El comportamiento del viento en la morfología urbana y su incidencia en el uso estancial del espacio público, Punta Arenas, Chile = The behavior of wind in urban morphology and its incidence in the resting use of public space, Punta Arenas, Chile

El comportamiento del viento en la morfología urbana y su incidencia en el uso estancial del espacio público, Punta Arenas, Chile = The behavior of wind in urban morphology and its incidence in the resting use of public space, Punta Arenas, Chil

Urbanismo aerodinámico: entre lo sólido y lo fluido

Dentro de las variables meteorológicas menos estudiadas en relación a las ciudades se encuentra el viento. Las constantes variaciones de cambio a nivel de gradiente vertical, de la meso-escala a la micro-escala junto a los cambios a nivel del cañón urbano en velocidad, dirección y fuerza lo vuelven complejo de investigar. Para poder estudiar el viento se planteó una estrategia metodológica que abordará la multidimensionalidad del fenómeno del viento, aplicándolo en la ciudad más austral del mundo, la ciudad de Punta Arenas donde los vientos no solo alcanzar los 183 Km por hora sino que además vienen desde la misma dirección en más de un 90% de las veces. Este comportamiento constante en la direccionalidad del viento permite reconocer los fenómenos aerodinámicos en primera instancia producidos por la rugosidad urbana en sus líneas de viento y luego a nivel morfológico en el comportamiento aerodinámico del fluido laminar sobre los cuerpos edificados, generándose un patrón regular entre lo sólidos y lo fluidos. Los fuertes vientos en ciudades de climas fríos inciden finalmente en el uso estancial de sus espacios públicos, los cuales al no estar diseñados bajo estas condiciones no desarrollan apropiados niveles de confort térmico de sus espacios exteriores

Estrategia Metodológica para la Visualización Digital de Patrones Aerodinámicos Presentes en la Morfología Urbana y su Incidencia en el Uso Estancial de los Espacios Públicos

Los estudios de viento requieren nuevas herramientas y modelizaciones que ahora es posible abordar desde diferentes programas de simulación urbana

La historia del viento en las ciudades

ResumenLa relación entre el viento y las ciudades se desarrolla a lo largo de la historia de manera accidentada, discontinua y en varias disciplinas. En sus orígenes, el conocimiento del viento era más de carácter intuitivo y se basaba en la observación de sus manifestaciones visibles, ya sea en la lluvia, los remolinos o los elementos que arrastra. Estas observaciones permitieron, en diversa épocas, generar ciertos criterios para diseñar ciudades con principios eólicos genéricos. Con el paso del tiempo, los avances científicos y las nuevas tecnologías, fue posible ir avanzado en el conocimiento del viento. Así, diversas disciplinas como la geografía, la meteorología, la arquitectura y el urbanismo avanzaron por caminos separados, cada una buscando sus propios objetivos en relación al viento. A medida que nos acercamos al siglo XX empiezan a aparecer ramas de estas mismas disciplinas, como la climatología o la bioclimatología, sumándose también nuevas áreas del conocimiento como la ingeniería aeroespacial, la que se desprende la ingeniería aerodinámica para cuerpos romos no fuselados y cuerpos estáticos como los edificios, los puentes, etc. Todas estas ramas del conocimiento desarrollan caminos paralelos, pero al final del siglo XX y comienzos del XXI se empiezan a mezclar, compartiendo sus propios descubrimientos. Hoy, la necesidad de reunir estos conocimientos se torna fundamental para lograr un avance interdisciplinario que permita comprender la importancia del viento para la planificación urbana en un mundo que necesita cada vez más conciencia ambiental.AbstractThe relationship between the wind and the cities has developed throughout history in an uneven, discontinuous way and in various disciplines. In its origins, the knowledge of the wind was more intuitive in nature and was based on the observation of its visible manifestations, whether in the rain, the eddies or the elements that it drags. These observations allowed, at different times, to generate certain criteria to design cities with generic wind principles. With the passage of time, scientific advances and new technologies, it was possible to advance in the knowledge of the wind. Thus, various disciplines such as geography, meteorology, architecture and urban planning advanced in their separate ways, each seeking its own objectives in relation to the wind. As we approach the 20th century, branches of these same disciplines begin to appear, such as climatology or bioclimatology, also adding new areas of knowledge such as aerospace engineering, which is derived from aerodynamic engineering for non-fuselated blunt bodies and static bodies. like buildings, bridges, etc. All these branches of knowledge develop parallel paths, but at the end of the 20th century and the beginning of the 21st they begin to mix, sharing their own discoveries. Today, the need to gather this knowledge becomes fundamental to achieve an interdisciplinary advance that allows understanding the importance of the wind for urban planning in a world that increasingly needs environmental awareness

La historia del viento en las ciudades = The history of the wind in the cities

ResumenLa relación entre el viento y las ciudades se desarrolla a lo largo de la historia de manera accidentada, discontinua y en varias disciplinas. En sus orígenes, el conocimiento del viento era más de carácter intuitivo y se basaba en la observación de sus manifestaciones visibles, ya sea en la lluvia, los remolinos o los elementos que arrastra. Estas observaciones permitieron, en diversa épocas, generar ciertos criterios para diseñar ciudades con principios eólicos genéricos. Con el paso del tiempo, los avances científicos y las nuevas tecnologías, fue posible ir avanzado en el conocimiento del viento. Así, diversas disciplinas como la geografía, la meteorología, la arquitectura y el urbanismo avanzaron por caminos separados, cada una buscando sus propios objetivos en relación al viento. A medida que nos acercamos al siglo XX empiezan a aparecer ramas de estas mismas disciplinas, como la climatología o la bioclimatología, sumándose también nuevas áreas del conocimiento como la ingeniería aeroespacial, la que se desprende la ingeniería aerodinámica para cuerpos romos no fuselados y cuerpos estáticos como los edificios, los puentes, etc. Todas estas ramas del conocimiento desarrollan caminos paralelos, pero al final del siglo XX y comienzos del XXI se empiezan a mezclar, compartiendo sus propios descubrimientos. Hoy, la necesidad de reunir estos conocimientos se torna fundamental para lograr un avance interdisciplinario que permita comprender la importancia del viento para la planificación urbana en un mundo que necesita cada vez más conciencia ambiental.AbstractThe relationship between the wind and the cities has developed throughout history in an uneven, discontinuous way and in various disciplines. In its origins, the knowledge of the wind was more intuitive in nature and was based on the observation of its visible manifestations, whether in the rain, the eddies or the elements that it drags. These observations allowed, at different times, to generate certain criteria to design cities with generic wind principles. With the passage of time, scientific advances and new technologies, it was possible to advance in the knowledge of the wind. Thus, various disciplines such as geography, meteorology, architecture and urban planning advanced in their separate ways, each seeking its own objectives in relation to the wind. As we approach the 20th century, branches of these same disciplines begin to appear, such as climatology or bioclimatology, also adding new areas of knowledge such as aerospace engineering, which is derived from aerodynamic engineering for non-fuselated blunt bodies and static bodies. like buildings, bridges, etc. All these branches of knowledge develop parallel paths, but at the end of the 20th century and the beginning of the 21st they begin to mix, sharing their own discoveries. Today, the need to gather this knowledge becomes fundamental to achieve an interdisciplinary advance that allows understanding the importance of the wind for urban planning in a world that increasingly needs environmental awareness

La ciudad y el viento: la morfología urbana y su relación con el uso estancial del espacio público abierto en territorios con vientos fuertes y climas fríos: el caso de la ciudad de Punta Arenas, región de Magallanes, Chile

El presente trabajo ahonda en el conocimiento del viento urbano. La investigación pasa revista a la historia de la relación del viento y la ciudad y revisa tres pares de disciplinas implicadas en comprender mejor dicha relación: la arquitectura y el urbanismo, la meteorología y la climatología y, por último, la ingeniería aeroespacial y la aerodinámica civil. Se estudian el comportamiento y la fluidez del viento al desplazarse por cuerpos romos no fuselados (los edificios y la trama urbana), así como sus efectos dentro de la ciudad. Asimismo, se examinan las metodologías existentes para comprenderlo, medirlo y analizarlo, desde los estudios de proporción y modelamiento en túneles de viento hasta las simulaciones virtuales y las dinámicas de fluidos CFD. Posteriormente se reconoce un caso de estudio que permite analizar el viento como un factor aislado, pero desde los parámetros morfológicos de una ciudad en la que se generan patrones aerodinámicos muy característicos: Punta Arenas, la ciudad más austral del mundo, donde los vientos corren casi siempre desde la misma dirección, el “oeste”, a más de 33,3 m/s, lo que equivale a 120 Km/h. La hipótesis de la investigación es que la morfología del casco histórico de Punta Arenas genera patrones aerodinámicos que condicionan el bienestar en los espacios públicos. El objetivo general de la investigación es estudiar los efectos aerodinámicos presentes en la morfología urbana para mejorar la permanencia en los espacios públicos, proponiendo estrategias para el desarrollo morfológico y volumétrico de los cuerpos edificados. En el desarrollo del caso de estudio se reconocen, al interior del cañón urbano, las temperaturas, los índices de asoleamiento y sus conos de sombra, la dirección del viento y la visualización del vórtice al interior del cañón urbano, para determinar cómo estos factores impactan en el espacio público. Las conclusiones indican que los patrones aerodinámicos presentes en la morfología urbana conducen el viento hacia los espacios públicos que se encuentran o desprotegidos del viento o con excesiva turbulencias, por tanto, los patrones aerodinámicos inciden en el uso estancial de los espacios públicos, generando problemas mecánicos al peatón e incidiendo en la sensación térmica en dichos espacios. Ello permite confirmar que es posible modificar y mejorar el uso de los espacios públicos si somos capaces de modelar la morfología urbana con el fin de reorientar los patrones aerodinámicos que afectan significativamente a dichos espacios. ABSTRACT This work deepens into the knowledge of urban wind. The study reviews the history of the relationship between the wind and the city and reviews three pairs of disciplines involved in understanding better these relationship: Architecture and Urbanism, Meteorology and Climatology and, finally, Aerospace and Civil Aerodynamics. The behavior and flow of wind through blunt bodies not fairings (the buildings and the urban fabric) and its effects within the city are studied. Also, existing methodologies to understand, measure and analyze the wind are examined, from the studios of proportion and modeling in wind tunnels to virtual simulations and fluid dynamics CFD. Subsequently, a case study to analyze the wind as an isolated factor is recognized, but from the morphological parameters of a city where very characteristic aerodynamic patterns are generated: Punta Arenas, the southernmost city in the world, where the winds run almost always from the same direction, the "West", at more than 33.3 m/s, which is equivalent to 120 km/h. The research hypothesis is that the morphology of the historic center of Punta Arenas generates aerodynamic patterns that determine the well-being in public spaces. The overall objective of the research is to study the aerodynamic effects present in the urban morphology to improve retention in public spaces, proposing strategies for morphological and volumetric development of the built bodies. In developing the case study are recognized, within the urban canyon, temperatures, rates of sunlight and shadow cones, wind direction and visualization of the vortex into the urban canyon, to determine how these factors impact in public space. The findings indicate that the aerodynamic patterns in urban morphology lead wind to public spaces that are unprotected or find themselves in a condition of excessive wind or turbulence; therefore, aerodynamic patterns affect the use of public spaces, generating mechanical problems for pedestrians and affecting the thermal sensation in such spaces. This confirms that it is possible to modify and improve the use of public spaces if we are able to model the urban morphology in order to reorient the aerodynamic patterns that significantly affect those spaces