Por Alfredo Bobis, jefe Departamento Desarrollo de Producto; Mar Subarroca, responsable de Departamento Laboratorio e I+D+i, y Alba Pallarés, técnica de Departamento de Desarrollo de Producto.

El calentamiento global y el crecimiento de las ciudades han propiciado el fenómeno conocido como islas de calor urbanas, provocando un aumento de las temperaturas en estas zonas respecto al área circundante. Este escenario, así como la creciente inquietud por parte de administraciones públicas por mitigar este efecto, nos ha impulsado a investigar y desarrollar soluciones innovadoras que contribuyan a crear un entorno más sostenible y saludable.

Diferentes equipos del área de Infraestructuras y materiales de Sorigué llevamos trabajando desde el 2023 de manera conjunta el departamento MATCAR de la Universidad Politécnica de Catalunya (UPC) para investigar cómo la combinación de áridos y pigmentos en   las mezclas bituminosas en caliente influyen en la reflectancia solar y la emisividad térmica y en el resto de soluciones que tenemos en pavimentos urbanos. Esta colaboración ha sido clave para unir conocimientos y avanzar mucho más rápido.

Hasta ahora, el estudio hemos alcanzado resultados prometedores, los valores obtenidos indican que los pavimentos reflectantes que estamos estudiando reducen la absorción y retención de calor, ayudando a mitigar el efecto isla de calor en las ciudades. Al disminuir la temperatura ambiente, estos pavimentos favorecen la sostenibilidad urbana y el bienestar de la ciudadanía.

¿Qué es el efecto isla de calor?

 El efecto isla de calor es un fenómeno urbano que provoca temperaturas más elevadas en las ciudades en comparación con los espacios rurales, debido a la capacidad de materiales como el asfalto y el hormigón de absorber y retener el calor

Esto ocurre porque los materiales que se suelen utilizar en las infraestructuras urbanas absorben más radiación solar y liberan calor lentamente, elevando la temperatura ambiente. Este fenómeno tiene consecuencias negativas, ya que impacta en el confort térmico, incrementa el consumo energético y deteriora la calidad del aire en las ciudades.

Una posible solución que estudiamos para reducir este efecto es la creación de pavimentos con alta reflectancia solar.

¿Qué es la reflectancia solar?

Es la capacidad de una superficie para reflejar la radiación solar en lugar de absorberla. Se mide en una escala de 0 a 1, donde 0 indica que toda la energía solar es absorbida, como en superficies negras, y 1 significa que toda la radiación es reflejada, como en superficies blancas.

Una mayor reflectancia solar reduce la acumulación de calor en edificios y pavimentos, contribuyendo a disminuir el efecto isla de calor.

¿Cómo funcionan los pavimentos reflectantes?

Los pavimentos reflectantes que estamos diseñando e investigando reflejan la energía solar, para así ayudar a la reducción de la temperatura ambiente. Gracias a la modificación de su color, estos pavimentos disminuyen la absorción y retención de calor en comparación con los firmes convencionales.

Según los criterios del US Green Building Council, organización que promueve la sostenibilidad de los edificios en los Estados Unidos, para que un pavimento se considere reflectante debe de tener al menos un 33% de reflectancia solar.

Experiencias previas

Antes de esta investigación, ya se había ejecutado diversas obras con pavimentos potencialmente reflectantes, pero no se había puesto en valor la importancia de cuantificar los parámetros asociados a la reflectancia. Podemos destacar los siguientes proyectos: :: Puerto Marina de Palamós, Calle Gran de Sant Andreu de Barcelona, Paseo Marítimo de Ampuriabrava, Calle de Menéndez Pidal de L’Hospitalet de Llobregat y Avenida Icaria de Barcelona.

Estas experiencias previas nos demostraron el potencial que tienen los pavimentos reflectantes en escenarios reales y nos han motivado a esta investigación, aunque todavía tenemos un largo recorrido en su testeo en escenarios reales a gran escala.

Proceso de trabajo actual

En la investigación liderada por la Universidad Politécnica de Cataluña, se han estudiado específicamente las mezclas AUTL: capas de rodadura de espesor muy delgado, con las que se ha trabajado para combinar tonalidades y comparar los resultados de temperatura y reflectancia.

En cuanto a los áridos, se han utilizado tres tipos: pórfido, granito y calizo, con tonalidades que varían desde un gris oscuro hasta una tonalidad prácticamente blanca. Estos áridos se han combinado con dos tipos de betún: uno convencional de penetración 50/70, de color negro, y otros sintéticos, que permiten, en combinación con diferentes pigmentos, obtener mezclas asfálticas de distinto color..

Evaluación en laboratorio

Las mezclas asfálticas han sido analizadas en el laboratorio de MATCAR (UPC), evaluando sus propiedades mecánicas, su capacidad reflectante y las temperaturas alcanzadas expuestas al sol.

Durante la caracterización mecánica, hemos comparado distintas mezclas asfálticas para evaluar cómo se comportan ante el desgaste y la humedad.

Después, hemos estudiado las propiedades reflectantes de las diferentes muestras, probando cómo la combinación de pigmentos y áridos   afectan a esta propiedad.

Finalmente, hemos medido las temperaturas de estas superficies expuestas al sol en distintos momentos del año (en días muy calurosos, otros muy frío y otros con temperatura intermedia) para ver cómo se comportaban en condiciones reales.

Algunas conclusiones

Seguimos avanzando en la investigación de pavimentos reflectantes. Estamos analizando diferentes tonalidades (azul, blanco, ocre, gris, etc) y diferentes combinaciones de áridos para ver las diferencias y optimizar las formulaciones. Además, hemos hecho pruebas en superficies más lisas y pulidas, simulando un pavimento envejecido y analizando el impacto de la textura en la reflectancia.

Hemos observado que las mezclas elaboradas con árido calizo, betún sintético y pigmento de óxido de titanio presentan la mayor reflectancia, alcanzando un 57%. Por otro lado, las mezclas con árido pórfido y betún convencional muestran la menor reflectancia, en torno al 8%.

Estas pruebas nos han proporcionado información valiosa sobre los materiales, implementación y beneficios de estas mezclas, lo que nos permite seguir perfeccionándonos en pavimentos reflectantes y optimizar su adaptación a las necesidades de cada entorno.

Próximos pasos

El siguiente paso es trabajar en escenarios reales a gran escala y evaluar los pavimentos bajo diferentes tipos de condiciones meteorológicas, incluyendo el viento y la humedad, para así mejorar el análisis y obtener una visión mucho más realista.

Hemos logrado grandes avances y seguiremos investigando, porque los estudios actuales nos indican que estas mezclas bituminosas pueden ser una solución prometedora para disminuir la temperatura en las ciudades y que, por tanto, contribuirán a reducir los efectos del cambio climático.