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Ciencia

Un método para medir la sombra

Investigación evalúa cinco especies de árboles plantadas en un área urbana e indica cuáles son las más adecuadas para brindar confort a los habitantes

Un estudio con cinco especies que arborizan áreas urbanas de Campinas (São Paulo) – la sibipiruna, el lapacho rosado (ipê roxo), la magnolia, la acacia dorada o lluvia de oro (chuva-de-ouro) y el jatobá – comprobó que todas reducen bastante los efectos de la radiación solar y ofrecen confort térmico. Y como Campinas tiene un clima similar al de otras regiones del sudeste brasileño, esos árboles servirán en muchas otras ciudades. Sin embargo, donde el clima es diferente, será necesario efectuar un estudio con especies autóctonas o adaptadas, cosa que ahora se tornó simple: el estudio de Campinas estableció una metodología que está a disposición de los interesados.

El proyecto Confort Térmico en las Ciudades: Efecto de la Arborización en el Control de la Radiación Solar, financiado por la Fapesp, fue desarrollado entre 1997 y 1999 por la física Lucila Chebel Labaki, jefa del Departamento de Arquitectura y Construcción de la Facultad de Ingeniería Civil de la Universidad Estadual de Campinas (Unicamp), en asociación con la bióloga Rozely Ferreira dos Santos, profesora del Departamento de Saneamiento y Ambiente de dicha facultad y especialista en planeamiento ambiental.

El trabajo enfocó también el confort térmico dado por ciertas áreas verdes de la región central de Campinas y mostró que la atenuación de la radiación solar llega al 99,06% en un bosque antiguo y denso y al 88,24% en una plaza creada recientemente. Se confirmó que la vegetación reduce drásticamente la incomodidad de las llamadas islas de calor de los grandes centros, creadas por una asociación de factores tales como las grandes masas de edificaciones – que favorecen la reducción de los vientos y la concentración de contaminantes -, la impermeabilización del suelo por la pavimentación y la presencia de materiales de construcción que absorben mucho calor. Como sugerencia, el estudio apunta algunas especies arbóreas más adecuadas para brindarles confort a los habitantes en las áreas de paso, como calles y avenidas, o de esparcimiento, como plazas y parques.

Qué factores influyen
Labaki explica que el confort térmico depende de cuatro factores ambientales y dos personales. Los ambientales son: temperatura, temperatura radiante media, humedad relativa del aire y velocidad del aire. La temperatura radiante media es el valor promedio entre la radiación térmica que incide sobre las superficies del local – objetos y seres vivos – y las calienta, y la radiación que las mismas emiten de vuelta hacia el ambiente. Este valor brinda una estimación de los efectos de la radiación térmica sobre la persona, pues hay diferencias significativas de temperatura entre las superficies circundantes: en el caso de áreas externas, son los propios árboles, el césped, el pavimento y las construcciones del entorno. Un ejemplo acerca de la importancia de este parámetro es el de una multitud reunida en plaza pública un día de sol: aunque la temperatura ambiente sea la misma en los laterales y en el interior de la plaza, quienes están en el centro de la muchedumbre sienten más calor, porque además de la radiación solar y la que irradia el área de cemento del lugar, reciben el calor emanado por los cuerpos que están alrededor suyo.

Los factores personales que influyen en el confort térmico son la ropa que la persona usa y la actividad física que realiza. Si en un día de sol fuerte comparamos a un individuo con ropa negra con otro con ropa blanca, el de blanco tendrá una sensación de mayor confort térmico: el blanco refleja la luz y, por lo tanto, prácticamente no absorbe radiación, al contrario del negro. Respecto a la actividad, basta pensar en hacer un trabajo físico o practicar deportes bajo un sol abrasador para recordar que en una posición de reposo la sensación de calor será menor.

Los seis factores deben tenerse en cuenta en un proyecto de arborización. Para los lugares de clima cálido y para aquellos destinados a prácticas deportivas, por ejemplo, se recomiendan árboles que absorban la radiación solar con mucha eficiencia. En tanto, junto a bancos de jardín destinados al descanso y a la lectura, puede pensarse en una vegetación que filtre un poco menos los rayos solares, ya que el cuerpo estará en reposo.

Entre los objetivos del proyecto se encontraba el análisis y el conocimiento de la capacidad de varias especies para atenuar la radiación solar, en función de proyectos de arborización. “Pero el objetivo principal”, subraya Labaki, “fue la construcción de una metodología con la cual, en cualquier momento y en cualquier clima, puedan realizarse estudios similares”. En resumen, la metodología consiste en colocar equipos de medición bajo la copa de cada árbol estudiado, que debe estar plantado en lugar aleslado, sin edificaciones o vegetación de gran porte alrededor. Se colocan equipamientos similares cerca del mismo, pero bajo el sol. Después, se comparan los datos y se obtiene la atenuación de la radiación solar en porcentaje.

“Un detalle importante de la investigación es que los instrumentos fueron colocados a 1,30 metro del suelo, lo que corresponde a la altura promedio del pecho de una persona”, resalta Labaki. Esto se debe a que de nada serviría medir la atenuación de la radiación a nivel del piso o mucho más arriba de la estatura promedio de las personas. Estos procedimientos fueron seguidos por la ingeniera civil Carolina Lotufo Bueno Bartholomei, que a mediados de 1998 terminó su maestría en el marco del proyecto, en la Facultad de Ingeniería Civil de la Unicamp. Por cada especie estudiada, ella recogía los datos de los equipamientos registrados durante cinco días, entre las 7 y las 17 horas.

La especie sibipiruna (Caesalpinia peltophoroides), autóctona del bosque atlántico y del mismo género que el palo brasil, se destacó en la investigación: con bellas flores amarillas, cerca de 6 metros de diámetro de copa y densidad media, fue campeón en regulación de la radiación solar, al registrar un 88,5% de atenuación. Hubo una sorpresa inicial con el resultado, puesto que las hojas de la sibipiruna son menudas, como las del culantrillo, con cerca de 0,9 centímetro de largo por 0,5 centímetro de ancho. Se admitió entonces que, en un mismo espacio, varias hojas pequeñas como las de esa especie acaban ofreciendo un área mayor de exposición al sol – y consecuentemente de absorción de la radiación – que una sola hoja grande.

En segundo lugar, casi empatados y bien cerca de la sibipiruna, se ubicaron la chuva-de-ouro o acacia dorada, con un 87,3% de atenuación de la radiación solar, y el jatobá, con un 87,2%. De origen asiático, la acacia dorada (Cassia fistula) tiene unos 7 metros de diámetro de copa, densidad media, vistosas flores amarillas perfumadas y hojas de más o menos 11,5 centímetros de largo por 4,5 de ancho. La majestuosa copa del jatobá (Hymenaea courbaril), autóctono de Brasil, también tiene densidad media, pero llega 23 metros de diámetro. Las flores son blancas y las hojas tienen 5 centímetros de largo por 2 de ancho.

En tercer lugar se ubicó la magnolia (Michelia champaca), con un 82,4% de atenuación de la radiación solar: también de origen asiático, tiene una copa densa, con 8 metros de diámetro y hojas de 23 centímetros de largo por 7 de ancho. Al final, con un 75,6%, apareció el brasileñísimo ipê rosado (lapacho rosado, Tabebuia impetiginosa, es considerado árbol nacional en Brasil), de copa rala con cerca de 10 metros de diámetro, hermosas flores rosa fucsia y hojas con 17 centímetros de largo por 9 de ancho. Otros resultados se refieren al confort ambiental de las áreas de descanso. En las tres áreas verdes estudiadas en el centro de Campinas, también se efectuaron mediciones bajo la copa de árboles agrupados y bajo sol directo.

En el centro de Campinas
Como se esperaba, la figura fue el tradicional Bosque dos Jequitibás, más denso y antiguo, con un 99,06% de atenuación de la radiación solar. En segundo lugar, el Parque dos Guarantãs, con vegetación media, ni muy densa ni muy rala, que atenuó un 88,91% de la radiación. Y al final, una sorpresa: el Bosque dos Artistas, plaza nueva y aún poco densa, alcanzó la marca del 88,24% de atenuación.

El trabajo con plazas y bosques resultó en la disertación de maestría de la arquitecta Larissa Fonseca de Castro, también de la Facultad de Ingeniería Civil de la Unicamp. Terminado el proyecto, ella y Carolina Bartholomei dieron seguimiento a los estudios y desarrollan tesis de doctorado con el mismo tema. Ahora se suma al grupo la arquitecta Érika Lois, alumna de maestría en Ingeniería Civil de la Unicamp, que usa los equipamientos ya adquiridos para investigar el confort térmico relacionado a la arborización a lo largo de cursos de agua.

Las herramientas de trabajo

En uno de los soportes del equipamiento utilizado en la investigación de los árboles que controlan la radiación solar había dos termómetros, uno de bulbo seco y otro de bulbo húmedo – conjunto llamado psicrómetro de ventilación natural -, que permiten calcular la humedad relativa del aire. El mismo soporte contaba con un termómetro de globo, que consiste en una esfera hueca, pintada de color negro mate, aproximándose de ese modo al cuerpo negro ideal, que absorbe la radiación emitida por el ambiente alrededor de sí y suministra la denominada temperatura de globo.

Generalmente cada una hora, la ingeniera Carolina Bartholomei, encargada de las mediciones, anotaba los registros obtenidos por los equipos y medía la velocidad del aire con un anemómetro portátil. Con los valores de temperatura de globo, velocidad del aire y temperatura ambiente, calculaba la temperatura radiante por medio de una fórmula.

En otro soporte, para medir la intensidad de la radiación solar, Bartholomei instalaba el solarímetro lineal, equipamiento que agrónomos y botánicos usan desde la década de 70 para seguir el crecimiento de plantas. El solarímetro se acoplaba a un registrador automático de datos, el logger, programado para captar los datos cada 10 minutos y descargarlos directamente en la computadora.

Hubo adaptaciones prácticas, impuestas por los caprichos de la naturaleza y por las condiciones urbanas. El viento, por ejemplo, se empecinaba en derribar o desplazar de su posición a los soportes de los equipos. Entonces el técnico del laboratorio de confort ambiental Obadias Pereira da Silva Júnior, también partícipe del proyecto, construyó trípodes más resistentes y contribuyó con sugerencias que garantizaron la captación de datos confiables. Otro problema fue el peligro de hurto, cosa que impidió que los solarímetros con loggers quedaran instalados permanentemente: los soportes eran montados por la mañana y levantados al final de la tarde.

EL PROYECTO
Confort Térmico en las Ciudades: Efecto de la Arborización en el Control de la Radiación Solar
Modalidad
Auxilio a proyecto de investigación
Coordinadora
Lucila Chebel Labaki – Facultad de Ingeniería Civil de la Unicamp
Inversión
US$ 11.145,80

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