En 2010, un estudio de Berkeley Lab que utilizó datos de la NASA estimó que el uso de técnicas de «techo frío» en los techos y pavimentos de todas las ciudades del hemisferio norte podría tener un efecto único en la eliminación de más de 44 000 millones de toneladas de dióxido de carbono: 24 000 millones toneladas de los techos y 20 mil millones de toneladas de las aceras. Esto es más que el total de todas las emisiones globales de carbono cada año.
«Si todos los techos planos urbanos adecuados en las regiones tropicales y templadas se convirtieran gradualmente en blancos (y los techos inclinados en colores fríos), compensarían el efecto de calentamiento al emitir alrededor de 24 gigatoneladas de CO2, pero solo una vez». dijo Art Rosenfeld, físico de Berkeley Lab. “Sin embargo, si asumimos que los techos tienen una vida útil de 20 años, podemos pensar en una tasa anual equivalente de 1,2 Gt por año. ¡Esto compensa las emisiones de unos 300 millones de coches (sobre los coches del mundo) durante 20 años!
Bueno. ¿Estás sentado? Mientras el mundo presiona frenéticamente para la transición a vehículos eléctricos para reducir las emisiones de carbono del sector del transporte y los científicos investigan estrategias de geoingeniería que podrían costar billones de dólares, aquí hay una técnica disponible y bastante barata que podría compensar las emisiones de carbono de 300 millones. coches y camiones. ¿Por qué solo escuchamos sobre eso ahora? (De hecho, Técnica limpia habló de ello en 2012).
el poste de washington el 20 de junio, hizo un artículo sobre tecnología de techos frescos, en el que dijo que las ciudades, en promedio, ahora son de 2 a 5 grados más cálidas que las áreas rurales o naturales. En los calurosos días de verano, esta diferencia puede ser de hasta 20 grados. Un techo negro en el verano en la ciudad de Nueva York puede calentarse lo suficiente como para literalmente freír un huevo: 190º F.
Las ciudades sufren lo que se conoce como el efecto «isla de calor». Se calientan tanto durante el día que no pueden enfriarse completamente por la noche, lo que significa que comienzan cada nuevo día con el exceso de calor que quedó del día anterior. Hubo más de 10,000 muertes relacionadas con el calor en los Estados Unidos entre 2004 y 2018, según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades.
Refrigeración pasiva y techo solar
Crédito: Instituto Heat Island, Berkeley Lab
Todos esos pueblos con encanto a orillas del Mediterráneo no están pintados de blanco, por lo que los turistas pueden sacar bonitas fotografías. El blanco refleja más luz solar que los colores más oscuros. Se llama reflectancia solar y se aplica al espectro de luz visible. Pero la luz del sol también se compone de radiación infrarroja, la energía que sentimos de un horno caliente pero que no podemos ver. Un techo blanco reflejará la luz visible, pero no la radiación infrarroja. Aquí es donde la investigación sobre techos fríos cobra importancia.
Un techo «frío» debe tener tanto reflectancia solar es alto emisividad térmica, dice Berkeley Lab. “Observamos que dado que el espectro de radiación térmica (4-80 micras) no se superpone con el de la radiación solar (0,3-2,5 micras), la emitancia térmica es independiente de la reflexión solar. Por lo tanto, diferenciamos entre los dos al definir un techo fresco.
Berkeley Lab explica que reemplazar un techo frío con un techo cálido reduce la conducción de calor hacia el edificio, la convección de calor hacia el aire exterior y la radiación de calor hacia la atmósfera. Esto beneficia a nuestros edificios, nuestras ciudades y nuestro planeta.
- Aire exterior más fresco. Los techos fríos reducen la temperatura del aire urbano al reducir la cantidad de calor transferido desde los techos al aire, mitigando el efecto de isla de calor urbano.
- Reducir las emisiones de las centrales eléctricas. Los techos reflectantes reducen la demanda de energía para refrigeración en edificios con aire acondicionado, disminuyendo las emisiones de gases de efecto invernadero y otros contaminantes del aire en plantas de energía que queman combustibles fósiles.
- Mejor calidad del aire. Los techos fríos reducen la temperatura del aire urbano y, por lo tanto, ralentizan la formación de ozono troposférico. El ozono, el componente principal del smog, puede agravar las enfermedades respiratorias y puede actuar como un gas de efecto invernadero.
- El cambio climático se ralentizó. Los techos fríos reducen el calor absorbido en la superficie terrestre y, por lo tanto, pueden reducir las temperaturas de la superficie. Esta disminución de las temperaturas superficiales reduce el flujo de calor hacia la atmósfera, compensando el calentamiento provocado por los gases de efecto invernadero.
- Ahorro de energía y costes. Durante los calurosos meses de verano, los techos fríos reducen la necesidad de refrigeración en edificios con aire acondicionado, ahorrando energía y dinero.
- Reducción del esfuerzo de la red eléctrica. La disminución de la demanda de energía para enfriamiento también moderará la demanda máxima de energía durante las olas de calor y las tardes de verano muy calurosas, lo que reducirá el riesgo de cortes de energía.
- Mejora del confort interior. Los techos fríos reducen la temperatura del aire interior en edificios sin aire acondicionado, lo que promueve la productividad y la salud de los ocupantes.
Las tecnologías de techos fríos son más efectivas en las regiones más cálidas que en las más frías; sin embargo, los estudios muestran que los costos de energía más bajos en el verano compensan los costos de energía más altos en el invierno en todas las partes excepto en el extremo norte de los Estados Unidos.
También existe la preocupación de que un techo blanco no atraiga a los vecinos que tienen que mirarlo. Empresas como 3M están trabajando en materiales para techos fríos que utilizan colores más oscuros y dependen de una mayor producción térmica para mantener los techos frescos. Tim Hebrink, científico sénior del personal de 3M, les dice a todos El Correo de Washington su empresa ahora utiliza gránulos que pueden reflejar hasta el 25 por ciento de la energía solar, incluso en colores oscuros, el doble del rendimiento de las tejas tradicionales. Los materiales más avanzados, como las películas de polímero, reflejan más del 90 % de la radiación entrante con un costo adicional mínimo o nulo en muchos colores. Hebrink dice que estarán disponibles dentro de dos años.
La mayor variedad y la caída de los precios están transformando el mercado, dice Kurt Shickman, director de iniciativas de calor extremo del Centro de Resiliencia de la Fundación Adrienne Arsht-Rockefeller. Durante años, los materiales de cubierta de refrigeración pasiva avanzada han tenido un precio un 30 % más alto que los convencionales. Hoy se venden a una prima modesta o incluso a la paridad de precios. Al igual que el costo de otras tecnologías limpias, los precios bajan a medida que se produce la aceptación a gran escala.
La ventana atmosférica
Crédito de la imagen: NOAA
El efecto que las estrategias de techo frío pueden tener en la Tierra proviene de lo que los científicos llaman la «ventana atmosférica», una brecha estrecha en la atmósfera que permite que cierta banda de radiación electromagnética se refleje hacia el espacio. Con tecnologías de enfriamiento pasivo, un techo fresco puede ser 54º F más frío que un techo negro comparable. La mitigación de las propiedades de absorción de calor del asfalto se centra más en la reflexión solar, pero puede ser de vital importancia a escala mundial. Hay una cantidad de asfalto negro en el mundo.
Las estrategias de techos frescos benefician a todo el planeta, pero la gente no las usará si no ofrecen beneficios de costos, al igual que las personas no instalarán paneles solares solo porque son buenos para el medio ambiente. Existen herramientas que ayudan a calcular los ahorros que un techo fresco hará posible para un propietario, según la ubicación, la cantidad de aislamiento en el techo, el tipo de estructura y los precios de la energía en el área. Dow ofrece una calculadora Cool Roof, y hay una calculadora más técnica disponible en el Laboratorio Nacional de Oak Ridge.
Iniciativas Cool Roof
La ciudad de Los Ángeles fue una de las primeras en los Estados Unidos en exigir techos fríos para edificios nuevos en 2013. Hoy, Houston, Austin, Toronto, Miami Beach, Atlanta, Denver, Chicago y la ciudad de Nueva York tienen códigos u ordenanzas de construcción. que requieren tecnologías de techo fresco. Muchas ciudades de Europa e India también requieren que sus techos tengan altos estándares de reflectancia solar y emisividad térmica.
La pregunta es: ¿por qué no hay una transición global a estrategias de techos frescos? Hemos visto recientemente cómo las decisiones políticas de la administración Biden han impulsado la revolución EV. Iniciativas políticas similares podrían desencadenar una revolución similar en la adopción de techos frescos.
Este es el fruto de la lucha por limitar el calentamiento global. Olvídese de rociar aerosoles en la estratosfera o intentar capturar dióxido de carbono directamente del aire. Esto costaría mucho menos que cualquiera de estas sugerencias y también sería más efectivo. como el El Correo de Washington dice en su artículo sobre la tecnología de techos frescos: «Al final, un techo fresco es para todos».
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