Cambio climático y sus posibles efectos sobre el subsuelo de las ciudades (Zona Crítica Terrestre)

Fuente: Colaje imágenes Google

Hoy os muestro otra noticia que me ha causado un cierto asombro, aunque también recelos. Ningún edafólogo es experto en todas las disciplinas que forman parte de las Ciencias del Suelo y, por supuesto, yo no soy una excepción. No lo dudéis, la mecánica de suelos, no forma parte de mi acervo edafológico. Veamos pues que puedo aportar y cuales son mis dudas. Todos sabemos lo que son las islas de calor en los ambientes urbanos. Por lo tanto, es comprensible que los suelos subyacentes se encuentren más calentitos bajo las áreas urbanitas que generan y emitan más calor. Resulta lógico por tanto que bajo el suelo existan pues puntos críticos calientes. Y de hecho se constata al comparar estas últimas con los perfiles de temperatura en las zonas verdes de una ciudad (ver foto correspondiente en el colaje gráfico). El post que traducimos hoy señala que como sigan aumentando las temperaturas debido al cambio climático, este también subirá sus “calorías”, pudiendo generarse daños a infraestructuras, que se especifican en el texto. Ya os señalamos que las oscilaciones anuales de la temperatura del suelo suelen ser amortiguadas con la profundidad hasta que prácticamente son insignificantes. De hecho, el autor del estudio lo reconoce y describe. 

También hemos comentado que, diferentes materiales también se calientan y absorben calor idiosincráticamente. De aquí que otra investigadora alegue como en ciudades sobre rocas consolidadas no se producirían problemas. Sin embargo, estos no pueden descartarse en sustrato arcillosos y especialmente cercanos a zonas húmedas.  Sin embargo, esta es otra cuestión, ya que edificar sobre arcillas, dadas su susceptibilidad a alcanzar rápidamente el límites de licuefacción. Las arcillas tardan poco en saturarse y comportarse como líquidos. Ya han acaecido numerosos desastres naturales por este hecho sin necesidad de acudir al calentamiento climático, y a veces también erosión por sufusión bajo el asfalto.  En consecuencia, el «peligro silencioso» que proclama el autor, no me parece que pueda ser aterrador. No obstante, si se conjugan el calentamiento, edificar sobre arcillas expandibles y la sufusión corremos efectivamente riesgos, empero que frecuente no dependerá del cambio climático.

En mi opinión el autor, tal cual “equilibrista sobre una cuerda floja” postula una conjetura muy arriesgada y poco generalizable, dada la falta abrumadora de datos que le respalden. Hasta que estos últimos no sean obtenidos tampoco se puede descartar, aunque si poner en entredicho lo ya conocido.  

Os dejo sin más con la noticia, algunos post aclaratorios de los conceptos aludidos y de lo que acaeció, y aun lo hace, en el subsuelo de la urbe estudiada, es decir la Ciudad de Chicago.

Juan José Ibáñez

Continúa……

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El cambio climático subterráneo está debilitando los edificios en cámara lenta

 Los puntos calientes debajo de las ciudades deforman el suelo, causando que la infraestructura importante se agriete bajo estrés.

Por Allison Parshall on julio 11, 2023

Las calles, aceras y techos de las ciudades absorben calor durante el día, lo que hace que algunas áreas urbanas sean hasta seis grados Fahrenheit más calientes que las rurales durante el día, y 22 grados F más calientes por la noche. Estas «islas de calor urbanas» también pueden desarrollarse bajo tierra a medida que el calor de la ciudad se difunde hacia abajo, debajo de la superficie. Y los sótanos, los túneles del metro y otras infraestructuras subterráneas también sangran constantemente el calor en la tierra circundante, creando puntos calientes. Ahora ese calor subterráneo se está acumulando a medida que el planeta se calienta.

Según un nuevo estudio del centro de Chicago, los puntos de acceso subterráneos pueden amenazar las mismas estructuras que emiten el calor en primer lugar. Tales cambios de temperatura hacen que el suelo a su alrededor se expanda y se contraiga lo suficiente como para causar daños potenciales. «Sin que [nadie] se diera cuenta, el centro de la ciudad de Chicago se estaba deformando«, dice el autor del estudio, Alessandro F. Rotta Loria, ingeniero civil y ambiental de la Universidad Northwestern.

Los hallazgos, publicados el 11 de julio en Communications Engineering, exponen un «peligro silencioso» para la infraestructura civil en ciudades con terrenos más blandos, especialmente aquellas cerca del agua, dice Rotta Loria. «Podría haber habido problemas estructurales causados por este cambio climático subterráneo que sucedió, y ni siquiera nos dimos cuenta«, agrega. Si bien no es un peligro inmediato o directo para las vidas humanas, este efecto previamente desconocido destaca los impactos de un componente menos conocido del cambio climático.

«Para muchas cosas en el subsuelo, es una especie de ‘fuera de la vista, fuera de la mente’«, dice Grant Ferguson, geólogo de ingeniería de la Universidad de Saskatchewan, que no participó en el nuevo estudio. Sin embargo, el mundo subterráneo está lleno de vida. Es el hogar de animales que se han adaptado a la vida subterránea como gusanos, caracoles, insectos, crustáceos y salamandras. Estas criaturas están acostumbradas a «condiciones muy estáticas«, dice Peter Bayer, un geocientífico de la Universidad Martin Luther Halle-Wittenberg en Alemania, que tampoco participó en el artículo. Las temperaturas sobre el suelo a menudo oscilan salvajemente durante todo el año, pero el subsuelo permanece alrededor de la temperatura promedio anual, explica. En Chicago, eso es alrededor de 52 grados F.

El subsuelo tiene «una memoria que las temperaturas del aire no tienen», dice Ferguson. A medida que estas temperaturas estables aumentan debido al cambio climático y al desarrollo urbano subterráneo, científicos como Ferguson y Bayer están vigilando las posibles implicaciones para los ecosistemas subterráneos. Por ejemplo, si el agua subterránea se calienta demasiado, podría matar o ahuyentar a los animales, desencadenar cambios químicos en el agua y convertirse en un caldo de cultivo para los microbios.

Pero la cuestión de cómo los puntos críticos subterráneos podrían afectar la infraestructura urbana no se ha estudiado en gran medida. Debido a que los materiales se expanden y contraen con el cambio de temperatura, Rotta Loria sospechaba que el calor que se filtra de los sótanos y túneles podría estar contribuyendo al desgaste de varias estructuras.

Recopiló tres años de datos de temperatura de más de 150 sensores instalados en sótanos, túneles de trenes y estacionamientos debajo del distrito Loop del centro de Chicago. A modo de comparación, también se instalaron sensores en el suelo debajo de Grant Park, que se encuentra en el Loop, a lo largo de la orilla del lago Michigan.

Los colores muestran las temperaturas subterráneas en el distrito Loop de Chicago, con el púrpura representando las temperaturas más altas. Crédito: Alessandro F. Rotta Loria (datos de temperatura); OpenStreetMap (mapa base) (CC BY-SA 2.0)

Las temperaturas generales del suelo de Chicago están aumentando en 0.25 grados F cada año, con lecturas en ubicaciones subterráneas específicas hasta 27 grados F más calientes que el suelo no perturbado. Las temperaturas debajo de los edificios Loop son a menudo 18 grados F más altas que las que están debajo de Grant Park.* Para comprender cómo esta gran diferencia ha afectado las propiedades físicas del suelo, Rotta Loria utilizó un modelo de computadora para simular el entorno subterráneo desde la década de 1950 hasta ahora, y luego para predecir cómo cambiarán las condiciones desde ahora hasta 2050.

Descubrió que a mediados de este siglo, algunas áreas bajo el Loop pueden elevarse hasta 12 milímetros (0.47 pulgadas) o asentarse hasta ocho milímetros (0.31 pulgadas), dependiendo de la composición del suelo del área involucrada. Aunque estos pueden sonar como pequeños desplazamientos, Rotta Loria dice que podrían causar grietas en los cimientos y paredes de algunos edificios. Esto podría provocar daños por agua o hacer que los edificios se inclinen. En las últimas décadas, este factor oculto podría haber contribuido a algunos de los desafíos y costos actuales de mantener estas estructuras, dice.

Kathrin Menberg, geocientífica del Instituto de Tecnología de Karlsruhe en Alemania, que no participó en el estudio de Rotta Loria, dice que estas predicciones de desplazamiento son órdenes de magnitud más altas de lo que ella habría adivinado y podrían estar relacionadas con los suelos blandos y arcillosos de Chicago. «El material de arcilla es particularmente sensible», dice. «Sería un gran problema en todas las ciudades del mundo que se basan en ese material«. Esto incluiría muchas ciudades cercanas a océanos y ríos: Londres, por ejemplo, está construida sobre una capa de arcilla. En contraste, las ciudades construidas en gran parte sobre rocas más duras (como la ciudad de Nueva York) no se verían tan afectadas por este efecto, dice Ferguson.

Similar al cambio climático sobre la superficie, estos cambios subterráneos ocurren durante largos períodos de tiempo. «Estos efectos tardaron décadas, un siglo, en desarrollarse«, dice Ferguson, y agrega que las temperaturas subterráneas elevadas también tardarían mucho tiempo en disiparse por sí solas. «Básicamente podríamos apagar todo, y va a persistir allí, la señal de temperatura, durante bastante tiempo».

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Pero Ferguson y los otros investigadores entrevistados para esta historia dicen que esta energía desperdiciada también podría ser aprovechada, presentando una oportunidad para enfriar el subsuelo y ahorrar en costos de energía. Los túneles y sótanos del metro podrían modernizarse con tecnologías geotérmicas para recuperar el calor. Por ejemplo, se podrían instalar tuberías de agua para correr a través de puntos calientes subterráneos y recoger parte de la energía térmica. Si bien esa energía no sería lo suficientemente caliente como para convertir el agua en vapor y crear electricidad, aún podría usarse para calentar edificios y otras infraestructuras civiles. Este enfoque puede o no valer la pena porque requeriría un alto costo inicial y, en el caso del distrito de Loop, puede sumar menos del 1 por ciento de la demanda local de energía.

Aún así, este cálculo podría alterarse a medida que el cambio climático sobre el suelo continúa amplificando el calentamiento subterráneo. En un mundo que se calienta, los edificios requerirán más electricidad para mantenerse frescos, generando más energía desperdiciada en forma de calor. Sin embargo, lentamente, este calor se acumulará bajo nuestros pies. «Es como el cambio climático», dice Rotta Loria. «Está sucediendo. Tal vez no lo vemos siempre, pero está sucediendo».

DVERTISEMENT

*Nota del editor (7/11/23): Esta oración fue editada después de su publicación para corregir la descripción de cuán altas son las temperaturas debajo del distrito Loop de Chicago, en comparación con las que están debajo de Grant Park.

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SOBRE EL(LOS) AUTOR(ES)

Allison Parshall es periodista científica, editora multimedia, presentadora de podcasts y ex pasante de noticias en Scientific American. Síguela en Twitter @parshallison

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Hasta entonces, la imagen de arriba nos muestra la primera fase de TARP en acción, con una máquina tuneladora que se abre paso y expande las cavernas artificiales que ahora resuenan debajo de las calles del gran Chicago. La segunda fase de TARP, el llamado Plan de Desbordamiento de Chicago, comenzó en 2008, su trabajo «consiste en [la] minería y construcción de varios embalses», vastos huecos que ocasionalmente se llenarán de escorrentía de tormentas y lluvia, retejiendo la hidrología urbana desde abajo.