Un "cambio climático" subterráneo amenaza a los edificios en las grandes ciudades

La tierra debajo de nuestras principales ciudades se está calentando, transformándose de formas que podrían dañar edificios, puentes y sistemas de transporte, de acuerdo a una nueva investigación. A medida que el calor se difunde en el subsuelo, aumenta la temperatura del suelo en la superficie, cambiando ligeramente la composición y la estructura de la capa sobre la cual se asientan las edificaciones.

Un nuevo estudio de la Universidad de Northwestern, en Estados Unidos, ha vinculado por primera vez el denominado “cambio climático subterráneo” con impactos en el suelo debajo de las áreas urbanas, que pueden afectar a los edificios y a la infraestructura en general. La nueva investigación se ha publicado recientemente en la revista Communications Engineering, perteneciente al grupo Nature. 

El trabajo científico ha logrado cuantificar las deformaciones del suelo causadas por las islas de calor del subsuelo y su efecto en la infraestructura civil. “El cambio climático subterráneo es un peligro silencioso: el suelo se está deformando como resultado de las variaciones de temperatura, y ninguna estructura o infraestructura civil existente está diseñada para soportar estas variaciones”, indicó en una nota de prensa el autor del nuevo estudio, Alessandro Rotta Loria.

Un peligro silencioso, que no puede pasarse por alto

Conocido tanto como "cambio climático subterráneo" o "islas de calor bajo la superficie", este fenómeno causa diversos problemas ecológicos, como por ejemplo agua subterránea contaminada, e inconvenientes en la salud humana, incluyendo asma y golpes de calor, según los científicos. Sin embargo, hasta ahora los efectos del cambio climático subterráneo en la infraestructura civil han permanecido sin estudiarse o comprenderse en profundidad.

Este fenómeno puede ser potencialmente peligroso para la seguridad de las personas que utilizan los edificios o habitan en ellos, en tanto no se tomen medidas para detenerlo. Además, puede afectar las operaciones normales del día a día de los sistemas de cimentación y la infraestructura civil en general.

¿A qué se debe este fenómeno? A medida que el subsuelo se calienta, también se deforma. Este proceso hace que los cimientos de los edificios y el suelo circundante se muevan excesivamente e incluso se agrieten, debido a expansiones y contracciones, algo que en última instancia afecta el rendimiento operativo y la durabilidad a largo plazo de las estructuras. Incluso, los científicos creen que los daños a edificios en el pasado pueden haber sido causados por temperaturas extremadamente altas, y esperan que estos problemas puedan repetirse en el futuro.

Los sótanos, áreas de aparcamiento, túneles y estaciones de metro o trenes son instalaciones que emiten calor continuamente. En general, las ciudades son más cálidas que las áreas rurales debido a que los materiales de construcción atrapan periódicamente el calor derivado de la actividad humana y la radiación solar, liberándolo posteriormente a la atmósfera. Ahora, este fenómeno se está observando particularmente en el subsuelo, impulsado principalmente por la actividad antropogénica.

Datos concretos

Por ejemplo, en el área de la ciudad de Chicago, en Estados Unidos, que fue la zona estudiada como ejemplo en la investigación, el aumento de la temperatura bajo tierra ha provocado que muchos cimientos del centro de la ciudad estén experimentando asentamientos no deseados, de forma lenta pero continua. Esto significa que la ciudad está experimentando un leve hundimiento, según los datos de la investigación.

Rotta Loria y su equipo instalaron una red inalámbrica de más de 150 sensores de temperatura en el área denominada Chicago Loop, tanto por encima como por debajo del suelo. Esto incluyó la colocación de sensores en los sótanos de edificios, túneles subterráneos o aparcamientos subterráneos. A modo de comparación, el equipo también enterró sensores en Grant Park, un espacio verde ubicado a lo largo del lago Michigan, lejos de edificios y sistemas de transporte público.

Los datos de la red de detección inalámbrica indicaron que las temperaturas subterráneas debajo de Chicago Loop son a menudo notablemente más cálidas que las temperaturas debajo de Grant Park: cuando el calor se difunde hacia el suelo, ejerce una presión significativa sobre los materiales, que se expanden y contraen con los cambios de temperatura.

Por lo tanto, Rotta Loria concluye en su estudio que el impacto del cambio climático subterráneo en la infraestructura civil debe ser considerado en futuras estrategias de planificación urbana, para evitar posibles daños y mal funcionamiento estructural. En general, el especialista sugiere que el cambio climático subterráneo puede representar un peligro silencioso para la infraestructura civil en Chicago y otras áreas urbanas en todo el mundo, pero también una oportunidad para reutilizar o minimizar el calor residual en el suelo.

Referencia

The silent impact of underground climate change on civil infrastructure. Alessandro F. Rotta Loria. Communications Engineering (2023). DOI:https://doi.org/10.1038/s44172-023-00092-1