Estudio del movimiento del aire en las calles: caracterización de la ventilación en cañones urbanos

Abstract

En la actualidad, hay múltiples efectos y fenómenos que amenazan con la degradación de la calidad de vida de los habitantes de las ciudades. Entre estos efectos se encuentra la acumulación de contaminantes del aire en las calles, que representa un riesgo significativo para la salud y el medio ambiente, especialmente en ciudades densamente pobladas; y el fenómeno de la Isla de Calor Urbana, que empeora las condiciones térmicas, degradando la calidad de vida, incrementando problemas de salud y reduciendo la interacción social en espacios públicos. En este contexto, la ventilación adecuada de las calles se convierte en un elemento clave para mitigar ambos efectos adversos. Más concretamente, los cañones urbanos se clasifican por la relación de aspecto entre la altura de los edificios y el ancho de la calle y estos actúan como microambientes donde se acumulan tanto el calor como los contaminantes. Por ello, es crucial estudiar y entender cómo los flujos de aire circulan dentro de estas estructuras urbanas. Por esta razón, este estudio aborda la caracterización detallada de los flujos de aire dentro de cañones urbanos a través de simulaciones mediante Dinámica de Fluidos Computacional (CFD), proporcionando indicadores cuantitativos de las tasas de renovación de aire y una comprensión cualitativa de los patrones de flujo. Para ello, se investigan calles con relaciones de aspecto que van desde calles anchas (AR = 0.75) hasta calles estrechas (AR = 4) y se evalúa cómo distintos niveles de velocidad del viento influyen en la renovación del aire. Además, se analizan los patrones de flujo complejos resaltando la formación de distinto números de vórtices, que limitan aún más la capacidad de disipación del calor y los contaminantes. Los datos obtenidos ofrecen una base científica para desarrollar estrategias innovadoras de aclimatación en espacios públicos, como refugios contra el calor, y mejorar la habitabilidad de las ciudades, siendo esencial para el desarrollo de estrategias urbanas que reduzcan la concentración de contaminantes y mitiguen el impacto del calor, contribuyendo así a la creación de entornos urbanos más saludables y sostenibles.