando el distrito de Chicago Loop como estudio de caso y tres años de datos de una red de sensores de temperatura inalámbricos, el ingeniero civil Alessandro Rotta Loria de la Universidad Northwestern en Illinois construyó un modelo de computadora en 3D para simular cómo el aumento de las temperaturas ha impactado el ambiente del subsuelo.
Sus simulaciones abarcan un siglo, desde 1951 (el año en que Chicago completó sus túneles subterráneos) hasta 2051, y revelan “un impacto silencioso pero potencialmente problemático de las islas de calor urbanas subterráneas en el desempeño de las estructuras e infraestructuras civiles”, Rotta Loria. escribe en su artículo revisado por pares.
Recientemente supimos cómo la ciudad de Nueva York podría estar hundiéndose bajo el peso de sus rascacielos. Agregue calor a la mezcla, y el suelo debajo de las ciudades puede moverse, asentarse y hundirse lentamente a medida que los suelos se secan y compactan.
Aparte de los bulliciosos túneles del metro, ese calor proviene de tuberías subterráneas y cables eléctricos que atraviesan nuestras ciudades; el suelo está salpicado de cimientos de edificios y estacionamientos que también pierden calor.
Si bien todos los entornos construidos absorben el calor del Sol, los sedimentos de arcilla de grano fino como los que se encuentran debajo de Chicago son particularmente propensos a encogerse o hincharse con el calor y el agua.
Es poco probable que los edificios se derrumben debido a las deformaciones relacionadas con el calor que se mueven lentamente, Rotta Loria dice. Pero los cambios sutiles del subsuelo de solo unos pocos milímetros pueden tensar o movilizar los cimientos y afectar la durabilidad o el rendimiento de los materiales de construcción con el tiempo.
“El terreno [in Chicago] se está deformando como resultado de las variaciones de temperatura, y ninguna estructura o infraestructura civil existente está diseñada para soportar estas variaciones”, explica
“Aunque este fenómeno no es necesariamente peligroso para la seguridad de las personas, afectará las operaciones normales del día a día de los sistemas de cimentación y la infraestructura civil en general”.
Los científicos conocen el cambio climático subterráneo (o las islas de calor del subsuelo) desde hace algunas décadas, registrando puntos críticos en los suelos y las aguas subterráneas debajo de ciudades como Ámsterdam, Estanbul, Nankíny Berlina.
En el estudio de Rotta Loria, encontró mayores variaciones de temperatura del suelo en la parte norte, más densamente construida del distrito Loop de Chicago en comparación con su extremo sur más escaso.
Promediadas en todo el distrito, las temperaturas dentro de las distintas capas del suelo variaron entre 1 y 5 °C (1,8 y 9 °F). Dependiendo del tipo de suelo, las temperaturas más cálidas causaron desplazamientos de 8 a 12 milímetros debajo de varios edificios, encontró el modelo.
Si bien unos pocos milímetros pueden sonar pequeños y los edificios están diseñados para tolerar cierta flexibilidad, los edificios más antiguos y otras infraestructuras no se construyeron para soportar las variaciones de temperatura que se ven hoy en día, dice Rotta Loria.
“Es muy probable que el cambio climático subterráneo ya haya causado grietas y asentamientos excesivos en los cimientos que no asociamos con este fenómeno porque no éramos conscientes de él”, dijo. dice.
Si bien reducir las emisiones para reducir las temperaturas globales seguramente aliviaría la tensión, algunas ciudades están experimentando con usando calor residual desde sistemas de transporte como el metro de París hasta edificios de apartamentos y sistemas de agua caliente.
Llamado reciclaje de calor, los científicos dicen que es un idea factible eso podría volverse cada vez más necesario a medida que el mundo se calienta y nuestras ciudades se expanden.
“El cambio climático subterráneo en curso debe mitigarse para evitar impactos no deseados en las estructuras e infraestructuras civiles en el futuro”, Rotta Loria concluye en el documento.
El estudio ha sido publicado en Ingeniería de Comunicaciones.