Optimización del microclima orientada a los peatones para plazas urbanas: integración de patrones de movimiento con simulación de confort térmico

Las plazas urbanas en climas cálidos y húmedos se enfrentan a graves riesgos de exposición al calor debido a los elevados factores de exposición al cielo y a la escasa sombra disponible; sin embargo, las estrategias convencionales de mitigación térmica se basan principalmente en parámetros de rendimiento a escala de toda la plaza que no se ajustan a los patrones reales de exposición de los peatones.

Este estudio propone un marco de optimización del microclima orientado a los peatones que integra la simulación del movimiento peatonal basada en agentes (PedSim) con modelos de microclima acoplados de CFD para mejorar el confort térmico al aire libre precisamente en los lugares donde las personas caminan y se reúnen. Se analizó una plaza urbana representativa (32.300 m²) en un clima cálido-húmedo bajo condiciones de diseño extremas de verano. Se compararon sistemáticamente tres escenarios: (1) configuración de referencia, (2) optimización de la vegetación en toda la plaza (distribución uniforme) y (3) optimización orientada a los peatones guiada por puntos de mayor movimiento ponderados por la exposición. Las variables microclimáticas se simularon utilizando urbanMicroclimateFoam (OpenFOAM), incorporando módulos acoplados de flujo de aire, transporte de calor/humedad, radiación y vegetación. El confort térmico se cuantificó utilizando la temperatura radiante media (Mean Radiant Temperature, MRT) y el índice climático térmico universal (Universal Thermal Climate Index, UTCIUTCI es la sigla de "Universal Thermal Climate Index" que en español se traduce como "Índice Universal de Clima Térmico". Es un índice que evalúa el impacto del clima en la sensación térmica y el confort...) tanto a escala de toda la plaza como a escala de los puntos de mayor actividad peatonal. Se realizaron además simulaciones invernales para evaluar las compensaciones estacionales.

Los resultados demuestran que, con un porcentaje de cobertura vegetal idéntico (6,6 %), la estrategia orientada a los peatones logra mejoras sustancialmente mayores en el confort térmico en las zonas de alto uso. En comparación con la referencia, la MRT y el UTCI en los puntos de mayor actividad se redujeron hasta en 5,0 °C y 3,0 °C, respectivamente, mientras que el esquema para toda la plaza solo produjo mejoras marginales (ΔUTCI < 1 °C). Cabe destacar que la disposición orientada a los peatones superó a la optimización de toda la plaza en los puntos calientes con una reducción del UTCI de 0,8 °C sin comprometer el confort térmico invernal, manteniendo ratios de área térmicamente confortable del 100 % en ambos escenarios.

Esta investigación revela que la configuración espacial de la vegetación es tan crítica como la cantidad de cobertura para la exposición térmica de los peatones. Al vincular explícitamente la ubicación de los árboles con los patrones de movimiento, el marco propuesto ofrece una vía centrada en las personas y eficiente en el uso de los recursos para un diseño urbano sensible al clima, proporcionando conocimientos prácticos para mitigar el estrés térmico en espacios abiertos densamente poblados sin aumentar los costes de la infraestructura verde.

Título Original:

"Pedestrian-Oriented Microclimate Optimization for Urban Plazas: Integrating Movement Patterns with Thermal Comfort Simulation"

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