Desde núcleos urbanos densamente construidos hasta suburbios en expansión, las ciudades son complejas. Esta complejidad puede generar puntos calientes de temperatura dentro de las ciudades, con algunos vecindarios (y sus residentes) enfrentando más calor que otros.
Comprender esta disparidad ambiental constituye el espíritu de una nueva investigación dirigida por científicos del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico del Departamento de Energía. En un nuevo artículo que examina las principales ciudades de los EE. UU., los autores encuentran que el residente negro promedio está expuesto a un aire que es 0,28 grados centígrados más cálido en relación con el promedio de la ciudad. En contraste, el residente urbano blanco promedio vive donde la temperatura del aire es más fría en 0,22 grados centígrados en relación con el mismo promedio.
El nuevo trabajo, publicado la semana pasada en la revista One Earth, involucró un esfuerzo de dos partes. Los autores del estudio intentaron producir una estimación nacional más útil del estrés por calor urbano, una descripción más precisa de cómo nuestro cuerpo responde al calor exterior. Al crear y comparar estas estimaciones con los datos demográficos, también intentaron comprender mejor qué poblaciones están más expuestas al estrés por calor urbano.
Los hallazgos revelan disparidades generalizadas basadas en ingresos y raza dentro de las ciudades de EE. UU. Casi toda la población urbana de los EE. UU., el 94 por ciento, o aproximadamente 228 millones de personas, vive en ciudades donde la exposición al estrés por calor durante el verano es una carga desproporcionada para los pobres.
Los autores del estudio también encuentran que las personas que ahora viven en vecindarios históricamente marcados en rojo, donde los solicitantes de préstamos alguna vez fueron denegados por motivos de discriminación racial, estarían expuestas a un mayor estrés por calor al aire libre que sus vecinos que viven en partes de la ciudad que originalmente no estaban marcadas en rojo.
El trabajo también destaca las deficiencias en el enfoque típico que adoptan los científicos para estimar el estrés por calor urbano a estas escalas, que con frecuencia se basa en datos satelitales. Este método convencional basado en satélites puede sobrestimar tales disparidades, según el nuevo trabajo. A medida que el mundo se calienta, los hallazgos pueden informar los planes de respuesta al calor urbano presentados por los gobiernos locales que buscan ayudar a los grupos vulnerables.
¿Qué es el estrés por calor?
El cuerpo humano ha evolucionado para operar dentro de un rango de temperatura relativamente estrecho. Eleve la temperatura corporal central más allá de los seis o siete grados y pronto se producirán consecuencias fisiológicas drásticas. Los procesos celulares se rompen, el corazón se sobrecarga y los órganos comienzan a fallar.
Sudar ayuda. Pero el poder refrescante de la sudoración depende en parte de cuán húmedo sea el ambiente. Cuando tanto el calor como la humedad son omnipresentes y difíciles de escapar, el cuerpo lucha por adaptarse.
¿Cómo se mide el estrés por calor?
Para medir el estrés por calor, los científicos utilizan varios indicadores, muchos de los cuales dependen de la temperatura y la humedad del aire. Las estaciones meteorológicas proporcionan dichos datos. Sin embargo, debido a que la mayoría de las estaciones meteorológicas están fuera de las ciudades, los científicos a menudo confían en otros medios para tener una idea sobre el estrés por calor urbano, incluido el uso de sensores en satélites.
Esos sensores infieren la temperatura de la superficie terrestre a partir de mediciones de radiación térmica. Pero tales mediciones no llegan a ofrecer una imagen completa del estrés por calor, dijo el autor principal y científico de la Tierra TC Chakraborty. Medir solo la piel de la Tierra, como la superficie de una acera o un trozo de césped, dijo Chakraborty, ofrece solo una idea de cómo es estar acostado sobre esa superficie.
«A menos que esté caminando descalzo o acostado desnudo en el suelo, realmente no siente eso», dijo Chakraborty. «La temperatura de la superficie terrestre es, en el mejor de los casos, un crudo indicador del estrés por calor urbano».
De hecho, la mayoría de nosotros estamos erguidos, moviéndonos a través de un mundo donde la temperatura del aire y la humedad dictan cómo se siente realmente el calor. Y estos datos satelitales solo están disponibles para días de cielo despejado, otro factor limitante. Las estimaciones más completas y fisiológicamente relevantes del estrés por calor incorporan una combinación de factores que los modelos pueden proporcionar, dijo Chakraborty.
Para comprender mejor las diferencias entre la temperatura de la superficie terrestre obtenida por satélite y la exposición al calor ambiental dentro de las ciudades, el equipo de Chakraborty examinó 481 áreas urbanizadas en los Estados Unidos continentales utilizando satélites y simulaciones de modelos.
El satélite Aqua de la NASA proporcionó la temperatura de la superficie terrestre; ya través de simulaciones de modelos que representan áreas urbanas, los autores generaron estimaciones a nivel nacional de todas las variables requeridas para calcular el estrés por calor húmedo. Dos de estas métricas de estrés por calor, el índice de calor del Servicio Meteorológico Nacional y el Humidex, que a menudo usan los meteorólogos canadienses, permitieron a los científicos capturar los impactos combinados de la temperatura y la humedad del aire en el cuerpo humano.
Luego identificaron puntos críticos de estrés por calor en todo el país durante los días de verano entre 2014 y 2018. Al superponer mapas de vecindarios históricamente marcados en rojo y distritos censales, el equipo identificó relaciones entre la exposición al calor y las comunidades.
¿Cómo se distribuye el calor dentro de las ciudades?
Los residentes de los barrios más pobres a menudo se enfrentan a un mayor estrés por calor. Y un mayor grado de desigualdad de ingresos en cualquier ciudad dada a menudo significa una mayor exposición al estrés por calor para sus residentes más pobres.
La mayoría de las ciudades de EE. UU., incluidas ciudades densamente pobladas como Nueva York, Los Ángeles, Chicago y Filadelfia, muestran esta disparidad. Pero la relación entre el estrés por calor y la segregación residencial basada en la raza es aún más marcada.
Aproximadamente el 87,5 por ciento de las ciudades estudiadas muestran que las poblaciones negras viven en partes de la ciudad con temperaturas más altas en la superficie terrestre, aire más cálido y mayor estrés por calor húmedo. Además, la asociación entre el grado de disparidad del estrés por calor y el grado de segregación entre las poblaciones blancas y no blancas en las ciudades es particularmente sorprendente, dijo Chakraborty.
«La mayoría, el 83 por ciento, de los residentes urbanos de EE. UU. que no son blancos viven en ciudades donde el estrés por calor húmedo exterior los afecta de manera desproporcionada», dijo Chakraborty, «Además, los porcentajes más altos de todas las razas que no sean blancas se correlacionan positivamente con una mayor exposición al calor no importa qué variable uses para evaluarlo».
En la década de 1930, la Corporación de Préstamos para Propietarios de Viviendas del gobierno federal de EE. UU. calificó los vecindarios en un esfuerzo por clasificar la idoneidad de las inversiones inmobiliarias. Esta práctica se conoce como «línea roja», donde se otorgaron calificaciones más bajas (y, en consecuencia, menos préstamos) a vecindarios compuestos por grupos minoritarios y más pobres. Los autores encuentran que estos vecindarios marcados en rojo todavía muestran peores condiciones ambientales.
Los vecindarios con calificaciones más bajas enfrentan una mayor exposición al calor que sus vecinos que no están marcados en rojo. Los vecindarios con calificaciones más altas, por el contrario, generalmente reciben menos exposición al calor.
Esto es consistente con investigaciones previas sobre vecindarios urbanos originalmente marcados en rojo que muestran una menor cobertura de árboles y una mayor temperatura de la superficie terrestre. Chakraborty, sin embargo, señala que el uso de la temperatura de la superficie terrestre generalmente sobreestimaría estas disparidades entre los grados del vecindario en comparación con el uso de la temperatura del aire o el índice de calor.
«Los satélites nos dan estimaciones de la temperatura de la superficie terrestre, que es una variable diferente de la temperatura que sentimos al aire libre, especialmente dentro de las ciudades», dijo Chakraborty. «Además, la respuesta fisiológica al calor también depende de la humedad, que los satélites no pueden proporcionar directamente, y la urbanización también modifica».
Los hallazgos no están exentos de incertidumbre, agregaron los autores. «Las estaciones meteorológicas terrestres ayudaron a reducir, pero no eliminar, el sesgo del modelo», dijo el coautor Andrew Newman del Centro Nacional de Investigación Atmosférica, quien generó las simulaciones del modelo. Sin embargo, los resultados aún son consistentes tanto con la teoría como con la evidencia observacional previa a gran escala.
¿Qué se puede hacer?
Plantar más árboles a menudo surge como una solución potencial para el estrés por calor, dijo Chakraborty. Pero los núcleos urbanos densamente construidos, donde a menudo viven las poblaciones más pobres y minoritarias de los EE. UU., tienen un espacio limitado para los árboles. Y muchas estimaciones previas del potencial de la vegetación para enfriar los alrededores de la ciudad también se basan únicamente en la temperatura de la superficie terrestre; tal vez sean propensas a una sobreestimación similar, sugieren los autores.
Las mediciones más sólidas del estrés por calor urbano ayudarían, agregaron. Factores como la velocidad del viento y la insolación contribuyen a cómo el calor afecta realmente al cuerpo humano. Pero esos factores quedan fuera de la mayoría de las evaluaciones científicas del estrés por calor urbano porque son difíciles de medir o modelar a escala de vecindario.
Además de Chakraborty, los autores de PNNL del nuevo trabajo incluyen a Yun Qian. Andrew Newman del Centro Nacional de Investigación Atmosférica, Angel Hsu de la Universidad de Carolina del Norte-Chapel Hill y Glenn Sheriff de la Universidad Estatal de Arizona también son autores. Este trabajo fue apoyado por la Oficina de Ciencias del DOE y los Institutos Nacionales de Salud.
