La aerodinámica de las ciudades (I). Paisaje de viento

1 de julio de 2016

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Bruno Henríquez

 

El pesimista se queja del viento, el optimista espera a que cambie, el realista ajusta las velas.
William George Ward

 

 

 
Se conocen lugares en el mundo y en nuestra propia ciudad donde el viento tiene sus características propias que en algunas ocasiones los hacen muy conocidos.
Hay ciudades como Chicago llamada la capital del viento, donde sus calles se caracterizan por tener grandes flujos de viento de alta velocidad en puntos y zonas urbanas en momentos dados del día y también en diferentes épocas del año, lo que ha obligado a rediseñar las construcciones e introducir elementos de protección contra los efectos molestos.
También hay esquinas y lugares de nuestra propia ciudad que conocemos por el flujo de aire que es más marcado como en el caso de los alrededores del edifico Focsa en La Habana.
En general las ciudades se caracterizan por tener zonas en las que el viento sopla muy fuerte mientras en otras los edificios apantallan las corrientes de aire y se producen zonas de estancamiento.
El viento es un fenómeno meteorológico determinado por las diferencias de presión atmosférica, a gran escala, se corresponde con la circulación general de la atmósfera del planeta, y es el viento que predicen los meteorólogos en las distintas zonas del planeta y en general para grandes regiones de nuestro propio país, pero en las condiciones locales digamos en nuestra provincia o ciudad, el viento depende de las características del relieve, la presencia de edificios o terrenos descampados, la cercanía a las costas, las fuentes de calor, la hora del día y la época del año, y es un fenómeno mucho característico del lugar en que nos encontramos.
Así el viento como fenómeno complejo es muy variado pero tiene patrones que se repiten.
Al conjunto de la configuración del flujo de viento y los efectos que se producen en una zona dada se le conoce como paisaje de viento. Hay ciudades que son muy ventosas incluso aquí en Cuba, como Gibara o Moa, o lugares específicos de ciudades donde el viento fuerte es una de sus características. Como el edifico Focsa en la Habana, la esquina del Nickel en Holguín, alrededor de los edificios altos de cualquier ciudad como los conocidos como 21 plantas en Santiago de Cuba y muchos lugares más, bien caracterizados y conocidos por quienes los frecuentan.
Los flujos de viento en las ciudades al interactuar con los edificios producen diferentes efectos que a veces son invisibles y otras se pueden percibir a simple vista.

En general estos flujos distribuyen los contaminantes, los olores, el humo de chimeneas y vehículos, hace ondear las banderas, mueve las ramas de los árboles o en caso de ser muy intenso pueden dificultar la marcha.

 

 
También ejercen fuerzas sobre las estructuras, creando esfuerzos y deformaciones.

Así como zonas de altas y bajas presiones en las fachadas de los edificios permitiendo la entrada o salida del aire en ellos y propiciando la ventilación del interior.
Alrededor de los edificios se crean tanto zonas de altas velocidades como de estancamiento, lo que modifica la ventilación de la ciudad y las molestias o el confort a nivel de peatón. Aparecen entonces zonas protegidas del viento y zonas afectadas por él. Se hace patente el arrastre del polvo y la basura.
Pero estos vientos también contribuyen al balance térmico de la ciudad y sus edificios, ya que traen aire fresco o cálido sobre las diferentes zonas de la ciudad

El viento cerca de la superficie de la tierra se ve afectado por el relieve, por las condiciones del tiempo, las tormentas, lluvias y sequias. En esta interacción se generan torbellinos, acompañados de cambios de dirección imprevisibles, al conjunto de todas esas variaciones se le llama turbulencia.
La turbulencia se caracteriza por los cambios bruscos e impredecibles de dirección e intensidad del viento en un mismo lugar, esto es debido al desplazamiento de los torbellinos creados al interactuar el viento con el relieve que encuentra en su camino.

 

 
Si hiciéramos un perfil de cómo cambia la velocidad del viento con la altura veríamos que desde el suelo hasta 600 metros aproximadamente, la velocidad va creciendo hasta estabilizarse, mientras más cerca del suelo, el viento, además de ser más lento también es más turbulento, esto es por causa de las ya mencionadas rugosidades del terreno. La altura a la que se alcanza la velocidad máxima del viento varía en dependencia de la rugosidad del terreno.
Cuando no hay turbulencia el viento tiene un flujo llamado laminar, pues si se pudiera ver la velocidad esta crearía un patrón como de láminas superpuestas.
La menor rugosidad del terreno se encuentra sobre las grandes llanuras planas y las superficies de embalses de agua o del mar en calma y la mayor rugosidad es cuando el relieve se va llenando de obstáculos de diferentes dimensiones como edificios, colinas, vegetación, esto puede apantallar o canalizar el flujo del viento y en general cambia su velocidad unas veces aumentándola y otras disminuyéndola.
Los patrones de viento a gran escala, que dependen de los anticiclones en condiciones cotidianas crean un paisaje de viento en la interacción con el relieve de la ciudad diferente a los vientos de altas velocidades de ciclones, tifones y turbonadas, porque cuando hay vientos intensos también se intensifica la turbulencia.

También son diferentes sus efectos cuando viene acompañado de lluvia, o si se mantienen durante mucho tiempo ráfagas de alta velocidad.
Les recuerdo cuáles son esos efectos, la distribución de los contaminantes, el humo y los olores; las fuerzas y tensiones que crea el viento sobre las construcciones; las zonas de altas velocidades y de estancamiento alrededor de los edificios; y la ventilación y balance térmico de las ciudades.

Algunos de estos fenómenos son claramente visibles, otros como los esfuerzos sobre las estructuras o las presiones aerodinámicas no producen deformaciones visibles, aunque si efectos de tipo térmico o de deformación del flujo de viento que se pueden medir y conocer y al usar dispositivos adecuados hacerse visibles.
De estas y otras características energéticas y aerodinámicas del viento en las zonas construidas tratarán las siguientes entregas de esta serie.