UB05 MATERIALES Y ACABADOS EN SUELOS Y PARAMENTOS EXTERIORES

Objetivo

Seleccionar los materiales y sus acabados o revestimientos que se van a usar en los pavimentos y en los paramentos verticales exteriores considerando el efecto que tienen sobre la atmósfera y el entorno inmediato por su albedo, absorción-emisividad, permeabilidad y textura.

¿Por qué?

El 40 % de los materiales empleados en la Unión Europea van destinados a la construcción y mantenimiento de los entornos construidos. Por lo tanto, es fundamental que estos sean duraderos, que necesiten un escaso mantenimiento, que puedan reutilizarse, reciclarse o recuperarse, que no sean tóxicos o nocivos, que tengan una menor energía incorporada en su producción y que provengan de zonas cercanas al lugar de su uso, de manera que se reduzca la energía y los contaminantes asociados a su transporte. Para ello, es necesario verificar su documentación técnica y su declaración de producto.

Pero, además, según las características de acabado o revestimiento de los materiales usados en las superficies horizontales y verticales, estos tienen un efecto sobre los microclimas urbanos y específicamente influyen tanto en el balance térmico como en el balance hídrico del espacio urbano.

El clima de las ciudades constituye un ejemplo de mesoclima artificial. En las ciudades, este fenómeno se denomina isla térmica por variaciones de temperatura, velocidad del viento y contaminación respecto al entorno inmediato. Algunas de las razones de este proceso tienen que ver con: la rugosidad del conjunto que disminuye la convección natural, la disminución del albedo medio de las superficies, el calentamiento de los pavimentos urbanos, la emisión de contaminantes por la circulación de vehículos y los sistemas de climatización, la reducción del porcentaje de cubierta vegetal y el aumento de la impermeabilidad media de los suelos que alteran los procesos hídricos y privan a la ciudad de un factor natural de enfriamiento.

Aunque no se posean datos directos para ciudades de tamaño medio, se pueden establecer comparaciones con el clima de zonas rurales que rodean al núcleo urbano (Landsberg, 1970) según la tabla que se recoge en esta ficha.

¿Cómo?

► Balance térmico
A los espacios urbanos, llega radiación solar de onda corta (directa y difusa) que se refleja en los elementos delimitadores (suelo y fachadas de edificios), así como radiación de onda larga procedente del cielo. El albedo o reflectividad es el porcentaje de radiación solar que cualquier superficie refleja respecto a la radiación que incide sobre ella. Como porcentaje que es, se trata de un parámetro adimensional y se mide en tanto por uno. Como quiera que los tres coeficientes que caracterizan a una superficie desde el punto de vista de la recepción de la radiación (reflectividad, absortividad y transmisividad) suman la unidad, el albedo permite no solo conocer la capacidad de reflejar la radiación solar, sino también, descontando la energía transmitida, la cantidad de energía calorífica que es capaz de absorber.

El albedo global de un área urbana depende también de la textura general del tejido urbano. Algunas configuraciones urbanas llevan aparejadas una mayor cantidad de reflexiones y absorciones múltiples que, aunque las superficies involucradas sean reflectantes, pueden redundar en un albedo urbano global bajo (ERELL et al, 2010).

Por ello, los materiales se deben seleccionar teniendo en cuenta su capacidad de reflejar la radiación que incide sobre ellos. De esta forma, se pueden hacer estas recomendaciones generales:

• En espacios en los que se busque el confort en situaciones de infracalentamiento en invierno, se recomienda usar materiales con un menor albedo que permitan acumular energía o incrementar su temperatura superficial.
• En el caso de requerir espacios adecuados a condiciones de sobrecalentamiento en verano, se deben seleccionar materiales con un mayor albedo para evitar la acumulación de calor en las superficies urbanas, principalmente en aquellas en contacto directo con los ciudadanos.
• Cuando el parámetro que se vaya a manejar sea exclusivamente el color de los materiales, se debe tener en cuenta que los materiales de colores más oscuros tienen un albedo menor a los materiales más claros. Esto es, los materiales oscuros reflejan menos la radiación incidente, por lo que absorben mayor energía y acumulan calor en su interior, absorbiéndolo y rerradiándolo al ambiente circundante según la temperatura del material y del aire. Los materiales más claros, en cambio, reflejan una mayor proporción de la radiación que incide sobre ellos. Así, su temperatura superficial será menor porque absorben menos energía. Por todo ello, se puede afirmar que el color de los materiales se debe seleccionar basándose en el análisis de las necesidades climáticas de aporte de calor o reducción de las ganancias térmicas.
• En función de la emisividad y absorción, se debe elegir el color de los materiales. Así, los materiales oscuros absorben la mayor parte de la energía solar incidente, mientras que los más claros absorben menos al reflejar una gran parte de la radiación que reciben.
• Los espacios urbanos con acabados superficiales muy rugosos son más cálidos porque los materiales tienen más capacidad de absorber energía. Además, los materiales rugosos disminuyen la velocidad del viento y los conjuntos urbanos con superficies salientes y materiales rugosos disminuyen la convección natural.
• Por ello, según la necesidad de aporte de ventilación natural o de reducción de la influencia del viento que determine el estudio climático en cada caso, se debe optar por materiales y superficies más o menos lisas.
• Si no se cuenta con radiación solar en invierno y, en verano, no se dispone de sombra, se recomienda el empleo de materiales de baja inercia térmica. Sin embargo, cuando se disponga de soleamiento en invierno y de sombra en verano, se recomienda usar materiales de alta inercia térmica, pues acumularán en su interior calor en invierno y frescor en verano funcionando como colchón frente a las fluctuaciones de temperatura al intercambiar calor por convección con el aire.

► Balance hídrico
La impermeabilización de los suelos supone una alteración de las características naturales del terreno interrumpiendo el ciclo natural del agua al reducir el contenido de humedad en el medio urbano. Además, provoca el aumento de la temperatura ambiente y un deterioro de la calidad atmosférica. Las superficies urbanas secas, como los asfaltos de las carreteras y calles, canalizan la energía radiante sobrante durante el día almacenando ese calor o intercambiándolo con el entorno por convección e incrementando la temperatura del aire. Cuando existe un aporte de humedad sobre las superficies, esa energía sobrante, en lugar de convertirse en calor sensible que calienta el aire, será calor latente que no se aporta al aire, puesto que la energía se emplea en la evaporación del agua. Esto es lo que ocurre con los suelos naturales, más húmedos que las superficies impermeables, lo que permite el enfriamiento del aire en contacto con ellos debido a la evaporación.

Durante los meses cálidos de verano, se puede usar el agua para reducir la temperatura superficial de los paramentos. Este enfriamiento se puede hacer de dos modos diferentes: favoreciendo la evaporación de agua en su superficie o aumentando la conducción de calor hacia el terreno bajo los pavimentos haciendo circular agua por debajo.

Al combinar el uso de agua con materiales porosos, la reducción del aporte de calor de los materiales hacia el aire se debe a la evaporación del agua, que permanecerá en los materiales por un tiempo más prolongado que si estos fueran compactos.

La permeabilidad de los materiales permite que se mantenga el agua durante un mayor periodo de tiempo cuando esta se filtra hasta el terreno. Esto incrementa la humedad en el entorno urbano (HERNÁNDEZ, Agustín: Manual de diseño bioclimático urbano).