En la nueva “Guía técnica de elementos prefabricados de hormigón en los sistemas de evaluación de la sostenibilidad” que hemos publicado recientemente [1], uno de los requisitos que valoran algunos sistemas como LEED o VERDE, es la atenuación del efecto isla de calor, en cuyo caso los elementos prefabricados de hormigón utilizados tanto en pavimentos como en cubiertas, pueden contribuir positivamente al cumplimiento de este criterio.

El problema

La isla de calor urbana (ICU) es un fenómeno que se produce especialmente en las áreas urbanas donde el terreno natural y la vegetación han ido siendo progresivamente sustituidas por edificios, pavimentos u otras infraestructuras necesarias. Este fenómeno se ha acentuado aún más como consecuencia de, entre otros factores, la concentración de edificios que reduce el flujo de viento atrapando el aire caliente, o la utilización de materiales con una alta capacidad de absorción y retención del calor solar (albedo), ocasionando un incremento notable de la temperatura (hasta 4ºC) y como consecuencia de ello, un aumento de los consumos de energía de refrigeración (más emisiones), problemas de contaminación y, especialmente, un disconfort térmico que puede acabar derivando en problemas de salud para la población.

El más claro ejemplo lo presentan las habituales calles pavimentadas con mezclas asfálticas de tonos oscuros, donde fundamentalmente en las épocas más cálidas del año, la temperatura en la superficie puede incrementarse varios grados por encima de la ambiental, provocando una sensación difícilmente soportable para los viandantes.

Los sistemas de evaluación de la sostenibilidad han sido pioneros en la valoración de esta medida, pero también comienza a ser un problema a considerar por parte de las administraciones públicas, especialmente a nivel local, u organismos como el Panel Intergubernamental del Cambio Climático.

Soluciones

Entre las estrategias de mitigación para minimizar este fenómeno estaría recuperar parte de los espacios verdes, resultando además en una mejora de la calidad del aire. No obstante, es una tendencia imparable el éxodo a las zonas urbanas (pese a la inversión, quizás ocasional, causada por la pandemia), estimando que más del 70 % de la población mundial viva en las ciudades en el año 2050, por lo que se continuará construyendo de forma inevitable.

Como indicábamos anteriormente, los materiales que recubren edificios o calles tienen una influencia importante en la ICU. De forma general, deberían evitarse las superficies oscuras más susceptibles de calentarse y almacenar calor, utilizando superficies lo más claras posibles. El mejor ejemplo posible para ilustrarlo lo ponen los pueblos del sur peninsular, con la icónica imagen de pueblos de casas encaladas en color blanco, para reflejar la radiación solar impidiendo que el calor se acumule en los muros y cubiertas.

En cuanto a los productos de construcción, para justificar técnicamente este criterio, el fabricante debería obtener el índice de reflectancia solar (SRI) del producto, que se calcula a partir de ensayos de la reflectancia solar (SR) y del grado de emisividad térmica (ε), constituyendo una medida del calentamiento relativo de los materiales teniendo en cuenta la radiación solar absorbida y el calor irradiado al exterior.

La SR determina la relación entre el flujo solar reflejado y el flujo solar incidente; se mide de acuerdo a las normas americanas ASTM E 903, ASTM E 1918, o ASTM C 1549, no habiendo aún normas a nivel europeo o español. En el caso del sistema LEED, que es precisamente de origen norteamericano, se establece un valor mínimo inicial de SR de 0,33, que implicaría que el 33% de la radiación solar se refleja y el 67% restante se absorbe (interesa cuanto más se refleje). Se aplica en los elementos exteriores como los pavimentos (adoquines, bordillos, baldosas, etc.).

En cambio, en el caso de las cubiertas de los edificios bajo las cuales hay un espacio habitable donde hay que garantizar unas determinadas condiciones de confort térmico, se evalúa el SRI, ya que no solo es importante que la radiación rebote si no que interesa también que los espacios inferiores no se sobrecalienten. Aquí debe ensayarse además la emisividad (ε), que evalúa la efectividad en la emisión de energía como la radiación térmica, varía también entre 0,00 y 1,00. Se mide según la ASTM E 408 o la ASTM C 1371.

Figura.- Proceso de ensayo para la determinación del SRI. Fuente [2]

Hemos tomado como referencia los valores obtenidos por ensayo de uno de nuestros fabricantes, según la tonalidad de las baldosas [2]:

Color Reflectancia solar (SR) Emisividad térmica (ε) Índice de Reflectancia Solar (SRI)
Blanco (1) 0,42 0,97 51,6
Blanco (2) 0,56 0,92 66
Beige 0,31 0,91 34

En lo que respecta a los pavimentos asfalticos, los valores de SR están entre 0,05 y 0,10. Por tanto, en comparación con el asfalto, los pavimentos prefabricados de hormigón y especialmente cuanto más claros sean, pueden reducir la temperatura del aire de la superficie entre 1 y 2 ºC.

También se considera el desgaste que sufrirán los elementos, como consecuencia de su uso. En el caso de LEED, establece un valor de SR a tres años de 0,29.

Otra tipología edificatoria resuelta habitualmente mediante sistemas completos de elementos prefabricados de hormigón (combinación de vigas, pilares, placas alveolares de forjado, núcleos de arriostramiento y/o paneles de cerramiento) son los aparcamientos en superficie, con una contribución no desdeñable al efecto ICU, aunque considerando que normalmente no son espacios climatizados al no haber una actividad humana continuada en su interior. En este caso, LEED establece un SRI inicial de 39 y un SRI a tres años de 32 que debería proveer al menos la superficie de la cubierta plana [3].

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Conclusiones

Las superficies exteriores, especialmente aquellas más horizontales y expuestas a la radiación solar como los pavimentos o las cubiertas de los edificios, son algunos de los campos de aplicación donde los elementos prefabricados de hormigón ofrecen un amplio abanico de soluciones constructivas. La tonalidad de los elementos es clave para atenuar las ICU. En el caso de los pavimentos, productos prefabricados como los adoquines y baldosas [4], o en las cubiertas con las tejas de hormigón [5], el empleo de pigmentos o la sustitución del cemento gris por cemento blanco, puede contribuir a elevar de forma notable el valor de reflectancia solar o albedo, contribuyendo así una reducción de los efectos sociales, económicos y ambientales adversos de las ICU, presentándose como otro factor a tener en cuenta para la elección de estos elementos, además de su resistencia mecánica y al deslizamiento, durabilidad, capacidad de descontaminación o capacidad drenante, frente a otras alternativas.

 

[1] Guía técnica de elementos prefabricados de hormigón en los sistemas de evaluación de la sostenibilidad. ANDECE. https://www.andece.org/wp-content/uploads/2021/03/Guia-Tecnica-elementos-prefabricados-de-hormigon-en-los-sistemas-de-certificacion-de-sostenibilidad.pdf

[2] «Índice de Reflectancia Solar (SRI): Minimización del efecto isla de calor en entornos urbanos». Blog BREINCO. https://www.breinco.com/breincosmartblog/sri-indice-reflectancia-solar/

[3] Solar Reflectance Index Measurements for LEED.  https://surfaceoptics.com/applications/leed-solar-reflectance-index-measurements-cool-roof/

[4] Fabricantes asociados de pavimentos de hormigón https://www.andece.org/directorio-de-negocios/wpbdp_category/pavimentos_y_solados/

[5] Fabricantes asociados de tejas de hormigón https://www.andece.org/directorio-de-negocios/wpbdp_category/tejas-de-cubierta/