Las temperaturas de las ciudades de todo el planeta aumentan el doble de rápido que el promedio mundial debido a la rápida urbanización y el reemplazo de la vegetación por asfalto, según el informe “Batiendo el calor: Manual de refrigeración urbana sostenible”, del Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA).

La misma fuente indica que para 2100, las temperaturas de las urbes de todo el planeta pueden aumentar una media de hasta 4,4 grados centígrados.

Bajo el nombre “Decaimiento asintótico con la altura del cociente entre las entropías de Kolmogorov de las variables meteorológicas y de los contaminantes, al interior de la capa límite”, los profesores Patricio Pacheco, Eduardo Mera y Voltaire Fuentes llevan adelante una investigación que estudia a fondo la conexión entre la expansión de las edificaciones de altura en las zonas urbanas, el alza de las temperaturas y la sostenibilidad de la contaminación atmosférica.

De hecho, a inicios de agosto el análisis dio un importante paso con la instalación de una estación meteorológica y un medidor de material fino, en la azotea de la Biblioteca Ximena Sánchez Staforelli, del Campus Macul de la Universidad.

Bajo los 2,5 micrómetros

El objetivo del trabajo de los profesores, financiado por la Dirección de Investigación de la UTEM, es estudiar la densificación urbana, el cambio de rugosidad de la superficie, las islas térmicas, la contaminación atmosférica y la micrometeorología urbana al interior de la capa límite, donde ocurren todos los fenómenos relevantes del clima, de espesor del orden de los mil metros de altura a partir del suelo.

“Las grandes urbes contribuyen al cambio climático lo que nos obliga a repensar tanto lo apropiado de su localización, como de su diseño y de los materiales empleados en su construcción A modo de ejemplo, el edificio Burj Khalifa, en Dubai, mide 828 metros de altura, casi el espesor promedio de la capa limite”, explica Patricio Pacheco, académico de la universidad que también lidera el proyecto.

Si bien ya se encuentran instaladas dos de las estaciones meteorológicas que utilizarán este grupo de docentes para realizar sus trabajos, aún falta instalar otro par. Una llevará acoplada un medidor de material particulado fino en un ambiente prístino, por definir, y otra estación meteorológica se ubicará en una zona rural.

Hoy por hoy, el Sistema de Información Nacional de Calidad del Aire (SINCA), realiza mediciones de contaminantes, dentro de los que se encuentra el material grueso, en el orden de los 2,5 micrómetros hasta los 10 micrómetros.

“Queremos medir qué está bajo los 2,5 micrómetros y que es considerado importante, pues puede favorecer la aparición de efectos nocivos a nivel cardiopulmonar. Con esto vamos a tener datos científicos del efecto de la urbanización intensiva, cómo ella repercute en la meteorología urbana y favorece las concentraciones de contaminantes en diámetros con poco registro y que pueden afectar la salud de las personas”, señala el profesor Pacheco.

En este sentido la UTEM se está adelantando al problema, dado que los académicos están estudiando un área de diámetros de contaminantes de material particulado aún poco explorada y que la normativa vigente en Chile no considera.

Investigación de larga data

Aunque el grupo de docentes aún se encuentra en etapa de desarrollo de su investigación, ya han hecho distintas publicaciones sobre la materia desde 2021 en importantes revistas científicas como Atmosphere, Aerosol and Air Quality Research (AAQR) y Sustainability.

Los profesores han realizado análisis comparativos de datos de meteorología urbana y de contaminantes entre los periodos 2010-2012 y 2017-2020, que muestran que el gran crecimiento urbano, principalmente de altura, de los últimos años, ha afectado la meteorología urbana en la forma de una “deflación” de persistencia con respecto a las variables de humedad relativa y temperatura, favoreciendo una mayor turbulencia de los vientos.

“Hemos probado que existe un corrimiento de las entropías relacionadas con la meteorología urbana y los contaminantes a favor del dominio de estos últimos. La entropía se relaciona con los flujos térmicos y eso tiene que ver con el incremento de la temperatura por efecto de las islas térmicas en las ciudades. Este es uno, entre otros factores, que explican que Santiago haya experimentado un incremento promedio de la temperatura entre 2010 y 2020 de casi 1,5 C°”, indica el profesor Pacheco.

Además de lo anterior, han enfocado su trabajo en estudiar qué hay detrás de los contagios y de la persistencia del coronavirus 2019. El profesor Eduardo Mera señala que “la última publicación en la revista Atmosphere muestra que de los más de 450 mil pacientes con COVID-19 de siete comunas de la región Metropolitana estudiadas, aquellas con más alta densificación urbana son las que captan más pacientes. Esa densificación urbana muy intensa afectó las variables meteorológicas, la ventilación de la cuenca geográfica de Santiago, lo cual favoreció la contaminación y la persistencia del virus”.

En este momento, los académicos trabajan en otras publicaciones que abarcan la etapa de medición en rangos finos y ultrafinos del material particulado y de las correspondientes variables meteorológicas urbanas. El proyecto académico liderado por los profesores de la UTEM espera aportar nuevas conclusiones con fundamentos cuantitativos de sus estudios el 2023.