Las superficies reflectantes , o modificación del albedo terrestre ( GBAM ), es un método de gestión de la radiación solar para mejorar el albedo de la Tierra (la capacidad de reflejar las longitudes de onda visible , infrarroja y ultravioleta del Sol , reduciendo la transferencia de calor a la superficie). El IPCC describió este método como "techos blanqueados, cambios en la gestión del uso de la tierra (por ejemplo, agricultura sin labranza ), cambios de albedo a mayor escala (cubriendo glaciares o desiertos con láminas reflectantes y cambios en el albedo de los océanos)". [1]
El tipo más conocido de superficie reflectante es un tipo de techo llamado "techo fresco". Si bien los techos frescos se asocian principalmente con techos blancos, vienen en una variedad de colores y materiales y están disponibles tanto para edificios comerciales como residenciales. [2]
Como método para abordar el calentamiento global , el informe del IPCC de 2018 indicó que el potencial de reducción de la temperatura global era "pequeño", pero había un gran acuerdo sobre el reconocimiento de cambios de temperatura de 1 a 3 °C a escala regional. [1] La aplicación limitada de superficies reflectantes puede mitigar el efecto de isla de calor urbana . [3]
Se pueden utilizar superficies reflectantes para cambiar el albedo de las áreas agrícolas y urbanas, teniendo en cuenta que un cambio de albedo de 0,04-0,1 en las áreas urbanas y agrícolas podría reducir potencialmente las temperaturas globales por encima de 1,0 °C. [1]
El enfoque de las superficies reflectantes es similar al enfriamiento radiativo diurno pasivo (PDRC), ya que ambos están basados en tierra, pero el PDRC se enfoca en "aumentar la emisión de calor radiativo de la Tierra en lugar de simplemente disminuir su absorción solar". [4]
Los techos frescos, en climas cálidos, pueden ofrecer beneficios inmediatos y a largo plazo, entre ellos:
Los techos frescos logran ahorros de energía de refrigeración en veranos calurosos, pero pueden aumentar la carga de energía de calefacción durante inviernos fríos. [8] Por lo tanto, el ahorro neto de energía de los techos fríos varía según el clima. Sin embargo, un estudio de eficiencia energética de 2010 [9] que analizó este problema en edificios comerciales con aire acondicionado en los Estados Unidos encontró que los ahorros en refrigeración en verano generalmente superan la penalización en calefacción en invierno, incluso en climas fríos cerca de la frontera entre Canadá y EE. UU., lo que genera ahorros en ambos. electricidad y emisiones. Sin un programa de mantenimiento adecuado para mantener limpio el material, el ahorro de energía de los techos frescos puede disminuir con el tiempo debido a la degradación del albedo y la suciedad. [10]
La investigación y la experiencia práctica con la degradación de membranas para techos durante varios años han demostrado que el calor del sol es uno de los factores más potentes que afecta la durabilidad. Las altas temperaturas y las grandes variaciones, estacionales o diarias, a nivel del tejado son perjudiciales para la longevidad de las membranas del tejado. Reducir los cambios extremos de temperatura reducirá la incidencia de daños a los sistemas de membranas. Cubrir las membranas con materiales que reflejen la radiación ultravioleta e infrarroja reducirá el daño causado por los rayos UV y la degradación por calor. Las superficies blancas reflejan más de la mitad de la radiación que les llega, mientras que las superficies negras absorben casi la totalidad. Las membranas para tejados blancas o recubiertas de blanco, o una cubierta de grava blanca, parecen ser el mejor enfoque para controlar estos problemas cuando las membranas deben dejarse expuestas a la radiación solar. [11]
Si se blanquearan todos los techos planos urbanos en climas cálidos, el aumento resultante del 10% en la reflectividad global compensaría el efecto de calentamiento de 24 gigatoneladas de emisiones de gases de efecto invernadero, o el equivalente a sacar 300 millones de automóviles de las carreteras durante 20 años. Esto se debe a que un techo blanco de 93 metros cuadrados (1000 pies cuadrados) compensará 10 toneladas de dióxido de carbono durante su vida útil de 20 años. [12] En un estudio de caso del mundo real de 2008 [13] sobre enfriamiento a gran escala debido a una mayor reflectividad, se encontró que la provincia de Almería, en el sur de España, se ha enfriado 1,6 °C (2,9 °F) durante un período de 20 años en comparación con las regiones circundantes, como resultado de la instalación de invernaderos cubiertos de polietileno en una vasta área que antes era un desierto abierto. En verano, los agricultores encalan estos tejados para refrescar sus plantas.
Cuando la luz del sol incide sobre un techo blanco, gran parte de ella se refleja y regresa al espacio a través de la atmósfera. Pero cuando la luz del sol cae sobre un techo oscuro, la mayor parte de la luz es absorbida y reirradiada en longitudes de onda mucho más largas, que son absorbidas por la atmósfera. (Los gases de la atmósfera que absorben con mayor fuerza estas longitudes de onda largas se denominan "gases de efecto invernadero"). [14] Los resultados de un estudio realizado por Syed Ahmad Farhan et al. de Universiti Teknologi PETRONAS y Universiti Teknologi MARA en 2021, [2] que se basa en el clima cálido y húmedo de Malasia , sugieren que la selección de tejas blancas reduce significativamente los picos de transferencia de calor y también la temperatura de la superficie del techo. como los valores de transferencia de calor por conducción y temperatura de la superficie del techo a lo largo de los perfiles diurnos. Por el contrario, los resultados también revelan que no influye en los perfiles nocturnos, ya que a lo largo de la noche se produce una liberación de calor al cielo. La liberación de calor del edificio se produce debido a la ausencia de radiación solar, lo que reduce la temperatura del cielo y permite que el cielo actúe como un disipador de calor que promueve la transferencia de calor del edificio al cielo para lograr el equilibrio térmico .
Un estudio de 2012 realizado por investigadores de la Universidad de Concordia incluyó variables similares a las utilizadas en el estudio de Stanford (por ejemplo, respuestas de las nubes) y estimó que el despliegue mundial de techos y pavimentos fríos en las ciudades generaría un efecto de enfriamiento global equivalente a compensar hasta 150 gigatoneladas de emisiones de dióxido de carbono: suficientes para sacar de circulación a todos los automóviles del mundo durante 50 años. [15] [16]
Los techos de membrana termoplástica blanca (PVC y TPO) son inherentemente reflectantes y logran algunas de las mediciones de reflectancia y emitancia más altas de las que son capaces los materiales para techos. [17] Un techo hecho de termoplástico blanco, por ejemplo, puede reflejar el 80 por ciento o más de los rayos del sol y emitir al menos el 70% de la radiación solar que absorbe el techo. Un tejado de asfalto sólo refleja entre un 6 y un 26% de la radiación solar.
Además de las membranas termoplásticas blancas de PVC y TPO que se utilizan en muchas aplicaciones comerciales de techos fríos, también se están realizando investigaciones en el campo de las tejas asfálticas frías. Las tejas de asfalto constituyen la mayor parte del mercado de techos residenciales de América del Norte, y las preferencias de los consumidores por colores más oscuros hacen que la creación de tejas reflectantes del sol sea un desafío particular, lo que hace que las tejas de asfalto tengan reflectancias solares de sólo 4%-26%. Cuando estos techos se diseñan para reflejar una mayor cantidad de radiación solar, el efecto de isla de calor urbana se puede reducir mediante la reducción de la necesidad de costos de refrigeración en el verano. Aunque un techo más reflectante puede generar mayores costos de calefacción en los meses más fríos, los estudios han demostrado que los mayores costos de calefacción en invierno siguen siendo menores que los ahorros en costos de refrigeración en verano. [18] Para satisfacer las demandas de los consumidores de colores más oscuros que aún reflejen cantidades significativas de luz solar, se utilizan diferentes materiales, procesos de recubrimiento y pigmentos. Dado que solo el 43 % de la luz se produce en el espectro de luz visible, la reflectancia se puede mejorar sin afectar el color aumentando la reflectancia de la luz UV e IR. [19] La alta rugosidad de la superficie también puede contribuir a las bajas reflectancias solares de las tejas asfálticas, ya que estas tejas están hechas de muchos gránulos pequeños aproximadamente esféricos que tienen una alta rugosidad superficial. [20] Para disminuir esto, se están investigando otros materiales granulares, como lascas de roca plana, que podrían reducir las ineficiencias de reflectancia debido a la rugosidad de la superficie. Otra alternativa es recubrir los gránulos mediante un proceso de doble capa: el revestimiento exterior tendría el pigmento de color deseado, aunque puede no ser muy reflectante, mientras que el revestimiento interior es un revestimiento de dióxido de titanio altamente reflectante.
El revestimiento de grava blanca natural puede verse como una opción alternativa para obtener tejados y aceras frescos. [21]
La calificación SRI más alta y los techos más frescos son los techos de acero inoxidable, que están solo varios grados por encima de la temperatura ambiente en condiciones de viento medio. Su SRI varía de 100 a 115. Algunos también son hidrofóbicos, por lo que se mantienen muy limpios y mantienen su SRI original incluso en ambientes contaminados. [A]
Un techo existente (o nuevo) puede volverse reflectante aplicando un revestimiento reflectante solar a su superficie. Las clasificaciones de reflectividad y emisividad de más de 500 revestimientos reflectantes se pueden encontrar en el Cool Roofs Rating Council. [22]
Investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley han determinado que un pigmento utilizado por los antiguos egipcios conocido como " azul egipcio " absorbe la luz visible y emite luz en el rango del infrarrojo cercano. Puede resultar útil en materiales de construcción para mantener frescos los techos y las paredes. [23] [24] [25]
También han desarrollado revestimientos fluorescentes de color rojo rubí que tienen propiedades reflectantes similares a las de los tejados blancos. [26] [27]
Los techos verdes proporcionan una capa de masa térmica que ayuda a reducir el flujo de calor hacia un edificio. La reflectancia solar de los tejados verdes varía según el tipo de planta (generalmente entre 0,3 y 0,5). [28] Es posible que los techos verdes no reflejen tanto como un techo fresco, pero tienen otros beneficios, como la evapotranspiración, que enfría las plantas y el área inmediata alrededor de las plantas, lo que ayuda a reducir las temperaturas de los techos pero, naturalmente, aumenta la humedad. Además, algunos tejados verdes necesitan mantenimiento, como riego regular.
Un estudio de 2011 realizado por investigadores de la Universidad de Stanford sugirió que, aunque los techos reflectantes disminuyen las temperaturas en los edificios y mitigan el " efecto isla de calor urbano ", en realidad pueden aumentar la temperatura global. [29] [30] El estudio señaló que no tuvo en cuenta la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero que resultan de la conservación de energía en los edificios (ahorros anuales de energía de refrigeración menos penalización anual de energía de calefacción) asociada con los techos fríos (lo que significa que será necesario utilizar más energía para calentar el espacio habitable debido a la reducción del calor de la luz solar en invierno). Sin embargo, esto se aplica sólo a aquellas áreas con bajas temperaturas invernales, no a los climas tropicales. Además, es poco probable que las casas en áreas que reciben nieve en los meses de invierno reciban mucho más calor de los techos más oscuros, ya que estarán cubiertas de nieve la mayor parte del invierno. Un artículo de respuesta titulado "Cool Roofs and Global Cooling", elaborado por investigadores del Heat Island Group del Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley, planteó preocupaciones adicionales sobre la validez de estos hallazgos, citando la incertidumbre reconocida por los autores, resultados numéricos estadísticamente insignificantes y una insuficiente Granularidad en el análisis de las contribuciones locales a las retroalimentaciones globales. [31]
Además, una investigación de 2012 realizada en la Escuela de Ingeniería Jacobs de la Universidad de California en San Diego sobre la interacción entre pavimentos reflectantes y edificios encontró que, a menos que los edificios cercanos estén equipados con vidrio reflectante u otros factores de mitigación, la radiación solar se refleja en los pavimentos de colores claros. puede aumentar la temperatura en los edificios cercanos, aumentando la demanda de aire acondicionado y el uso de energía. [32]
En 2014, un equipo de investigadores, dirigido por Matei Georgescu, profesor asistente de la Facultad de Ciencias Geográficas y Planificación Urbana de la Universidad Estatal de Arizona y científico senior de sostenibilidad en el Instituto Global de Sostenibilidad, exploró la eficacia relativa de algunos de los más tecnologías de adaptación comunes destinadas a reducir el calentamiento provocado por la expansión urbana. Los resultados del estudio indican que el rendimiento de las tecnologías de adaptación urbana puede contrarrestar este aumento de temperatura, pero también varía estacionalmente y depende geográficamente. [33]
Específicamente, lo que funciona en el Valle Central de California, como los techos fríos, no necesariamente brinda los mismos beneficios en otras regiones del país, como Florida. La evaluación de consecuencias que se extienden más allá de las temperaturas cercanas a la superficie, como las precipitaciones y la demanda de energía, revela importantes compensaciones que a menudo no se tienen en cuenta. Se ha descubierto que los tejados frescos son especialmente eficaces en determinadas zonas durante el verano. Sin embargo, durante el invierno, estas mismas estrategias de adaptación urbana, cuando se implementan en ubicaciones del norte, enfrían aún más el ambiente y, en consecuencia, requieren calefacción adicional para mantener los niveles de confort. "El ahorro de energía obtenido durante la temporada de verano, en algunas regiones, se pierde casi por completo durante la temporada de invierno", afirmó Georgescu. En Florida, y en menor medida en los estados del suroeste, los techos fríos producen un efecto muy diferente. "En Florida, nuestras simulaciones indican una reducción significativa de las precipitaciones", dijo. "El despliegue de techos fríos da como resultado una reducción de las precipitaciones de 2 a 4 milímetros por día, una cantidad considerable (casi el 50 por ciento) que tendrá implicaciones para el agua. disponibilidad, reducción del caudal y consecuencias negativas para los ecosistemas. Para Florida, los techos fríos pueden no ser la forma óptima de combatir la isla de calor urbana debido a estas consecuencias no deseadas”. En general, los investigadores sugieren que se deben considerar decisiones sensatas de planificación y diseño para tratar de contrarrestar el aumento de las temperaturas causado por la expansión urbana y los gases de efecto invernadero. Añaden que “el cambio climático inducido por las zonas urbanas depende de factores geográficos específicos que deben evaluarse al elegir enfoques óptimos, en contraposición a soluciones únicas para todos”. [34]
Se desarrolló una serie de guías de diseño energético avanzado en cooperación con ASHRAE (Sociedad Estadounidense de Ingenieros de Calefacción, Refrigeración y Aire Acondicionado), AIA ( Instituto Estadounidense de Arquitectos ), IESNA (Sociedad de Ingeniería de Iluminación de América del Norte), USGBC (Estados Unidos). Green Building Council) y el DOE de EE. UU. (Departamento de Energía de los Estados Unidos) en 2011. Estas guías tenían como objetivo lograr un ahorro de energía del 50 % hacia un edificio de consumo neto de energía cero y cubrían los tipos de edificios de oficinas pequeñas a medianas, medianas a grandes. Edificios comerciales, grandes hospitales y edificios escolares K-12. En las zonas climáticas 4 y superiores, la recomendación es seguir la norma ASHRAE 90.1 para la reflectancia del techo, que actualmente no requiere que los techos sean reflectantes en estas zonas. En las zonas climáticas 4 y superiores, los techos fríos no son una estrategia de diseño recomendada. [35]
En 2011 se desarrolló una serie de guías avanzadas de modernización energética para “formas prácticas de mejorar el rendimiento energético” en cooperación con el DOE (Departamento de Energía de los Estados Unidos) y el PNNL (Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico). Edificios comerciales y de oficinas que podrían mejorar su eficiencia energética. No se recomendaron techos frescos para todos los lugares. “Esta medida probablemente sea más rentable en la zona climática cálida y húmeda, que tiene una larga temporada de enfriamiento, que en la zona climática muy fría, por ejemplo. Para edificios ubicados en climas cálidos, vale la pena considerar esta medida”. [36] [37]
La Asociación de Desarrollo del Cobre ha realizado varios estudios, a partir de 2002, que examinaron las temperaturas elevadas del cableado dentro de los conductos en y sobre materiales de techo de varios colores. Los hallazgos concluyeron que las temperaturas sobre los techos fríos eran más altas que las de un material de techo de color más oscuro. Esto ilustra la idea de que la radiación solar desviada, cuando es impedida por equipos, tuberías u otros materiales del tejado, estará sujeta a la ganancia de calor de la radiación. [38]
Según las "Directrices para seleccionar techos fríos" del Departamento de Energía de EE. UU.: “Los techos frescos deben considerarse en el contexto de su entorno. Es relativamente fácil especificar un techo fresco y predecir ahorros de energía, pero pensar en el futuro puede evitar otros dolores de cabeza. Haga esta pregunta antes de instalar un techo fresco: ¿Adónde irá la luz solar reflejada? Un techo brillante y reflectante podría reflejar la luz y el calor hacia las ventanas más altas de los edificios vecinos más altos. En condiciones soleadas, esto podría provocar deslumbramientos incómodos y calor no deseado para usted o sus vecinos. El exceso de calor causado por los reflejos aumenta el uso de energía del aire acondicionado, anulando algunos de los beneficios de ahorro de energía del techo frío”. [39]
Según las "Directrices para seleccionar techos frescos" del Departamento de Energía de EE. UU. sobre el tema del mantenimiento de techos fríos: "A medida que un techo fresco se ensucia debido a la contaminación, el tráfico peatonal, los escombros depositados por el viento, el agua estancada y el crecimiento de moho o algas, su La reflectancia disminuirá, lo que provocará temperaturas más altas. Los techos especialmente sucios pueden tener un rendimiento sustancialmente peor de lo que indican las etiquetas del producto. La suciedad causada por el tráfico peatonal se puede minimizar especificando pasillos designados o limitando el acceso al techo. acumulación porque el agua de lluvia puede eliminar más fácilmente la suciedad y los escombros. Algunas superficies de techos fríos son “autolimpiantes”, lo que significa que eliminan la suciedad más fácilmente y pueden retener mejor su reflectancia. Limpiar un techo frío puede restaurar la reflectancia solar cerca de su condición de instalación. Siempre consulte con el fabricante de su techo para conocer el procedimiento de limpieza adecuado, ya que algunos métodos pueden dañar su techo. Si bien generalmente no es rentable limpiar un techo solo para ahorrar energía, la limpieza del techo puede integrarse como un componente del mantenimiento de rutina de su techo. programa. Por lo tanto, es mejor estimar los ahorros de energía basándose en los valores de reflectancia solar erosionados en lugar de en los valores de los tejados limpios". [39]
Cuando la luz del sol incide sobre un tejado oscuro, aproximadamente el 15% de ella se refleja hacia el cielo, pero la mayor parte de su energía es absorbida por el sistema del tejado en forma de calor. Los tejados frescos reflejan mucha más luz solar y absorben menos calor que los tejados tradicionales de colores oscuros. [6]
Hay dos propiedades que se utilizan para medir los efectos de los techos fríos:
Otro método para evaluar el frío es el índice de reflectancia solar (SRI), que incorpora tanto la reflectancia como la emitancia solar en un solo valor. El SRI mide la capacidad del techo para rechazar el calor solar, definida de manera que un negro estándar (reflectancia 0,05, emitancia 0,90) es 0 y un blanco estándar (reflectancia 0,80, emitancia 0,90) es 100. [40]
Un SRI perfecto es aproximadamente 122, el valor de un espejo perfecto, que no absorbe la luz solar y tiene una emisividad muy baja. El único material práctico que se acerca a este nivel es el acero inoxidable con un SRI de 112. Los techos de alta reflectividad y baja emisividad mantienen una temperatura muy cercana a la ambiental en todo momento, evitando ganancias de calor en climas cálidos y minimizando la pérdida de calor en climas fríos. Los tejados de alta emisividad tienen una pérdida de calor mucho mayor en climas fríos para los mismos valores de aislamiento.
La Calculadora de ahorro de techos (RSC) es una herramienta desarrollada por el Laboratorio Nacional Oak Ridge del Departamento de Energía de EE. UU. que estima los ahorros en refrigeración y calefacción para aplicaciones de techos de baja pendiente con superficies blancas y negras. [41]
Esta herramienta fue la colaboración del Laboratorio Nacional Oak Ridge y el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley con el fin de proporcionar ahorros en techos consensuados por la industria para edificios residenciales y comerciales. Informa el ahorro de energía anual neto (ahorro de energía de refrigeración menos penalizaciones de calefacción) y, por lo tanto, solo es aplicable a los edificios con un sistema de calefacción y/o refrigeración. [42]
Los autos reflectantes solares o los autos fríos reflejan más luz solar que los autos oscuros, lo que reduce la cantidad de calor que se transmite al interior del auto. Por tanto, ayuda a disminuir la necesidad de aire acondicionado, el consumo de combustible y las emisiones de gases de efecto invernadero y contaminantes del aire urbano. [43]
Los estacionamientos de colores fríos son estacionamientos hechos con una capa de pintura reflectante. [44] Los pavimentos fríos que están diseñados para reflejar la radiación solar pueden utilizar mezclas modificadas, revestimientos reflectantes, pavimentos permeables y pavimentos con vegetación. [45]
Se están explorando los espejos como superficies reflectantes para reflejar la radiación solar y las temperaturas frías. MEER es una organización sin fines de lucro que utiliza materiales reciclados para fabricar espejos y películas reflectantes de polímeros para un posible uso generalizado en tejados y espacios abiertos como tierras de cultivo. Se han realizado pruebas en California y se están desarrollando otras oportunidades de aplicación en New Hampshire , India y África . [46]
En algunos climas donde hay más días de calefacción que días de refrigeración, los techos reflectantes blancos pueden no ser efectivos en términos de eficiencia o ahorro energético porque los ahorros en el uso de energía de refrigeración pueden verse superados por las penalizaciones de calefacción durante el invierno. Según la Encuesta de consumo de energía de edificios comerciales de 2003 de la Administración de Información Energética de EE. UU., la calefacción representa el 36% del consumo anual de energía de los edificios comerciales, mientras que el aire acondicionado sólo representa el 8% en Estados Unidos. [47] Las calculadoras de energía generalmente muestran un ahorro neto anual para sistemas de techos de colores oscuros en climas fríos.
Un techo perfecto no absorbería calor en verano ni perdería calor en invierno. Para ello se necesitaría un SRI muy alto para eliminar todas las ganancias de calor radiativo en verano y las pérdidas en invierno. Las cubiertas altas SRI actúan como barrera radiante , proporcionando un efecto termo-botella. Los techos fríos de alta emisividad conllevan una penalización climática debido a las pérdidas de calor por radiación en invierno, lo que no sucede con los techos reflectantes de metal desnudo, como los de acero inoxidable.
En un estudio federal de 2001, el Laboratorio Nacional Lawrence Berkeley (LBNL) midió y calculó la reducción en la demanda máxima de energía asociada con la reflectancia de la superficie de un techo frío. [48] LBNL encontró que, en comparación con la membrana de caucho negro original para techos en el edificio comercial de Texas estudiado, una membrana de vinilo adaptada produjo una disminución promedio de 24 °C (43 °F) en la temperatura de la superficie, una disminución del 11% en el aire agregado condicionando el consumo de energía y la correspondiente caída del 14% en la demanda en horas punta. La temperatura promedio diaria en verano de la superficie del techo negro fue de 75 °C (167 °F), pero una vez modernizada con una superficie reflectante blanca, midió 52 °C (126 °F). Sin considerar ningún beneficio fiscal u otros cargos de servicios públicos, los gastos anuales de energía se redujeron en $7200 o $0,07/pie cuadrado (esta cifra se aplica tanto a los cargos de energía como a los cargos por demanda máxima).
Los instrumentos midieron las condiciones climáticas en el techo, las temperaturas dentro del edificio y en todas las capas del techo, y el aire acondicionado y el consumo total de energía del edificio. Las medidas se tomaron con la membrana original de caucho negro para techos y luego, después de reemplazarla, con un techo de vinilo blanco con el mismo aislamiento y sistemas HVAC instalados.
Aunque se recopiló un año completo de datos reales, debido a aberraciones en los datos, se excluyó un mes de datos junto con varios otros días que no cumplían con los parámetros del estudio. Sólo se utilizaron 36 días continuos previos a la modernización y sólo 28 días operativos no continuos para el período posterior a la modernización. [48]
Otro estudio de caso, realizado en 2009 y publicado en 2011, fue completado por Ashley-McGraw Architects y CDH Energy Corp para el Departamento Correccional del Condado de Onondaga, en Jamesville, Nueva York, y evaluó el rendimiento energético de un techo verde o con vegetación, un EPDM oscuro. techo y un techo de TPO reflectante blanco . Los resultados medidos mostraron que los sistemas de techo de TPO y vegetación tenían temperaturas de techo mucho más bajas que la superficie de EPDM convencional. La reducción de la absorción solar redujo las ganancias solares en el verano pero también aumentó las pérdidas de calor durante la temporada de calefacción. En comparación con la membrana EPDM , el techo de TPO tuvo pérdidas de calor un 30% más y el techo vegetal tuvo pérdidas un 23% más. [49]
En julio de 2010, el Departamento de Energía de los Estados Unidos anunció una serie de iniciativas para implementar más ampliamente tecnologías de techos fríos en instalaciones y edificios del DOE en todo el país. [50] Como parte de los nuevos esfuerzos, el DOE instalará un techo fresco, siempre que sea rentable durante la vida útil del techo, durante la construcción de un techo nuevo o el reemplazo de uno viejo en una instalación del DOE.
En octubre de 2013, el Departamento de Energía de los Estados Unidos clasificó a Cool Roofs en el puesto 53 sobre 100 (promedio ponderado de 0 a 100) como estrategia energética rentable. [51] "Los problemas climáticos pueden afectar el rendimiento de los techos fríos. Los techos fríos son más beneficiosos en climas más cálidos y pueden hacer que el consumo de energía para aplicaciones de calefacción aumente en climas más fríos. Los techos fríos tienen un impacto menor cuanto más aislamiento se utiliza. La Secretaría de Energía También se alentó a todas las oficinas del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) a instalar techos frescos, cuando se demuestre la rentabilidad del ciclo de vida, al construir techos nuevos o al reemplazar techos viejos en las instalaciones del DOE. " [51]
Energy Star es un programa conjunto de la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. y el Departamento de Energía de EE. UU. diseñado para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y ayudar a las empresas y consumidores a ahorrar dinero al elegir productos energéticamente eficientes.
Para aplicaciones de techos de baja pendiente, un producto para techos que califique para la etiqueta Energy Star según su Programa de Productos para Techos debe tener una reflectividad solar inicial de al menos 0,65 y una reflectancia intemperizada de al menos 0,50, de acuerdo con los procedimientos de prueba de la EPA. [52] Las garantías para productos para techos reflectantes deben ser iguales en todos los aspectos materiales a las garantías ofrecidas para productos para techos no reflectantes comparables, ya sea por una empresa determinada o en relación con los estándares de la industria.
A diferencia de otros productos con calificación Energy Star, como los electrodomésticos, este sistema de calificación no analiza todo el conjunto del techo, sino solo la superficie exterior. Los consumidores (es decir, los propietarios de edificios) pueden creer que la etiqueta Energy Star significa que su tejado es energéticamente eficiente; sin embargo, las pruebas no son tan estrictas como el estándar de sus aparatos y no incluyen los componentes adicionales de un techo (es decir, estructura del techo, barreras resistentes al fuego, aislamiento, adhesivos, sujetadores, etc.). [53] En su sitio web se publica un descargo de responsabilidad: "Aunque existen beneficios inherentes en el uso de techos reflectantes, antes de seleccionar un producto para techos basado en el ahorro de energía esperado, los consumidores deben explorar los resultados calculados esperados que se pueden encontrar en el Departamento de Energía". "Roof Savings Calculator" en www.roofcalc.com. Recuerde que el ahorro de energía que se puede lograr con un techo reflectante depende en gran medida del diseño de las instalaciones, el aislamiento utilizado, las condiciones climáticas, la ubicación del edificio y la eficiencia de la envolvente del edificio. [53]
Cool Roof Rating Council [54] (CRRC) ha creado un sistema de clasificación para medir e informar la reflectancia solar y la emisión térmica de productos para techos. Este sistema se ha incluido en un directorio en línea de más de 850 productos para techos y está disponible para proveedores de servicios energéticos, organismos encargados de códigos de construcción, arquitectos y especificadores, propietarios y planificadores comunitarios. CRRC realiza pruebas aleatorias cada año para garantizar la credibilidad de su directorio de calificación.
El programa de calificación de CRRC permite a los fabricantes y vendedores etiquetar adecuadamente sus productos para techos de acuerdo con propiedades específicas medidas por CRRC. Sin embargo, el programa no especifica requisitos mínimos de reflectancia solar o emisión térmica.
El sistema Green Globe se utiliza en Canadá y Estados Unidos. En los EE. UU., Green Globes es propiedad de Green Building Initiative (GBI) y está operado por ella. En Canadá, la versión para edificios existentes es propiedad de BOMA Canadá y está operada por ella bajo la marca 'Go Green' (Visez vert).
Green Globe utiliza criterios de referencia de rendimiento para evaluar el probable consumo de energía de un edificio, comparando el diseño del edificio con los datos generados por el Target Finder de la EPA, que refleja el rendimiento real del edificio. Los edificios pueden obtener una calificación de entre uno y cuatro globos. Este es un sistema en línea; La información de un edificio es verificada por un ingeniero o arquitecto con licencia capacitado y aprobado por Green Globes. Para calificar para una calificación, los materiales para techos deben tener una reflectancia solar de al menos 0,65 y una emisión térmica de al menos 0,90. Se pueden otorgar hasta 10 puntos por una cobertura del techo del 1 al 100 por ciento con vegetación, materiales altamente reflectantes o ambos. La base física de una alta emitancia es bastante cuestionable, ya que simplemente describe un material que irradia fácilmente calor de longitud de onda infrarroja al medio ambiente, contribuyendo al efecto invernadero. Los materiales altamente reflectantes y de baja emisión son mucho mejores para reducir el consumo de energía.
El sistema de calificación de Liderazgo en Energía y Diseño Ambiental (LEED) del Consejo de Construcción Ecológica de EE. UU. es un estándar nacional voluntario y en continua evolución para el desarrollo de edificios sustentables de alto rendimiento. [ cita necesaria ] LEED proporciona estándares para elegir productos en el diseño de edificios, pero no certifica productos. [ cita necesaria ]
A diferencia de un código de construcción , como el Código Internacional de Construcción , sólo los miembros del USGBC y comités "internos" específicos pueden agregar, restar o editar la norma, basándose en un proceso de revisión interna. Los códigos de construcción modelo son votados por los miembros y los comités "internos", pero permiten comentarios y testimonios del público en general durante todos y cada uno de los ciclos de desarrollo del código en audiencias de revisión pública, que generalmente se llevan a cabo varias veces al año. [55]
Según la versión LEED 2009, para recibir el Crédito por Sitios Sostenibles 7.2 Techo con Efecto Isla de Calor, al menos el 75% de la superficie de un techo debe utilizar materiales que tengan un índice de reflexión solar (SRI) de al menos 78. Este criterio también se puede cumplir. instalando un techo con vegetación para al menos el 50 % del área del techo, o instalando un albedo alto y un techo con vegetación en combinación que cumpla con esta fórmula: (Área del techo que cumple con el techo SRI mínimo/0,75) + (Área del techo con vegetación/0,5) ≥ Área total del techo. [56]
A continuación se muestran ejemplos de edificios con certificación LEED con techos reflectantes blancos. [57]
Este proyecto está cofinanciado por la Unión Europea en el marco del Programa Energía Inteligente Europa.
El objetivo de la acción propuesta es crear e implementar un Plan de Acción para los tejados frescos en la UE. Los objetivos específicos son: apoyar el desarrollo de políticas transfiriendo experiencia y mejorando la comprensión de las contribuciones reales y potenciales de los tejados frescos al consumo de calefacción y refrigeración en la UE; eliminar y simplificar los procedimientos para la integración de cubiertas frescas en la construcción y el parque de edificios; cambiar el comportamiento de los responsables de la toma de decisiones y de las partes interesadas para mejorar la aceptabilidad de los tejados frescos; difundir y promover el desarrollo de legislación, códigos, permisos y normas innovadores, incluidos procedimientos de solicitud, permisos de construcción y planificación relacionados con techos fríos. [60] El trabajo se desarrollará en cuatro ejes: técnico, de mercado, de políticas y de usuarios finales.
En la Australia tropical, las láminas galvanizadas con zinc (plateadas) (generalmente corrugadas ) no reflejan el calor tan bien como el color blanco verdaderamente "frío", especialmente porque las superficies metálicas no emiten infrarrojos al cielo. [61] Las tendencias de la moda europea ahora están utilizando techos de aluminio de colores más oscuros, para seguir la moda de los consumidores.
NYC °CoolRoofs es una iniciativa de la ciudad de Nueva York para revestir de blanco los tejados con la ayuda de voluntarios. [62] El programa comenzó en 2009 como parte de PlaNYC , [63] y ha recubierto de blanco más de 5 millones de pies cuadrados de tejados de Nueva York. [64] El miércoles 25 de septiembre de 2013, el alcalde Michael R. Bloomberg lo declaró "NYC °CoolRoofs Day" en la ciudad de Nueva York con el revestimiento de su edificio número 500 y la reducción de la huella de carbono en más de 2000 toneladas. Los voluntarios utilizan brochas y rodillos para aplicar un revestimiento elastomérico acrílico a la membrana del techo. [65] Un estudio de la Universidad de Columbia de 2011 sobre techos recubiertos a través del programa encontró que los techos blancos mostraban una reducción de temperatura promedio de 43 grados Fahrenheit en comparación con los techos negros. [66]
White Roof Project es una iniciativa nacional de EE. UU. [67] que educa y capacita a las personas [68] para revestir los tejados de blanco. El alcance del programa [69] ha ayudado a completar proyectos de techos blancos en más de 20 estados de EE. UU. y cinco países, ha involucrado a miles de personas en proyectos de voluntariado y ha patrocinado el revestimiento de cientos de tejados de organizaciones sin fines de lucro y de bajos ingresos.
Se produce una isla de calor urbana donde la combinación de infraestructura que absorbe calor, como estacionamientos de asfalto oscuro y pavimento de carreteras y extensiones de tejados negros, junto con escasa vegetación, eleva la temperatura del aire entre 1 y 3 °C (1,8 a 5,4 °F) más. que la temperatura en el campo circundante. [70] [71]
Los programas de construcción sustentable abogan por el uso de techos frescos para mitigar el efecto de isla de calor urbano y la consiguiente peor calidad del aire (en forma de smog) que causa el efecto. Al reflejar la luz del sol, los techos de colores claros minimizan el aumento de temperatura y reducen el uso de energía de refrigeración y la formación de smog. Un estudio realizado por LBNL demostró que, si se adoptaran ampliamente estrategias para mitigar este efecto, incluidos techos frescos, el área metropolitana del Gran Toronto podría ahorrar más de $11 millones al año en costos de energía. [72]