“Mudança climática subterrânea” vem deformando solo sob edifícios, diz estudo

Um fenômeno que os cientistas chamam de “mudança climática subterrânea” está deformando o solo sob as cidades, descobriu um estudo realizado em Chicago.

Essa mudança de terreno sob áreas urbanas pode representar um problema para edifícios e infraestrutura, ameaçando o desempenho e a durabilidade a longo prazo, de acordo com a pesquisa.

Tecnicamente conhecidas como “ilhas de calor subterrâneas”, a mudança climática subterrânea é o aquecimento do solo sob nossos pés, causado pelo calor liberado por edifícios e transporte subterrâneo, como sistemas de metrô.

“Quanto mais densa a cidade, mais intensa é a mudança climática subterrânea”, disse o principal autor do estudo, Alessandro Rotta Loria, professor assistente de engenharia civil e ambiental na Northwestern University em Evanston, Illinois, nos Estados Unidos.

Solo, rochas e materiais de construção se deformam quando submetidos a variações de temperatura. Por exemplo, o solo sob os edifícios pode se contrair quando aquecido, causando um assentamento indesejado, disse Rotta Loria.

Mas a mudança climática subterrânea não é o mesmo que pensamos como mudança climática na atmosfera, que é em grande parte impulsionada por gases de efeito estufa e tem efeitos de longo alcance, disse David Archer, professor de ciências geofísicas da Universidade de Chicago.

“Chamar isso de mudança climática parece um pouco complicado”, disse Archer, que não participou do estudo.

O termo “mudança climática subterrânea”, no entanto, não foi cunhado para este estudo – ele está em uso e o fenômeno é objeto de pesquisa há algum tempo.

“Um perigo silencioso”

Estudada nos últimos 25 anos, a mudança climática subterrânea pode causar problemas como a contaminação das águas subterrâneas ou problemas com as ferrovias subterrâneas, tornando os trilhos propensos a deformações ou causando doenças aos passageiros devido ao calor excessivo. Seus efeitos na infraestrutura civil, no entanto, não haviam sido explorados até este estudo, de acordo com Rotta Loria.

A pesquisa, publicada este mês na revista Communications Engineering, foi conduzida com a instalação de 150 sensores de temperatura em todo o distrito de Chicago Loop, acima e abaixo do solo, e em vários locais, como porões, túneis e garagens.

Sensores também foram colocados em Grant Park ao longo do Lago Michigan para comparar as temperaturas de uma área não construída sem excesso de calor proveniente de construção ou transporte.

Os dados foram coletados ao longo de três anos e os resultados mostraram que o solo sob o Loop estava até 10 graus Celsius mais quente do que o solo sob o parque.

“Encontramos estruturas subterrâneas, como porões, onde a temperatura do ar era muito alta”, disse Rotta Loria. “E a consequência disso é que pelo menos uma parte do calor se difundirá para o solo ao longo do tempo, e essa é a origem do fenômeno.”

Os pesquisadores então usaram os dados para construir um modelo de computador do Chicago Loop e simular o efeito do aumento das temperaturas no solo, desde a década de 1950 até 2050.

Eles descobriram que, dependendo da composição do terreno, o solo reage de maneira desigual ao aquecimento. e pode expandir e contrair em quantidades que – embora imperceptíveis para os humanos – podem causar problemas para os edifícios.

“É importante enfatizar que a mudança climática subterrânea não ameaça a segurança das pessoas e não ameaça derrubar estruturas e edifícios”, disse Rotta Loria. “Isso representa um desafio potencial para a funcionalidade e a durabilidade das estruturas, porque deformações excessivas do solo podem levar a distorções, inclinações e potencialmente rachaduras.”

Como resultado, a água pode fluir mais facilmente em estruturas rachadas, potencialmente causando corrosão em materiais como o concreto armado.

“Existe o que chamo de perigo silencioso”, disse Rotta Loria. “Edifícios mais propensos a problemas, porque foram projetados e construídos com abordagens ultrapassadas, são também os que mais contribuem para as mudanças climáticas subterrâneas, porque carecem de isolamento térmico adequado e, portanto, injetam mais calor no solo.”

Colheita de calor

Nem tudo é desgraça e melancolia, no entanto, de acordo com Rotta Loria. “Este estudo pode nos fazer perceber que estamos diante de uma oportunidade – podemos agir, e de maneiras diferentes”, disse ele.

Os edifícios futuros não aumentarão significativamente o fenômeno, porque as tecnologias e regulamentações de construção modernas exigem melhor isolamento e eficiência energética. E para as estruturas que já existem, entender o calor subterrâneo apresenta oportunidades, de acordo com Rotta Loria.

“Podemos agir aplicando isolamento térmico em compartimentos de edifícios subterrâneos, para minimizar a quantidade de calor residual que vai para o solo”, disse ele. “Mas se por algum motivo não formos capazes de isolar termicamente os edifícios para aumentar sua eficiência energética, poderíamos pelo menos implantar tecnologias geotérmicas embaixo ou ao lado deles para absorver o calor residual gerado e usá-lo para aquecimento e resfriamento. ”

David Toll, professor de engenharia e codiretor do Institute of Hazard, Risk and Resilience da Universidade de Durham, no Reino Unido, disse que o estudo é importante porque os efeitos dos movimentos térmicos do solo sob as cidades não têm sido foco de muita pesquisa.

“Minha conclusão do estudo seria que, para o Chicago Loop, agora sabemos que esses movimentos térmicos que ocorreram e aqueles previstos para o futuro imediato não são grandes o suficiente para serem motivo de preocupação. Essa é uma descoberta muito útil”, disse Toll, que não participou da pesquisa.

“No entanto, isso não quer dizer que tais mudanças de temperatura abaixo de outras cidades, com diferentes condições de solo, não possam ser potencialmente problemáticas.”

David Toll, professor de engenharia e codiretor do Institute of Hazard, Risk and Resilience da Universidade de Durham, no Reino Unido, disse que o estudo é importante porque os efeitos dos movimentos térmicos do solo sob as cidades não têm sido foco de muita pesquisa.

“Minha conclusão do estudo seria que, para o Chicago Loop, agora sabemos que esses movimentos térmicos que ocorreram e aqueles previstos para o futuro imediato não são grandes o suficiente para serem motivo de preocupação. Essa é uma descoberta muito útil”, disse Toll, que não participou da pesquisa.

“No entanto, isso não quer dizer que tais mudanças de temperatura abaixo de outras cidades, com diferentes condições de solo, não possam ser potencialmente problemáticas.”

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