Un modelo analiza la relación costo-beneficio de la instalación de techos verdes en las ciudades

Es una herramienta desarrollada en el marco de una colaboración científica internacional en la cual participan investigadores brasileños, y puede ayudar a los tomadores de decisiones a evaluar en sus regiones el efecto real de estas estructuras sobre recursos tales como el agua, los alimentos y la energía

Por Maria Fernanda Ziegler  |  Agência FAPESP – Los techos verdes han venido siendo señalados como una de las posibles soluciones en el combate contra los cambios climáticos en las ciudades. Sucede que además de hacer posible la captación del agua de las lluvias y la producción de hortalizas en lo alto de las edificaciones, también son capaces de generar un microclima que disminuye la temperatura del lugar y el gasto energético con refrigeración, por ejemplo.

Un equipo internacional de científicos diseñó un modelo –que puede aplicarse a cualquier ciudad del mundo– con el cual se pueden medir los costos y los beneficios ambientales de la implementación y el uso de techos verdes como estructuras capaces de contribuir con los sistemas de alimentos, agua y energía. El referido trabajo, a cargo de investigadores de la Fundación Getulio Vargas (Brasil), la Beijing Normal University (China), la Wuhan University (China), la Xiamen University (China) y la Yale University (Estados Unidos), contó con el apoyo de la FAPESP en el marco de la convocatoria intitulada “Nexo Urbano de Alimentos, Agua y Energía”, emitida en colaboración con el Belmont Forum y el JPI Urban Europe en el ámbito de la Sustainable Urbanisation Global Initiative.

“Se ha venido hablando bastante acerca del impacto de los techos verdes en la sostenibilidad de las ciudades, pero, ¿cuál es el real efecto de estas estructuras sobre recursos importantes como el agua, los alimentos y la energía? En este estudio hemos creado un modelo para ayudarlos a los tomadores de decisiones en el análisis de los costos y los beneficios de la implementación de estas estructuras verdes urbanas. Verificamos de dónde provienen los recursos de agua, energía y alimentos de cada ciudad y de qué manera la instalación de una serie de techos verdes podría beneficiar a estos tres sistemas. Para finalizar, hemos puesto a prueba el modelo en ciudades con características tan disímiles como São José dos Campos, en Brasil, y Johanesburgo, en Sudáfrica”, afirma Rodrigo Bellezoni, investigador de la Fundación Getulio Vargas (FGV) y uno de los autores del artículo publicado en la revista NPJ Urban Sustainability.

En la investigación, los beneficios de la instalación de los techos verdes se calculan con base en un abordaje amplio, que tiene en cuenta la producción y el consumo de agua, energía y alimentos, como así también las emisiones de dióxido de carbono (CO₂) asociadas.

“Es un estudio teórico con la mira puesta en una aplicación práctica. En todo el mundo existe una demanda creciente de agua, alimentos y energía. Son tres componentes que están conectados y poseen una fuerte influencia sobre las emisiones de gases de efecto invernadero, precisamente porque la demanda de esos recursos puede generar una presión sobre cuestiones conocidas como la huella de carbono y la huella hídrica, por ejemplo. Y los techos verdes poseen efectos sobre la relación alimentos-agua-energía en las ciudades, con su potencial aporte a la sostenibilidad”, explicó José Puppim, docente de la FGV y coautor del artículo.

Los factores locales

La comparación entre las dos ciudades demostró que la implementación de los techos verdes debe tener en cuenta una serie de factores. Bellezoni explica que, para infraestructuras tales como los referidos techos verdes y otras soluciones basadas en la naturaleza, se deben contemplar las especificidades locales. En este apartado, entran en juego cuestiones elementales, tales como si existe producción local de esas estructuras verdes (o si habría que importarlas), e incluso una comprensión más profunda sobre lo que los investigadores denominan trade-offs: si la energía utilizada en la producción de componentes de esos techos verdes y en el cultivo de hortalizas sobre dichas estructuras compensaría el gasto energético correspondiente al transporte de alimentos a la ciudad, por ejemplo.

“En la simulación demostramos que en las dos ciudades evaluadas los techos verdes son neutros en carbono. No obstante, nos deparamos con mayores beneficios referentes a la instalación de estas estructuras en São José dos Campos que en Johanesburgo”, dice.

Mientras que en São José dos Campos los modelos demostraron que el agua de la lluvia captada por los techos verdes sería suficiente como para compensar el riego local destinado a la producción de alimentos, lo propio no sucedería en Johanesburgo. De acuerdo con los modelos, en la ciudad sudafricana la demanda de agua seguiría siendo mayor que la capacidad de captación de los techos verdes.

“Los resultados muestran que la instalación de un conjunto de techos verdes en São José dos Campos disminuiría significativamente el empleo de agua tratada para la irrigación, pues esta tecnología reemplazaría a buena parte de la demanda con el agua recolectada en las cubiertas verdes. No obstante, en Johanesburgo, sobre todo debido a cuestiones climáticas, los techos verdes no eliminarían del todo la necesidad de riego con agua corriente; pero, por supuesto, disminuirían esa demanda. Por ende, el resultado del análisis de costo-beneficio no es el mismo en ambas ciudades”, explica Bellezoni.

Otro punto que se analizó fue la diferencia entre el suministro de materia prima para la instalación de estas estructuras. "Como Brasil es un país más desarrollado que Sudáfrica, contamos con algunas industrias locales que producen estos equipamientos. Cuanto más cerca se fabrica algo, menor es el consumo de energía en su transporte, por ejemplo. En tanto, en el caso de Sudáfrica, buena parte de la materia prima proviene de otros países. Se gastan muchas más unidades de energía por cada unidad del producto final.”

En el estudio, los investigadores aplicaron técnicas de monitoreo remoto para mapear mediante imágenes satelitales todas las superficies de la ciudad que pudiesen contar con techos verdes. Luego clasificaron las edificaciones entre residenciales, comercial e industriales.

“Planteamos algunas premisas para estipular en qué superficies podría instalarse la infraestructura necesaria como para convertirse en techos verdes. Sucede que no toda edificación puede recibir un peso de algunas toneladas y soportar así este tipo de instalaciones, por ejemplo. Por ende, limitamos a tan solamente una tercera parte de lo que potencialmente podría aprovecharse como techos verdes”, explica Bellezoni.

El grupo también generó posibles escenarios de expansión de las cubiertas verdes. “De este modo, pudimos estudiar el impacto del ciclo de vida de esta infraestructura. Qué cantidad de agua, energía y emisiones gastamos para producir cada uno de los elementos que componen un techo verde. Son estructuras compuestas por diversos materiales que deben contabilizarse. En una segunda etapa, incluimos los costos de mantenimiento y la vida útil, y trazamos el perfil para un techo verde en São José dos Campos y en Johanesburgo”, comenta.

Para culminar el análisis, los investigadores también calcularon la cantidad de agua o de energía que se consumiría en una producción hipotética de tomates con miras a ofertar o incrementar la oferta local de este producto que actualmente proviene de fuera de las ciudades.

Puede leerse el artículo intitulado The food-water-energy nexus and green roofs in Sao Jose dos Campos, Brazil, and Johannesburg, South Africa en el siguiente enlace: www.nature.com/articles/s42949-023-00091-3.