UNIVERSIDAD VERACRUZANA FACULTAD DE CIENCIAS QUIMICAS Región Poza Rica - Tuxpan “DETERMINACIÓN DE LA ISLA DE CALOR EN LA CIUDAD DE POZA RICA POR EFECTOS ANTROPOGÉNICOS” TESINA QUE PARA ACREDITAR LA EXPERIENCIA RECEPCIONAL DEL PROGRAMA EDUCATIVO DE INGENIERIA AMBIENTAL PRESENTAN MIRIAM HERNÁNDEZ ROMANO PAOLA SEGURA LÒPEZ DIRECTOR: M. EN C. SERGIO NATÀN GONZÀLEZ ROCHA Poza Rica de Hgo., Veracruz Marzo 2012 CONTENIDO Página INTRODUCCIÓN ............................................................................................... 1 OBJETIVOS ....................................................................................................... 2 JUSTIFICACIÓN ................................................................................................ 2 CAPITULO I. ANTECEDENTES ........................................................................ 3 CAPITULO II. MARCO TEÓRICO ...................................................................... 4 CAPITULO III. METODOLOGIA Y EQUIPOS .................................................... 8 CAPITULO IV RESULTADOS .......................................................................... 12 CONCLUSIONES............................................................................................. 30 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ................................................................. 31 Índice de Tablas Página Tabla 3.1. Ubicación de las estaciones que conforman la Red de Monitoreo Meteorológico en la ciudad de Poza Rica, Ver. .................................................. 9 Tabla 4.1 Datos de temperatura máximas y mínima promedio del mes de Septiembre de 2011. ........................................................................................ 12 Tabla 4.3 Datos de temperatura máximas en la tercer semana del mes septiembre........................................................................................................ 14 Tabla 4.4 Datos de temperatura máximas de la cuarta semana del mes septiembre........................................................................................................ 16 Tabla 4.5 Datos de temperatura mínimas en la tercer semana del mes de septiembre........................................................................................................ 17 Tabla 4.6 Datos de temperatura mínimas en la cuarta semana del mes de septiembre........................................................................................................ 18 Tabla 4.7 Datos de temperatura máximas y mínima del mes de octubre ......... 19 Tabla 4.8 Datos de temperatura máximas en la primer semana de octubre ... 21 Tabla 4.9 Datos de temperatura máximas durante la segunda semana del mes de octubre ........................................................................................................ 22 Tabla 4.10 Datos de temperatura máxima en la tercer semana del mes de octubre ............................................................................................................. 23 Tabla 4.11 Datos de temperatura máxima semanales del mes de octubre ...... 24 Tabla 4.12 Datos de temperatura mínima en la primer semana del mes de octubre ............................................................................................................. 25 Tabla 4.13 Datos de temperatura mínimas en la segunda semana del mes de octubre ............................................................................................................. 26 Tabla 4.14 Datos de temperatura mínimas en la semana 3 del mes de octubre ......................................................................................................................... 27 Tabla 4.15 Datos de temperatura máximas en la cuarta semana del mes de octubre ............................................................................................................. 28 Índice de figuras Página Figura 1.- Metodología para el estudio de la isla de calor en Poza Rica, Ver. ... 8 Figura 2.- Mapa satelital de las estaciones de monitoreo ................................ 10 Figura 4.1 Gráfica bidimensional y tridimensional de la temperatura máxima en la ciudad de Poza Rica en el mes de septiembre 2011. ................................... 13 Figura 4.2.- Gráfica bidimensional y tridimensional de la isla de calor, promedio de temperatura mínima en la ciudad de Poza Rica en el mes de septiembre 2011. ................................................................................................................ 14 Figura 4.3.- Gráfica de las temperaturas máximas de la tercera semana del mes de Septiembre de 2011 en Poza Rica ...................................................... 15 Figura 4.4.- Gráfica de las temperaturas mínimas registradas en la cuarta semana en el mes de Septiembre 2011 en la ciudad de Poza Rica ............... 16 Figura 4.5.- Gráfica de las temperaturas mínimas de la tercera semana del mes de septiembre de 2011. .................................................................................... 17 Figura 4.6.- Gráfica de las temperaturas mínimas de la cuarta semana en el mes de Septiembre de 2011. ........................................................................... 18 Figura 4.7 Gráfica del contorno de temperaturas máximas del mes de octubre de 2011 en la ciudad de Poza Rica. ................................................................. 19 Figura 4.8 Gráfica del contorno de las temperaturas mínimas registradas en el mes de Octubre de 2011 en la ciudad de Poza Rica. ...................................... 20 Figura 4.9 Gráfica de la temperatura máxima durante el mes de octubre de 2011 en la primer semana ................................................................................ 21 Figura 4.10.- Gráfica de la temperatura máxima registrada en el mes de Octubre 2011 durante la segunda semana en la ciudad de Poza Rica. .......... 22 Figura 4.11.- Gráfica de la temperatura máxima en la tercera semana del mes de Octubre 2011............................................................................................... 23 Figura 4.12 Gráfica de la temperatura máxima durante la cuarta semana en el mes de Octubre 2011 en la ciudad de Poza Rica. ........................................... 24 Figura 4.13 Gráfica de la temperatura mínima durante la semana 1 en el mes de Octubre 2011 en la ciudad de Poza Rica. ................................................... 25 Figura 4.14 Gráfica de la temperatura mínima durante la segunda semana en el mes de Octubre 2011 en la ciudad de Poza Rica ............................................ 26 Figura 4.15 Gráfica de la temperatura mínima durante la tercera semana en el mes de Octubre 2011 en la ciudad de Poza Rica. ........................................... 27 Figura 4.16 Gráfica de la temperatura mínima durante la semana 4 en el mes de Octubre 2011 en la ciudad de Poza Rica. ................................................... 28 INTRODUCCIÓN La contaminación atmosférica y su asociación con el cambio climático en la actualidad, es un tema de relevancia, los GEI ó gases de efecto invernadero como el dióxido de carbono, el metano, óxidos de nitrógeno, entre otros acentúan el incremento de la temperatura atmosférica en la tierra, los trabajos realizados a partir de los acuerdos y protocolos como el de Kioto, la cumbre de Rio, entre otros a nivel mundial, han buscado de forma emergente disminuir estas emisiones, acciones que en el panel intergubernamental del cambio climático (IPCC por sus siglas en inglés) trabaja de forma en la que los gobiernos tomen acciones para la adaptación al mismo. El problema se torna más complejo al anexar otras variables al sistema, atmosférico y no solo la de las emisiones atmosféricas, estas variables como el incremento de actividades antropogénicas, el crecimiento demográfico, la urbanización no planeada, el incremento del consumo de combustibles fósiles, la deforestación y tala inmoderada, los cambios de uso de suelo y la disminución de la vegetación, propician en un efecto sinergético variantes en el clima en diversos niveles, siendo el micro clima donde se sienten los efectos adversos de estos cambios extremos que van desde precipitaciones atípicas, cambio en la temperatura promedio, cambios en general del microclima local. Un fenómeno propiciado por el cambio de uso de suelo, degradación de la cubierta vegetal, crecimiento de zonas urbanas con concreto, asfaltos y materiales de gran absorción de capacidad calorífica y radiación, es el conocido como la isla de calor. Este fenómeno tiende a acumular en las zonas donde existe gran urbanización el calor, y por efectos convectivos, los contaminantes y material particulado y adicionalmente el incremento en la temperatura ambiental, modificando el confort térmico denominado índice de confort térmico. 1 OBJETIVOS Objetivo General Analizar el fenómeno de la isla de calor en la ciudad de Poza Rica, generado por las actividades antropogénicas y desarrollo urbano de la misma. Objetivos Específico Definir los transectos térmicos para la toma de lecturas en la ciudad. Determinar mediante lecturas el gradiente térmico en zonas de la ciudad. Establecer las zonas donde se presenta la isla de calor en la ciudad JUSTIFICACIÓN La intensa actividad que desarrollan las industrias energética y petrolera, el crecimiento del parque vehicular, el desarrollo urbano y actividades antropogénicas, el cambio de uso de suelo y otros factores en Poza Rica han incrementado la emisión de contaminantes en el aire y cambios en el microclima de la ciudad. Por lo mencionado anteriormente, la presente investigación busca entonces analizar el efecto conocido como la isla de calor que es el incremento de temperatura extremo en zonas altamente urbanizadas. 2 CAPITULO I. ANTECEDENTES Algunos cambios en las manifestaciones climáticas a escala global del siglo XX indican un leve aumento en la temperatura media de la tierra que sería provocado por las emisiones masivas de gases de efecto invernadero a la atmósfera durante el periodo industrial de la humanidad; con tendencias en la suba del nivel de los océanos, la ocurrencia de episodios temporales extremos, derretimiento de capas polares y repercusiones en los ciclos y comportamientos de la fase biológica de la tierra. La facción escéptica, si bien reconoce que puede ocurrir un aumento en la temperatura global, propone que la tendencia no es clara con respecto a registros históricos y que los diversos sistemas de regulación térmica del planeta amortiguarán esos posibles cambios. La intensa actividad que desarrollan las industrias energética, petrolera y el incremento de fuentes móviles en Poza Rica han incrementado la emisión de contaminantes en el aire. En septiembre de 2010 (González, 2010) encontró en un monitoreo diagnóstico en la zona centro de la ciudad de Poza Rica, contaminantes referentes como el ozono, SOx´s, NOx´s, CO, CO2, y PM10; adicionalmente se realizo un estudio de variables climáticas como la temperatura y humedad relativa, entre otras. En 2001, Capelli y otros, determinaron en Temuco, Chile, la isla de calor que se genera por las condiciones topográficas y desarrollo de la ciudad, haciendo uso estaciones móviles para la determinación y análisis del fenómeno, encontrando La intensidad de la isla calórica (ΔTu-r) fue 6.3ºC y 1.2ºC durante el día y la noche, respectivamente. La influencia de los cerros que limitan la ciudad fue de importancia. El estudio confirmo la idea que el clima urbano de una ciudad es un mosaico de microclimas que interactúan continuamente. Morales y otros, (2007) analizaron el fenómeno de la isla de calor en la ciudad de Toluca, en el estado de México, en este estudio encontraron como el cambio de uso de suelos y la urbanización afecto de forma sustancial el clima en la ciudad, teniendo rangos de temperatura elevados en la zona centro y en el aeropuerto, lugares donde se observa muy comúnmente el fenómeno. 3 CAPITULO II. MARCO TEÓRICO La isla de calor es una situación urbana, de acumulación de calor por la inmensa mole de hormigón, y demás materiales absorbentes de calor; y condiciones atmosférica que se da en situaciones de estabilidad por la acción de un anticiclón térmico. Una ciudad está construida principalmente por hormigón, asfalto, ladrillos y piedras. Debido a que la contaminación atmosférica de un lugar determinado depende en gran medida del carácter de la superficie, la temperatura en una ciudad es mayor que en las zonas no urbanas. El efecto isla de calor urbano es debido también al gran número de habitantes y a las emisiones de calor antropogénicas Se presenta en las grandes ciudades y consiste en la dificultad de la disipación del calor durante las horas nocturnas, cuando las áreas no urbanas, se enfrían notablemente por la falta de acumulación de calor. El centro urbano, donde los edificios y el asfalto desprenden por la noche el calor acumulado durante el día, provoca vientos locales desde el exterior hacia el interior. Comúnmente se da el fenómeno de elevación de la temperatura en zonas urbanas densamente construidas causado por una combinación de factores tales como la edificación, la falta de espacios verdes, los gases contaminantes o la generación de calor. Se ha observado que el fenómeno de la isla de calor aumenta con el tamaño de la ciudad y que es directamente proporcional al tamaño de la mancha urbana. Una isla de calor urbano puede aumentar la temperatura y la duración de una ola de calor. Y el calor de la ciudad puede influenciar los estados del tiempo, cambiar en los patrones del viento, nubes y precipitación. (Jauregui, 1992)) Causas de la Isla de calor Las zonas edificadas ofrecen más superficie para la absorción de calor, el cual irradian lentamente durante la noche. Otro efecto de los edificios altos son las múltiples reflexiones horizontales de la radiación recibida, que aumentan la probabilidad de que esta energía permanezca en el suelo en lo que se conoce como efecto cañón. ¿Qué hace que las ciudades sean más calientes? Hay 4 muchos factores que pueden influenciar el efecto isla de calor urbano. Los cambios que se realizan en la superficie de la tierra en zonas urbanas tienen un gran impacto en cuanto a si se formará una isla de calor urbano o no. Por ejemplo, muchas ciudades tienen menos árboles que las zonas rurales circundantes. Los árboles sombrean la tierra, evitando que la radiación del sol sea absorbida. Sin ellos, la superficie de la tierra se calienta. Los tejados y el pavimento oscuro también absorben más radiación. Los automóviles, que emiten calor de sus motores y escapes, también contribuyen al efecto de la isla de calor. Una menor cantidad de plantas también significa que habrá menos evapotranspiración, que es un proceso que refresca al aire. La falta de grandes zonas verdes y el entubamiento de los afluentes acuosos en la ciudad reduce las oportunidades de transformar la energía solar a través de los procesos de fotosíntesis o evaporación del agua. Diversos estudios muestran la relación directa entre las altas temperaturas urbanas y la falta de vegetación. Por otra parte, la actividad industrial y doméstica genera un aporte de calor al medio. En particular los sistemas de refrigeración en la ciudad forman parte de un círculo vicioso, ya que generan calor extra y su uso se incrementa con la temperatura. Algunos autores explican la isla de calor como un efecto invernadero local, pues los gases se encierran en un solo lugar provocando una cápsula de gases que absorbe calor del sol. Los materiales que forman la ciudad absorben la radiación solar de onda corta y la emiten posteriormente con una longitud de onda más larga, frecuencia que resulta retenida por partículas en suspensión y gases de combustión. La cápsula de gases solo puede ser rota cuando los vientos son superiores a 20 km/h, si en la superficie hay demasiados edificios de mucha altura el aire será obstruido y la cápsula no se romperá, sin embargo hasta lo más natural puede provocar una cápsula de calor. Las ciudades localizadas en un valle rodeado de montañas de más de 500 m son más propensas a una isla de calor, pues es aire queda obstruido por las montañas que la rodean haciendo la cápsula más densa y gruesa. 5 Otra de las causas que provocan el efecto de isla de calor es el albedo. El albedo es la capacidad de reflejar en mayor o menor medida la radiación solar. Por regla general, un color más claro absorbe menos calor que un color más oscuro. Las calles hechas de asfalto alcanzarán temperaturas muchos mayores a aquellas alcanzadas por una calle hecha de hormigón relativamente nuevo. Algunas personas han especulado que el crecimiento de las zonas urbanas ha causado mayor calor urbano y que las islas de calor son responsables del calentamiento del planeta. Hay evidencia contundente de que esta no es la causa del calentamiento del planeta. De acuerdo al panel intergubernamental de cambio de clima, es poco probable que el calentamiento del planeta esté influenciado de manera significativa por el aumento de edificaciones. Hoy, muchas ciudades están haciendo un esfuerzo para combatir el efecto isla de calor urbana. Están utilizando materiales blancos o reflectivos para los techos y caminos. Se están plantando árboles a lo largo de las calles de las ciudades. Y en muchas áreas se están instalando azoteas verdes, es decir, plantas vivas en los tejados. Consecuencias de la Isla Calor La isla de calor puede llegar a disminuir el período frío del invierno y extender el de verano, adelantando la primavera y retrasando el otoño. Su efecto sobre la temperatura urbana puede reducir el uso de la calefacción en invierno, pero aumenta la demanda de refrigeración en verano. El mayor uso de la refrigeración incrementa la demanda energética, con sus consecuentes perjuicios ambientales y económicos. A nivel ambiental, la mayor temperatura también contribuye a las reacciones de los gases de combustión presentes en la atmósfera. En algunos casos no sólo resulta afectada la temperatura de la ciudad sino también de sus alrededores, alterando el clima regional. (Jauregui y otros, 2008) Cambio Climático Se llama cambio climático a la modificación del clima con respecto al historial climático a una escala global o regional. Tales cambios se producen a muy 6 diversas escalas de tiempo y sobre todos los parámetros meteorológicos: temperatura, presión atmosférica, precipitaciones, nubosidad, etc. En teoría, son debidos tanto a causas naturales como antropogénicas. Además del calentamiento global, el cambio climático implica cambios en otras variables como las lluvias y sus patrones, la cobertura de nubes y todos los demás elementos del sistema atmosférico. La complejidad del problema y sus múltiples interacciones hacen que la única manera de evaluar estos cambios sea mediante el uso de modelos computacionales que simulan la física de la atmósfera y de los océanos. La naturaleza caótica de estos modelos hace que en sí tengan una alta proporción de incertidumbre, aunque eso no es óbice para que sean capaces de prever cambios significativos futuros que tengan consecuencias tanto económicas como las ya observables a nivel biológico. (Serra, 2009) 7 CAPITULO III. METODOLOGIA Y EQUIPOS El desarrollo del presente trabajo, se llevará a cabo adaptando la metodología indicada por los trabajos de Capelli y otros (2001) y Morales y otros(2007) misma que se muestra en la figura 1 siguiente. Análisis del sitio Ubicación de estaciones meteorológicas. Establecimiento de los lapsos de tiempo para la toma de lecturas de las variables climáticas relacionadas. Procesamiento de datos y elaboración de gráficas de isotermas Figura 1.- Metodología para el estudio de la isla de calor en Poza Rica, Ver. 8 La metodología consistirá en: 1.-Análisis del sitio: Los criterios que se consideraron para la selección de los sitios en donde se instalaron las estaciones de la red fueron la configuración del área urbana y las direccionales del crecimiento urbano. Los sitios para la ubicación de las estaciones en el área de estudio se hicieron considerando que los datos que se registraran fueran representativos y de una gran extensión. 2.- Ubicación de estaciones meteorológicas: Con los criterios antes mencionados se creó una red de monitoreo meteorológico en la ciudad de Poza Rica formada por las estaciones que se muestran a continuación: Tabla 3.1. Ubicación de las estaciones que conforman la Red de Monitoreo Meteorológico en la ciudad de Poza Rica, Ver. Estación Latitud Longitud Ubicación 1 20°36´33.53” 97°27´36.41” Aeropuerto 2 20°31´57.17” 97°28´22.29” Col. Morelos 3 20°32´03.02” 97°27´58.35” Col. Tajín 4 20°32´03.02” 97”28´22.29” Col. Tepeyac 5 20°28´59.33” 97°26´43.39” Infonavit kawatzin 6 20°30´48.14” 97°26´44.43” Facultad Ciencias Químicas El equipo utilizado en las estaciones de temperatura y humedad, son equipos digitales y data loggers para dichas variables, adicionalmente se hará uso de la estación portátil kestrel para la lectura de transectos realizada de forma manual para cotejo de datos. 9 Figura 2.- Mapa satelital de las estaciones de monitoreo Fuente: Google earth Como se puede observar en la tabla 3.1 la estación del aeropuerto e Infonavit Kawatzin quedan fuera del perímetro de la ciudad de Poza Rica, se hace la aclaración de que estas estaciones servirán como referencia de un lugar representativo fuera de la zona urbana, hacia la zona norte el aeropuerto y así mismo hacia la zona sur Infonavit Kawatzin. 3.- Establecimiento de los lapsos de tiempo para la toma de lecturas de las variables climáticas relacionadas: la variables a utilizar son la temperatura, temperatura máxima (TM) y temperatura mínima (Tm). Las temperaturas fueron registradas diariamente en tres lapsos: en la mañana con un horario de 8:00am a 9:00am, a medio dia de 12:00pm a 1:00pm y al anochecer con un horario de 7:00pm a 8:00pm. El registro de las temperaturas se llevo a cabo desde la 3ra semana de Septiembre hasta la última semana de Octubre. Con lo cual tenemos un total de 6 semanas continuas. Esto con la finalidad de determinar la isla diurna y la nocturna. 10 4.- Procesamiento de datos y elaboración de gráficas de isotermas: con la información recolectada en los meses de Septiembre y Octubre se obtuvieron los datos promedio de temperaturas máximas y mínimas se realizarán gráficos de isotermas en el software surfer 8.0, para representar la isla de calor en la ciudad de Poza Rica. Equipos y software utilizados Los equipos que se utilizaron para registrar las temperaturas son medidores digitales de temperatura ambiental (máxima y mínima); el software para graficar los resultados obtenidos es Surfer 8.0, este es un programa que genera superficies bi y tridimensionales a partir de varios puntos. Este sistema, está orientado a la representación gráfica topográfica de variables localizadas espacialmente, así como también a la generación de modelos tridimensionales. 11 CAPITULO IV RESULTADOS Una vez registrada la información de las estaciones ubicadas en la ciudad de Poza Rica se realizaron los estadísticos promedios semanal y mensual de los datos de temperatura máxima y mínima de los meses de septiembre y octubre de 2011(3ra semana Septiembre a la 4ta semana de Octubre). Se obtuvo de cada mes una tabla general donde se registraron los datos de temperatura máxima y mínima de cada estación además de dos mapas que los representan, la tabla 4.1 muestra dichos resultados. Tabla 4.1 Datos de temperatura máximas y mínima promedio del mes de Septiembre de 2011. Este Norte Temperaturas Temperaturas (Km) (Km) Máximas mínimas (TM °C) (Tm °C) P1-KWTZIN 5.3 3.3 35 24 P2-FCQ 5.7 5.1 37 27 P3-TEPEYAC 6.6 7.6 39 26 P4-MORELOS 3.4 7.7 35 28 P5-TAJIN 3.8 7.8 36 26 P6-AEROP 4.2 21 33 24 El procesamiento de los resultados de la tabla anterior, nos da como resultados de Temperaturas Máximas (TM) que van de los 33 °C a los 39 °C, y en Temperaturas mínimas (Tm) de 24 °C a 28 °C, mismos que se muestran en la figura 4.1 siguiente. 12 Figura 4.1 Gráfica bidimensional y tridimensional de la temperatura máxima en la ciudad de Poza Rica en el mes de septiembre 2011. En la gráfica 4.1 se observa el comportamiento de la isla de calor generada en la ciudad de Poza Rica durante el mes de Septiembre, los valores de la temperatura van de 33° a 39°C, en promedio 35.8°C; se puede observar que la temperatura va en forma creciente de las zonas suburbanas a la zona central de la ciudad, muy cercana a la zona industrial y la mancha urbana, en la zona este. La figura 4.2 representa el comportamiento de las temperaturas mínimas en el mes de Septiembre, las temperaturas tomaron valores de 24°C a 28 °C, teniendo como valor promedio de 25.83 °C, la gráfica de la isla de calor muestra la temperatura mínima pico en las zonas del centro y la zona sur oeste. 13 Figura 4.2.- Gráfica bidimensional y tridimensional de la isla de calor, promedio de temperatura mínima en la ciudad de Poza Rica en el mes de septiembre 2011. En las tabla 4.3 siguiente, se observan las temperaturas máximas semanales. Tabla 4.3 Datos de temperatura máximas en la tercer semana del mes septiembre Este (Km) Norte (Km) TM °C 5.3 3.3 35 3.4 7.7 34 3.8 7.8 34 4.2 21 33 14 F Figura 4.3.- Gráfica de las temperaturas máximas de la tercera semana del mes de Septiembre de 2011 en Poza Rica. En la figura anterior se observo que las temperaturas máximas obtenidas durante la semana 3 en el mes de Septiembre en la ciudad de Poza Rica, valores de 33°C a 35°C, y con un valor promedio de 34 °C, acentuándose en la zona centro hacia el sur el incremento de la temperatura. 15 En la tabla 4.4 y figura 4.4 siguientes, se muestran los datos registrados de la cuarta semana del mes de septiembre. Tabla 4.4 Datos de temperatura máximas de la cuarta semana del mes septiembre Este (Km) Norte (Km) TM °C 5.3 3.3 35 3.4 7.7 39 3.8 7.8 38 4.2 21 34 Figura 4.4.- Gráfica de las temperaturas mínimas registradas en la cuarta semana en el mes de Septiembre 2011 en la ciudad de Poza Rica. En la figura anterior se observaron temperaturas máximas registradas durante la cuarta semana en el mes de Septiembre, estas temperaturas oscilaron de 34° a 39° C, con un promedio de 36.5 °C; El pico de la isla de calor se 16 muestra de forma creciente de la zona suroeste hacia la zona centro de la ciudad. En la tabla y figura 4.5 se muestran los datos registrados de temperaturas mínimas y la isla de calor en la tercera semana del mes de septiembre. Tabla 4.5 Datos de temperatura mínimas en la tercer semana del mes de septiembre Este (Km) Norte (Km) Tm °C 5.3 3.3 24 3.4 7.7 27 3.8 7.8 26 4.2 21 24 Figura 4.5.- Gráfica de las temperaturas mínimas de la tercera semana del mes de septiembre de 2011. 17 En la tabla 4.5 anterior se muestran los promedios de temperatura mínima en la semana 3 del mes de Septiembre, los valores oscilaron de 24° a 26°C, con un valor promedio de 25.5°C, como se observa en la figura 4.5 la isla de calor va de la zona sureste con dirección a la zona oeste, concentrándose la temperatura en el centro de la ciudad. Los datos recopilados de temperaturas mínimas durante la cuarta semana en el mes de septiembre se observan en la tabla siguiente Tabla 4.6 Datos de temperatura mínimas en la cuarta semana del mes de septiembre. Este (Km) Norte (Km) Tm °C 5.3 3.3 27 3.4 7.7 26 3.8 7.8 27 4.2 21 25 Figura 4.6.- Gráfica de las temperaturas mínimas de la cuarta semana en el mes de Septiembre de 2011. 18 En la figura 4.6 anterior, se representa el cambio en la temperatura mínima durante el mes de septiembre registrada en la cuarta semana, como muestra en la tabla 4.6 los valores se oscilan de 25° a 27°C, con un valor promedio de 26.25°C, se puede observar como el pico de la isla de calor se incrementa en la zona urbana. Para el mes de octubre se muestra la tabla general de temperaturas máximas y mínimas obtenidas en el presente trabajo. Tabla 4.7 Datos de temperatura máximas y mínima del mes de octubre Este(Km) Norte(Km) Temperatura Temperatura Máxima mínima (TM °C) (Tm °C) P1-KWTZIN 5.3 3.3 35 24 P2-FCQ 5.7 5.1 37 27 P3-TEPEYAC 6.6 7.6 39 26 P4-MORELOS 3.4 7.7 35 28 P5-TAJIN 3.8 7.8 36 26 P6-AEROP 4.2 21 33 24 Figura 4.7 Gráfica del contorno de temperaturas máximas del mes de octubre de 2011 en la ciudad de Poza Rica. 19 En la figura 4.7 anterior, se observa que el comportamiento de la temperaturas máximas registradas en el mes de octubre, los valores de las temperaturas oscilaron de los 33° a los 39 °C, observando un valor promedio de 35.83°C, por el comportamiento de las isla de calor, se observa que la temperatura va en aumento de las zonas no urbanas hacia las zonas urbanas provocando aumento de calor en la zona centro de la ciudad. Figura 4.8 Gráfica del contorno de las temperaturas mínimas registradas en el mes de Octubre de 2011 en la ciudad de Poza Rica. La figura 4.8 muestra el comportamiento de la isla de calor obtenida en el mes de Octubre, se obtuvieron valores de temperatura que oscilaron de 24° a 28°C, dando un promedio de 25.86°C, la gráfica muestra que la temperaturas mínimas se distribuyen de la zona norte noreste, a la zona centro y sur, incrementando el pico de la temperatura en la zona sureste. 20 A continuación se mostraran los resultados del mes de octubre obtenidos por semana, en la tabla 4.8 siguiente se muestran los datos promedio de temperatura máxima en la semana 1. Tabla 4.8 Datos de temperatura máximas en la primer semana de octubre Este (Km) Norte (Km) TM °C 5.3 3.3 30 6.6 7.6 30 3.4 7.7 33 3.8 7.8 28 4.2 21 33 Figura 4.9 Gráfica de la temperatura máxima durante el mes de octubre de 2011 en la primer semana 21 En la figura anterior se aprecia la temperatura máxima obtenida durante la primer semana del mes de octubre, los valores van de 28° a 33°C, con un promedio de 30.8°C, la isla de calor muestra un comportamiento inverso con un aumento de temperatura hacia donde inicia la zona urbana al norte de la ciudad. Los datos registrados de temperatura máxima en la segunda semana se muestran en la siguiente tabla 4.9 y la figura 4.10 Tabla 4.9 Datos de temperatura máximas durante la segunda semana del mes de octubre Este (Km) Norte (Km) TM °C 5.3 3.3 22 6.6 7.6 31 3.4 7.7 32 3.8 7.8 35 4.2 21 31 Figura 4.10.- Gráfica de la temperatura máxima registrada en el mes de Octubre 2011 durante la segunda semana en la ciudad de Poza Rica. 22 En la figura anterior se observa la temperatura máxima registrada durante la segunda semana del mes de Octubre, respecto a la primera semana un descenso de temperatura, ya que los valores obtenidos oscilaron de los 22°C hasta los 35°C, registrando un promedio de 30.2 °C; se observa la isla de calor nuevamente en la zona centro de la ciudad. En la tabla 4.10 y la figura 4.11 se muestran los datos de temperatura máxima de la semana 3 del mes de octubre. Tabla 4.10 Datos de temperatura máxima en la tercer semana del mes de octubre Este (Km) Norte (Km) TM °C 5.3 3.3 34 6.6 7.6 32 3.4 7.7 37 3.8 7.8 35 4.2 21 30 Figura 4.11.- Gráfica de la temperatura máxima en la tercera semana del mes de Octubre 2011. 23 En la figura anterior se observa el incremento de temperatura respecto a la segunda semana, los valores obtenidos oscilan de los 30° a los 37°C, con un promedio de 33.6 °C, el pico de la isla de calor generada aumenta en el punto centro-oeste y disminuye a zonas más frías hacia las afueras de la ciudad. A continuación en la tabla 4.11 se muestran los resultados de los datos de las temperaturas máximas que se recopilaron en la última semana del mes de Octubre Tabla 4.11 Datos de temperatura máxima semanales del mes de octubre Este (Km) Norte (Km) TM °C 5.3 3.3 32 6.6 7.6 30 3.4 7.7 41 3.8 7.8 30 4.2 21 33 Figura 4.12 Gráfica de la temperatura máxima durante la cuarta semana en el mes de Octubre 2011 en la ciudad de Poza Rica. 24 En la figura 4.12 se observan las temperaturas máximas registradas durante la cuarta semana, oscilan con valores de 30° a un valor máximo de 41°C, con un promedio de 33.2°C, la gráfica muestra como el pico de la isla de calor se concentra en la zona centro – este, mostrándose de todas formas la disminución de la misma a la zona menos urbanizada. . A continuación se muestran los resultados obtenidos de las temperaturas mínimas. Tabla 4.12 Datos de temperatura mínima en la primer semana del mes de octubre Este(Km) Norte (Km) Tm °C 5.3 3.3 22 6.6 7.6 24 3.4 7.7 22 3.8 7.8 23 4.2 21 22 Figura 4.13 Gráfica de la temperatura mínima durante la semana 1 en el mes de Octubre 2011 en la ciudad de Poza Rica. 25 En la tabla 4.12 anterior, se aprecian los datos de temperaturas mínimas de la primer semana de octubre, los valores oscilan entre los 22° a los 24°C, con un promedio de 23 °C, en la grafica 4.13 se observa que el pico de la isla de calor aumenta en el punto centro-este y disminuye a una zona más fría hacia las afueras de la ciudad ubicada en la zona sur. En la tabla 4.13 se observan los resultados de las temperaturas mínimas en la segunda semana del mes de octubre. Tabla 4.13 Datos de temperatura mínimas en la segunda semana del mes de octubre Este (Km) Norte (Km) Tm °C 5.3 3.3 22 6.6 7.6 25 3.4 7.7 21 3.8 7.8 24 4.2 21 21 Figura 4.14 Gráfica de la temperatura mínima durante la segunda semana en el mes de Octubre 2011 en la ciudad de Poza Rica. 26 En la tabla 4.13 se muestran los valores obtenidos que oscilan de los 21° a los 25 °C, con un promedio de 23 °C, el pico de la isla de calor generada aumenta en el punto centro-este y disminuye a una zona más fría hacia las afueras de la ciudad hacia el sur, como se muestra en la figura 4.14 En la tabla 4.14 siguiente, se muestran los datos obtenidos de temperaturas mínimas en la tercer semana, los valores oscilaron entre los 20° a 24 °C, con un promedio de 21.8 °C, la figura 4.15 muestra el comportamiento de la isla de calor, se observa como el perfil se invierte siendo la zona sur donde se incrementa la temperatura. Tabla 4.14 Datos de temperatura mínimas en la semana 3 del mes de octubre Este (Km) Norte(Km) Tm °C 5.3 3.3 24 6.6 7.6 22 3.4 7.7 21 3.8 7.8 22 4.2 21 20 Figura 4.15 Gráfica de la temperatura mínima durante la tercera semana en el mes de Octubre 2011 en la ciudad de Poza Rica. 27 En la tabla 4.15 siguiente se muestran los resultados de temperaturas máximas en el mes de octubre durante la última semana. Tabla 4.15 Datos de temperatura máximas en la cuarta semana del mes de octubre. Este(Km) Norte(Km) Tm °C 5.3 3.3 22 6.6 7.6 22 3.4 7.7 18 3.8 7.8 21 4.2 21 19 Figura 4.16 Gráfica de la temperatura mínima durante la semana 4 en el mes de Octubre 2011 en la ciudad de Poza Rica. En la tabla 4.15 se registran los valores obtenidos que oscilan de los 18° a los 22 °C, con un promedio de 20 °C, el pico de la isla de calor generada aumenta en el punto centro-este como se observa en la figura 4.16 y disminuye a una 28 zona más fría hacia las afueras de la ciudad. Se observa la rapidez de liberación de energía de la zona urbana. Se observó de forma general que la isla de calor diurna (Temperaturas máximas) se concentro en la mancha urbana que abarca desde la zona norte hasta la zona centro de la ciudad, la zona sur y este tendió a amortiguar los cambios de temperatura mostrando diferencias de hasta 6 grados centígrados en el mes de septiembre y octubre, promedio de 6 °C entre la zona rural y la urbana. La isla de calor nocturna (Temperaturas mínimas) muestra como la carga térmica se dispersa más lentamente en los alrededores de la zona urbana, tendiendo a invertir el perfil de la misma, se observa como se enfría rápidamente el concreto y como las zonas verdes liberan gradualmente la carga térmica, en la zona sur y este se muestra este comportamiento. Se encontraron diferencias de hasta 4 grados centígrados en el mes de septiembre y octubre, promedio de 4 °C. 29 CONCLUSIONES De acuerdo a los resultados obtenidos, el fenómeno de la isla de calor se manifiesta en la ciudad de Poza Rica, encontrándose que la zona urbana retiene en promedio 6 grados centígrados en las zonas norte a la centro y la zona industrial de la ciudad, la carga de la isla diurna esta muy centralizada en la zona centro e industrial de la ciudad. En la isla nocturna se encontraron diferencias de hasta 4 grados centígrados, se observó también que las zonas que presentan inversión al perfil diurno son las zonas sur y este de la ciudad, se observa también la rapidez en la que se disipa la carga térmica en la zona urbanizada. Los resultados obtenidos reflejan el comportamiento de la temperatura registrada en la temporada de Otoño, siendo esta la temporada donde las temperaturas tiende a disminuir previo al invierno. Derivado de lo anterior se recomiendan las siguientes propuestas para tratar de mitigar este efecto en la ciudad: 1. Crear espacios arbolados y promover áreas verdes 2. Ya no permitir el cambio de uso de suelo en zonas donde existan áreas arboladas. 3. Crear áreas de reserva arboladas en las partes altas de la ciudad. 4. Evitar la invasión de predios arbolados ó áreas verdes. 5. Las autoridades municipales deben aplicar el reglamento a aquellos que se apropien de, ó eliminen áreas verdes sin medidas de compensación. 6. Modificar urgentemente el marco legal relacionado con el desarrollo urbano y la construcción de unidades habitacionales para promover las áreas verdes y el desarrollo sustentable. 30 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 1. González R.S.N., (2011), Alta contaminación del aire en Poza Rica, [htm]. http://www.e-consulta.com/veracruz/ consultado el 4 de diciembre de 2011. 2. 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