Las proyecciones energéticas globales existentes subestiman el impacto del cambio climático en los sistemas de calefacción y refrigeración urbanas en aproximadamente un 50% para 2099 si las emisiones de gases de efecto invernadero siguen siendo altas, informan los investigadores.Esta disparidad podría afectar profundamente la planificación energética sostenible crítica para el futuro.

Los estudios existentes se concentran predominantemente en los circuitos de retroalimentación química, que son procesos a gran escala que involucraninteracciones complejasentre el uso de energía,emisiones de gases de efecto invernaderoy la atmósfera.Sin embargo, un grupo de investigación dirigido por la Universidad de Illinois Urbana-Champaign se centra en las interacciones físicas que a menudo se pasan por alto entreinfraestructura urbanay la atmósfera que puede contribuir a los microclimas locales y, en última instancia, al clima global.

Un nuevo estudio dirigido por el profesor de ingeniería civil y ambiental Lei Zhao enfatiza que el calor residual a pequeña escala a nivel urbano proveniente de los esfuerzos de calefacción y refrigeración de propiedades residenciales y comerciales puede generar grandes impactos en los climas locales y el uso de energía.Los hallazgos del estudio sonpublicadoen el diarioNaturaleza Cambio Climático.

"El calor generado por los sistemas de calefacción y refrigeración es una parte sustancial del calor total generado dentroáreas urbanas"Estos sistemas generan una gran cantidad de calor que se libera a la atmósfera dentro de las ciudades, haciéndolas más calientes y aumentando aún más la demanda de sistemas de refrigeración interior, lo que aporta aún más calor a los climas locales".

Este proceso es parte de lo que los investigadores llaman un circuito de retroalimentación física positiva entre el uso del sistema de refrigeración de los edificios y el calentamiento de los entornos urbanos locales.Los autores también señalan que el aumento de las temperaturas debido al cambio climático podría potencialmente disminuirdemanda de energíadurante los meses más fríos, unbucle de retroalimentación negativaEsto debe tenerse en cuenta en cualquier proyección de temperatura y demanda de energía.

Según el estudio, un menor uso de la calefacción conduciría a una menorcalorsiendo liberado en el entorno urbano, induciendo un menor calentamiento urbano que bajo el clima actual."Este proceso forma un circuito de retroalimentación física negativa que puede amortiguar la disminución de la demanda de calefacción", dijo Zhao.

"Pero de ninguna manera cancela el efecto de circuito de retroalimentación positiva. En cambio, nuestro modelo sugiere que podría polarizar la demanda estacional de electricidad, lo que plantea su propio conjunto de problemas para los cuales se necesita una planificación cuidadosa".

Para incluir estas contribuciones físicas pasadas por alto en el panorama general más amplio del cambio climático, el equipo utilizó un marco de modelado híbrido que combina el modelado dinámico del sistema terrestre y el aprendizaje automático para examinar la demanda global de energía de calefacción y refrigeración urbana bajo la variabilidad y las incertidumbres del cambio climático urbano.incluidos los desafíos espaciales y temporales que plantea el hecho de que las ciudades varían en ingresos, infraestructura, densidad de población, tecnología y tolerancia a la temperatura.

"Creo que la moraleja de este estudio es que se necesitan proyecciones energéticas que integren los efectos de los ciclos de retroalimentación física positivos y negativos y sentarán las bases para una evaluación más integral del impacto climático, una formulación de políticas con base científica y una coordinación en materia de políticas sensibles al clima.planificación energética."

El equipo de Zhao ya está aprendiendo cómo variables e incertidumbres como la humedad, los materiales de construcción y los futuros esfuerzos de mitigación del clima se tendrán en cuenta en sus modelos para mejorar las proyecciones de la demanda de energía.