Arborização como estratégia de mitigação das ilhas de calor urbanas na cidade de Goiânia, Goiás, Brasil

Abstract

The expansion of urban settlements, characterized by drastic changes in land cover and the emission of anthropogenic gases, has intensified the warming of urban areas relative to their rural surroundings, a phenomenon known as the Urban Heat Island (UHI). The exacerbation of this phenomenon in the context of climate change has promoted urban afforestation as an effective and versatile mitigation strategy. This research analyzes the influence of urban afforestation on Surface Urban Heat Islands (SUHI) in the neighborhoods of Goiânia–GO, a municipality known for its high level of urban afforestation. Using remote sensing, NDVI and SAVI indices and Land Surface Temperature maps were generated for the period 2006–2025, analyzing the behavior of vegetation and SUHI through change detection techniques, both at the urban perimeter scale and at the neighborhood scale. Within the urban perimeter, increases of 2.88% and 11.47% were observed in the NDVI and SAVI indices, respectively, along with a 10% increase in the intensity of SUHI (0.26°C). Regarding the neighborhoods, 59% and 71% showed increases in NDVI and SAVI, while 64% recorded an increase in SUHI intensity. Pearson’s correlation analysis and ordinary least squares regression revealed a strong relationship between vegetation indices and SUHI in the neighborhoods (r = −0.88; R² = 0.78), highlighting the importance of vegetation as a predictor of SUHI. In 163 neighborhoods where tree cover was estimated, a total increase of 5.06 percentage points (9.42% to 14.48%) was recorded, with an average of 5.3 points per neighborhood. Gated communities had the highest proportions of tree cover and growth, resulting in lower SUHI values compared to traditional residential neighborhoods. Tree cover in protected areas (APA, APP, UC, and parks) accounted for 35% of total coverage; by 2025, neighborhoods associated with these areas exhibited significantly higher average tree cover than non-associated neighborhoods (15.06% vs. 7.03%), with an average SUHI intensity 0.75°C lower. Neighborhoods with urban occupancy below 40% recorded the lowest tree cover but the greatest decreases in SUHI, resulting from the transition from bare soil to vegetation on vacant lots, highlighting the importance of these areas in the city’s thermal landscape, as well as the subordination of tree cover to the dynamics of urban growth. Finally, other factors such as reflective roofs, shade cast by high-rise buildings and changes in land cover in adjacent areas, were found to influence SUHI intensities. Based on 2025 data, it was determined that, in neighborhoods with urban occupancy exceeding 40%, each 1% increase in tree cover reduces SUHI intensity by between −0.061 and −0.080°C. In neighborhoods with urban coverage below 40%, changes in the land cover of vacant lots outweigh the influence of tree cover.La expansión de los asentamientos urbanos, caracterizada por la alteración drástica de las propiedades de la superficie y la emisión de gases antropogénicos, ha intensificado el calentamiento de las áreas urbanas en relación a sus entornos rurales, fenómeno conocido como Isla de Calor Urbana (ICU). La exacerbación de este fenómeno en el contexto del cambio climático, ha impulsado la arborización urbana como una estrategia de mitigación eficaz y versátil. Esta investigación analiza la influencia de la arborización urbana sobre las ICU superficiales (ICUS) en los barrios de Goiânia–GO, municipio destacado por su arborización. Mediante teledetección, fueron elaborados índices NDVI, SAVI y mapas de Temperaturas Superficiales Terrestres entre 2006-2025, analizando el comportamiento de la vegetación y las ICUS por medio de técnicas de detección de mudanzas, tanto en la escala del perímetro urbano como en la del barrio. En el perímetro urbano, se identificaron incrementos del 2,88% y 11,47% en los índices NDVI y SAVI, respectivamente, junto a un aumento del 10% en la intensidad de las ICUS (0,26°C). En relación a los barrios, el 59% y 71% mostraron incrementos en NDVI y SAVI, mientras que el 64% registró un aumento en la intensidad de las ICUS. El análisis de correlación de Pearson y la regresión de mínimos cuadrados ordinarios revelaron una relación fuerte entre los índices de vegetación y las ICUS de los barrios (r=−0,88; R2=0,78), destacando la importancia de la vegetación como predictor de las ICUS. En 163 barrios en los que fue estimada la cobertura arbórea, fue registrado un incremento total de 5,06 puntosporcentuales (9,42% a 14,48%), con un promedio por barrio de 5,3 puntos. Los condominios cerrados presentaron las mayores proporciones de cobertura y crecimiento, resultando en menores intensidades de ICUS en comparación con los barrios residenciales tradicionales. La arborización en áreas protegidas (APA, APP, UC y parques) representó el 35% de la cobertura total; para 2025, barrios asociados a estas áreas exhibieron una cobertura arbórea promedio significativamente superior a los barrios no asociados (15,06% vs. 7,03%), con intensidad promedio 0,75°C más baja. Barrios con ocupación urbana inferior al 40%, registraron las coberturas arbóreas más bajas, pero los mayores descensos en las ICUS, producto de la transición de suelos desnudos a vegetación en lotes vacíos, evidenciando la importancia de estas áreas en el campo térmico de la ciudad, así como la subordinación de la cobertura arbórea a la dinámica de crecimiento urbano. Finalmente, otros factores como techos reflectivos, sombreado proyectado por edificaciones de gran altura y cambios en la cobertura del suelo en áreas adyacentes mostraron influencia sobre las intensidades de las ICUS. Con base en los datos de 2025, se determinó que, en barrios con ocupación urbana superiore al 40%, cada incremento del 1% en la cobertura arbórea reduce la intensidad de las ICUS entre −0,061 y −0,080°C. En barrios con ocupaciones inferiores al 40%, cambios en la cobertura del suelo de lotes vacíos prevalecen sobre la influencia de la cobertura arbórea.