Sesión UrbBC DUyP 2016

1. 23/05/2016
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Atmósfera
abierta I y II
TEMA 2.
CLIMA Y
BIENESTAR
HUMANO
Generalidades
Composición de
la atmósfera
Estructura de la
atmósfera
Balance de
radiación
UNIDAD 1.
ATMÓSFERA ABIERTA I
Objetivos:
• Introducir la concepción de la capa exterior del
planeta, describiendo las propiedades de la
atmósfera y del aire.
• Particularizar en las nociones acerca de la
atmósfera abierta, permitiendo al alumno
describir su composición, estructura y el régimen
de radiación al cual está sometida.
 La atmósfera está compuesta por una mezcla de gases
denominada aire atmosférico. La proporción de estos gases es
relativamente estable hasta los 30 km de altura. La presencia
del vapor de agua en cantidad variable hasta cierta cota juega
un papel sensible en el ciclo hidrológico.
 El patrón de la distribución vertical de la temperatura ha
permitido dividir en capas la atmósfera para facilitar su estudio
y descripción. La tropósfera es, para la vida del hombre, la capa
donde se percibe el tiempo atmosférico. En ella se producen
muchos de los fenómenos que constituyen el intemperismo.
 El sistema tierra - atmósfera es alimentado por la energía solar,
que da lugar a transferencias de calor vertical y horizontal
mediante convección y advección.
CONCLUSIONES

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Indique las
proporciones en que
los principales gases
componentes del
aire se encuentran
en la atmósfera
baja.
PREGUNTAS DE COMPROBACIÓN
Nitrógeno 78%
Oxígeno 21%
Gases raros 1%
¿Cómo se comporta
generalmente la
distribución vertical
de la temperatura
en la Tropósfera?
PREGUNTAS DE COMPROBACIÓN
La temperatura generalmente
decrece con la elevación.
Promedio = 6°C / Km
¿En cuáles
direcciones se dan
los dos principales
procesos de
transferencia
calórica en la
atmósfera?
PREGUNTAS DE COMPROBACIÓN
De la superficie a la atmósfera y del Ecuador a los Polos.
La temperatura cambia tanto con la latitud geográfica como con la
altura

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Circulación
Equilibrio
atmosférico
termodinámico
Escala de los
fenómenos
UNIDAD 2.
ATMÓSFERA ABIERTA II
Objetivos:
• Describir los aspectos esenciales de la dinámica
y termodinámica atmosférica.
• Conocer los modelos principales de la
circulación general de la atmósfera y de otras
escalas de circulación.
 El origen primario del movimiento planetario del aire en la atmósfera
es la diferencia de calentamiento entre las bajas y las altas latitudes.
La rotación del planeta y la heterogeneidad en la distribución de las
tierras y las aguas organiza el movimiento de las masas de aire en
correspondencia con centros circulares de alta y baja presión. Entre las
fuerzas del viento se cuenta el gradiente de la presión, coriolis, la
fuerza centrípeta y la fricción con la superficie de la tierra.
 Los movimientos verticales del aire están condicionados por el
equilibrio termodinámico de la atmósfera, el cual pone en juego las
fuerzas de flotabilidad que aceleran hacia arriba las parcelas de aire
en movimiento menos densas que su periferia y desaceleran las más
densas respecto a su medio circundante.
 Los fenómenos atmosféricos operan en escalas espacio - temporales
conexas, en el sentido de que a menor espacio implicado en el
desarrollo del fenómeno más transiente es su naturaleza.
CONCLUSIONES
¿Cómo se produce
esencialmente el
transporte de calor
de las bajas a las
altas latitudes?
PREGUNTAS DE COMPROBACIÓN
El transporte de calor de las bajas a las altas latitudes, a través de
la advección de las masas de aire, se produce a través de la
dinámica de los frentes asociados a los ciclones extratropicales.

4. 23/05/2016
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¿Cuáles elementos
influyen en el
desarrollo de una
isla de calor urbana?
PREGUNTAS DE COMPROBACIÓN
1. Diferencias en balance de radiación neto total entre áreas urbana y rural.
2. Almacenamiento de energía solar en la masa de edificios urbanos en el día
y su irradiación en la noche.
3. Generación de calor en área urbana (transporte, industria, vivienda, etc.).
4. Menor evaporación desde el suelo y la vegetación en el área urbana con
relación a una zona rural.
Explique cómo se
produce en la
atmósfera el
equilibrio
termodinámico
estable absoluto.
PREGUNTAS DE COMPROBACIÓN
El aire ascendente frío (más denso) rodeado de aire menos frío (menos denso)
recibe un impulso descendente. La estabilidad atmosférica se opone a la
dispersión de los humos y gases, incrementando los tenores de contaminantes
del aire. La inversión es un caso extremo de estabilidad atmosférica.
¿En cuál escala
clasificaría el efecto
en el flujo del aire
conocido como
"sombra
aerodinámica de los
edificios"?
PREGUNTAS DE COMPROBACIÓN
Fenómenos de microescala, pues perturban el viento prevaleciente
dando lugar a efectos Venturi (abarcando una extensión espacial
que no excede los 10 m).

5. 23/05/2016
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Concepto del
aire interior
Significado de
las
condiciones de
frontera
Fuerzas del
movimiento
del aire
Papeles de la
flotabilidad y
la inercia
UNIDAD 3
ATMÓSFERA EN SITIOS
CERRADOS
Objetivos:
• Conceptualizar las condiciones físicas del aire
sujeto a fronteras sólidas.
• Considerar los aspectos relevantes de la
dinámica del aire interior.
• Considerar la presencia de radiación térmica.
• Describir la evolución cronológica de los
parámetros de estado.
 Propiedades diferenciadas entre aire interior y atmósfera abierta. Se debe al
intercambio calórico y dinámico con y a través de las fronteras, constituidas
por los elementos arquitectónicos. Tal diferenciación puede favorecer
microclimas benéficos, o bien, tanto o más hostiles que los provistos por el
intemperismo. (Microlocalización, diseño bioclimático y uso de diferentes
tipos de materiales de construcción)
 La ventilación como factor importante de modulación de este intercambio
por su papel disipativo. La ventilación natural privilegia la autosostenibilidad
del bienestar por que no emplea energía convencional. Se toman en cuenta
dos fuerzas: el gradiente de la presión y la flotabilidad.
 La irradiación infraroja desde o hacia las estructuras es la que mas afecta el
aire interior, tanto más cuanto más limitado es su movimiento. El grado de
caldeamiento de los elementos arquitectónicos, la capacidad de calor
específico de los materiales usados y su conductividad regularán en gran
medida los procesos de intercambio de calor radiante en el interior. Ello
definirá su microclima.
CONCLUSIONES
¿Qué se entiende
por aire interior?
PREGUNTAS DE COMPROBACIÓN
Aire atmosférico restringido a condiciones de frontera sólida, dada
por los límites naturales de las edificaciones, con o sin modalidades
de intercambio dinámico con ambientes exteriores y/o colindantes,
con o sin modalidades de intercambio calórico con las fronteras
físicas que lo contienen

6. 23/05/2016
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Cite un parámetro
que fija el régimen
del fluido
PREGUNTAS DE COMPROBACIÓN
Es el número de Reynolds, ente adimensional que resulta del cociente entre
las fuerzas de inercia y las fuerzas viscosas.
Cuanto mayor es el número de Reynolds más intenso será el predominio de
las fuerzas de inercia (régimen turbulento) e inversamente cuanto menor es
el número de Reynolds más marcada será la acción de las fuerzas viscosas
(régimen laminar)
¿De qué modo influyen
los elementos
adyacentes a un
ambiente habitacional
en el calor cedido o
recibido por el aire?
PREGUNTAS DE COMPROBACIÓN
El calor cedido o recibido (C) en puede ser estimado si se conocen las
diferencias de temperatura de los ambientes exterior (Te ) e interior
(Ti ), el área de de paso (A) y el coeficiente total de transmisión de
calor (Ktr).
C = Ktr A (Te - Ti )
¿Cómo interpreta la
modulación del
intemperismo por la
edificación? (análisis de
las series cronológicas de
la temperatura del aire)
PREGUNTAS DE COMPROBACIÓN
Modulación de amplitud - los máximos y mínimos están atenuados
en el interior de la edificación
Desincronización horaria - retardo interior de la hora de los
extremales con relación al ambiente exterior.

7. 23/05/2016
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Variables
climáticas
Radiación
solar
Temperatura
del aire
Humedad
relativa del
aire
Viento
Tipos de clima
Sitio climático
UNIDAD 4 CLIMA.
PRINCIPALES
CARACTERÍSTICAS
Objetivos
• Conocer las características del clima y la
influencia que tienen las variables climáticas
que intervienen en el acondicionamiento
ambiental de los espacios urbanos y los edificios
en el marco del desarrollo sostenible.
Para seguir el
camino de la
construcción
sustentable es
imprescindible
como cuestión
básica dominar
conceptualmente
el clima y
contar con una
base datos
fiable.
es el estado
momentáneo del
ambiente
atmosférico en un
lugar determinado
es una integración
en tiempo de los
estados físicos del
ambiente y
caracteriza un lugar
geográfico
determinado
TIEMPO Y CLIMA

8. 23/05/2016
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 El cambio climático global constituye una alerta por las
implicaciones que pueda tener en las proyecciones futuras
para el desarrollo y manejo de los asentamientos humanos.
 La radiación solar juega un papel decisivo en el clima y
condiciona variaciones regionales del clima. El dominio de la
trayectoria solar y todo lo relativo a la cantidad y calidad de
radiación incidente deben ser dominados a cabalidad.
 No menos importantes son el resto de las variables;
temperatura, humedad y viento, así como la interrelación
existente entre ellas y sus particularidades en las distintas
regiones de la tierra, las cuales establecen las bases para la
adecuación climática de los espacios urbanos y
arquitectónicos y sugieren las estrategias específicas y
apropiadas para cada sitio climático.
CONCLUSIONES
Un techo plano recibe
la misma cantidad de
radiación que uno
inclinado. ¿Por qué?
PREGUNTAS DE COMPROBACIÓN
Ley del coseno: la intensidad de radiación sobre una superficie
inclinada (Ic) es igual a la intensidad normal (Ib) por el coseno del
ángulo de incidencia. O sea, menos radiación por unidad de área
¿La temperatura es
consecuencia directa
de los rayos del sol?
¿Puedes explicar qué
factores intervienen?
PREGUNTAS DE COMPROBACIÓN
No. La temperatura del aire es consecuencia de un complejo balance energético
en el que intervienen:
• La energía incidente (I).
• La absorción, conductividad térmica y capacidad térmica del suelo que
determinan la transmisión de calor por conducción. (CD).
• Las pérdidas por evaporación (E), por radiación (R) y por convección (CV).

9. 23/05/2016
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¿Qué efecto causa el
aire húmedo en la
sensación térmica?
PREGUNTAS DE COMPROBACIÓN
El aire caliente y húmedo es sofocante. Es necesaria la circulación del aire
para renovar con aire más seco y deshumidificar los ambientes internos.
El secado del aire produce una sensación de enfriamiento debido a que el
aire húmedo impide el enfriamiento por evaporación del sudor y se reduce
la tolerancia del hombre para resistir temperaturas altas.
Determinar el % de
HR del aire en la
Carta Psicrométrica.
TBS=29 °C y
TBH=26 °C.
PREGUNTAS DE COMPROBACIÓN
La relación de estas temperaturas,
la humedad absoluta y relativa y
la presión de vapor se muestra en
la carta psicrométrica.
¿Puedes explicar
cómo se forman la
brisa y el terral?
PREGUNTAS DE COMPROBACIÓN
La diferencia de calor específico entre las masas de agua y la tierra dan lugar
a la brisa y al terral.
Durante el día la tierra se calienta más que el agua, el aire tiende a subir
por convección produciendo una zona de baja presión hacia la cual fluye el
aire frío en contacto con la superficie del agua. Por la noche la tierra se
enfría más rápido que el agua, el aire sobre su superficie tiende a subir por
convección produciendo una zona de baja presión hacia donde fluye el aire
frío en contacto con la superficie de la tierra.

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EL CLIMA EN EL DISEÑO
URBANO Y DEL PAISAJE
Establece la escala
Corresponde al tamaño
del proyecto
Implica el clima
específico del área tanto
en extensión horizontal
como en altura
EL SITIO CLIMÁTICO
 Información sinóptica de los observatorios nacionales
 http://smn.cna.gob.mx/observatorios/rhistorico.html
FUENTES DE DATOS CLIMÁTICOS

11. 23/05/2016
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 Los climas se definen de acuerdo a los datos de temperatura
y precipitación, en términos anuales y mensuales.
 Existen cinco grupos climáticos fundamentales
 Grupo de climas A: Clima cálido húmedo.
 Grupo de climas B: Clima seco.
 Grupo de climas C: Clima templado húmedo.
 Grupo de climas D: Clima boreal.
 Grupo de climas E: Clima polar
CLASIFICACIÓN CLIMÁTICA KÖPPEN-GARCÍA
Grupos A, C y D:
 f Precipitación durante todo el año
 w Estación seca en invierno, lluvias en verano
 s Estación seca en verano, lluvias en invierno
 m lluvias abundantes en verano con influencia de
monzón. (Sólo para el grupo A)
Grupo B:
 S Semiárido (Clima de estepa)
 W Árido (Clima de desierto)
Clima E:
 T Clima de tundra
 F Nieve perpetua
MODIFICADORES
Culiacán BSw h’
Clima seco, de
estepa, con lluvia en
verano, muy caliente

12. 23/05/2016
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Sistema de Agrupación Bioclimática de Ciudades

13. 23/05/2016
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RECOPILACIÓN Y ORDENACIÓN DE LA
INFORMACIÓN
Después de analizar la clasificación
climática, el siguiente paso del
análisis climático es la recopilación
de información de los parámetros
climáticos.
Los datos básicos son:
 Temperatura máxima, media y
mínima
 Humedad Relativa, máxima,
media y mínima
 Precipitación Pluvial total anual
 Radiación Solar Total, directa y
difusa
 Dirección y velocidad del viento
 Nubosidad
 Fenómenos especiales
ANÁLISIS CLIMÁTICO
 Análisis Paramétrico -
analizar cada parámetro
por separado
 Análisis Mensual en sentido
vertical - interrelacionando
varios parámetros.
 Análisis Anual –
 se podrá obtener una
caracterización climática para
conocer con claridad y
precisión como es el clima del
sitio en cuestión, determinar
cómo es su comportamiento y
cuales sus condicionantes
 Con base en ello, establecer
conceptos y estrategias de
diseño adecuadas
El análisis puede
hacerse con la
información
numérica, sin
embargo es más
sencillo hacerlo a
través de GRÁFICAS
ANÁLISIS A TRAVÉS DE GRÁFICAS
No es fácil analizar el comportamiento climático sin un
PARÁMETRO DE REFERENCIA