Super mega hiper trabajo epico de sistema climatico: - U

Super mega hiper trabajo epico de sistema climatico:
Alteración climatica de un asentamiento urbano
Integrantes: Giuseppe Bonatici
Profesor: nombre_1 Rondanelli

Ayudantes: Priscila Nowajewsky B.
y otro sujeto
Fecha: alguien la mira realmente?
Resumen/abstract
Introducción
Las ciudades y diversos asentamientos humanos alteran el medio ambiente y clima
debido a la diferencia de la composición de los materiales que se ocupan para
construir con respecto al suelo original compuesto de suelos, rocas y plantas. Por ello,
estos asentamientos generan el fenómeno de “isla de calor” e “isla de frío” al alcanzar
cierto tamaño.
La definición de una isla de calor se entiende bajo tres pilares comparativos con
respecto al promedio rural de la misma región. El primero es que la isla presentará una
temperatura promedio mayor. El segundo es que la desigualdad del ciclo térmico se
acentúa en la noche. Y finalmente. Existe un retraso en la hora de llegada de la máxima
térmica con respecto a la periferia.
Estas islas térmicas están relacionadas principalmente a la falta de ventilación a los
alrededores que sufre el asentamiento, producto de las propiedades del material de
construcción principal de las ciudades (cementos, asfalto) y en algunos casos, también
producto de la locación de la edificación aledaña a elementos geomorfológicos que
facilitan la formación de las islas (cuencas, cordilleras).
Los materiales de construcción modifican la permeabilidad, el albedo, la capacidad de
almacenar calor y la vegetación del ambiente donde se construye.
La reducción de la permeabilidad disminuye el tiempo medio de una molécula de agua
en una columna en el ambiente, debido a la baja higroscopia del material, las
superficies se saturan de agua rápidamente, y producen escorrentía, que es canalizada
y extraída rápidamente de la ciudad por tuberías. Produciendo un aire más seco y por
ende, mas fácil de calentar, haciendo que la humedad relativa disminuya aun más en
tiempos sin lluvia prolongados, creando un clima que tiende a ser desértico.
El albedo de los materiales de construcción varía de manera importante, pero el más
destacable resulta ser el asfalto oscuro, que es capaz de absorber casi la totalidad de la
radiación solar. (http://glosarios.servidor-alicante.com/energia-fotovoltaica/albedo)
El cambio en la capacidad para almacenar calor adquiere importancia para entender
los cambios en el ciclo térmico de la ciudad, ya que la mayoría de los materiales de
construcción responden más lentamente ante cambios de temperatura. Produciendo
lo que se le puede llamar “histéresis térmica”, la cual esta caracterizada, en este caso,
en que una vez eliminado el estimulo (radiación solar), el cuerpo empieza a emitir
lentamente la temperatura al ambiente, produciendo tardes más calidas, y mañanas
más frías.
El cambio en la densidad de vegetación afecta en muchos sentidos, primero, la falta de
actividad hace que se rompa el ciclo de regeneración de materia orgánica en el suelo,
produciendo un empobrecimiento progresivo y difícilmente reversible. Segundo, con la
eliminación de la vegetación, se pierde la evapotranspiración entregada por estas,
produciendo una reducción en la humedad en el aire. Tercero, su albedo es cambiado
por el del material de construcción.
Metodología
Islas termicas.
Las islas térmicas teóricamente ocurren en toda escala, pero el grado de influencia del
fenómeno es menor cuando la alteración es pequeña, ya que no existe un aislamiento
lo suficientemente grande del ambiente rural para modificar importantemente.
También el existe un viento critico que determina la capacidad de formación de la isla,
debido a que este permite el renuevo de aire, homogeneizando las temperaturas con
las zonas rurales. Este viento crítico es definido por el tamaño de la ciudad, y esta a su
vez es determinada por el número de habitantes (asumiendo que todas las ciudades
tienen igual densidad de habitantes)
El viento crítico de define como:
*(El clima urbano de Bahía Blanca (Alicia Margarita Capelli de Steffens,Alicia M.
Campos de Ferreras,María Cintia Piccolo ) p.26)
Donde:
, viento critico [mtr/s]
, cantidad de habitantes
Asumiendo una densidad de habitantes fija, P se puede descomponer en:
Donde:
, tamaño de la ciudad
, densidad de habitantes.
La intensidad de la isla de calor también se observa linealmente dependiente con la
cantidad de habitantes, y por tanto también de su tamaño.
Permeabilidad
La permeabilidad es la capacidad que tiene un material de permitirle a un flujo que lo
atraviese sin alterar su estructura interna. Se afirma que un material es permeable si
deja pasar a través de él una cantidad apreciable de fluido en un tiempo dado,
e impermeable si la cantidad de fluido es despreciable.
La velocidad con la que el fluido atraviesa el material depende de tres factores básicos:
-La porosidad del material;
-La densidad del fluido considerado, afectada por su temperatura;
-La presión a que está sometido el fluido.
La permeabilidad intrínseca de cualquier material poroso, se determina mediante la
fórmula de Darcy:
Donde
, permeabilidad intrínseca [L2]
, constante adimensional relacionada con la configuración del fluido.
, diámetro promedio de los poros del material [L]
(*http://www.ecured.cu/index.php/Ley_de_Darcy)
El cemento tiene un
tan extremadamente bajo que se considera impermeable. Ya
que en el proceso de elaboración de este, la pasta de cemento (cemento más agua)
genera cristales hidratados que unen químicamente sus componente, haciendo que
entre estos no hayan poros, salvo situaciones escasas en que el material no cristaliza
por un mal contacto con el agua. Produciendo muy poco poros. En el caso del asfalto
su implementación lleva a un fundido parcial que une los granos de asfalto, y al ser
este insoluble en agua, a pesar de tener porosidad interna bastante grande, el agua es
incapaz de llegar a ellas y por eso se define que es impermeable.
Albedo
El albedo es la proporción de radiación solar reflejada por un cierto material. Y la
emisividad consiste en un factor que relaciona la emisión de calor de un cuerpo real
con el teórico (cuerpo negro).
Tabla 1: Albedo superficial y emisividad superficial para distintas superficies.
Tipo de suelo
Tierra/cemento
Desierto
Cesped
Suelo agrícola
Bosque
Agua
Nieve
Hielo
Albedo (α)
0,05-0,40
0,20-0,45
0,16-0,26
0,15-0,25
0,15-0,20
0,03-0,10
0,40-0,95
0,20-0,45
Emisividad (ЄIR)
0,90-0,98
0,84-0,91
0,90-0,95
0,90-0,99
0,97-0,98
0,92-0,97
0,82-0,99
0,92-0,97
(*http://mct.dgf.uchile.cl/AREAS/meteo_mod2.htm)
El material al estar expuesto a una radiación absorbible, se calienta y aumenta su
temperatura, almacenando calor durante el tiempo de exposición, lo cual produce un
ciclo cerrado con un comportamiento característico de cada material. Pero se puede
tomar una composición promedio de la ciudad y sus datos térmicos para definir un
ciclo característico de cada ciudad.
En el caso de la ciudad de santiago (RELACIÓN ESPACIAL ENTRE TIPOS DE USOS Y
COBERTURAS DE SUELOS E ISLAS DE CALOR EN SANTIAGO DE CHILE molina)
Vegetación
Circulación de viento?