Estudio de las variables

La radiación solar

El sol influye directamente en el medio ambiente urbano de diversas formas: como radiación solar directa y reflejada; como radiación difusa.

Procedente del sol, la radiación solar directa, condiciona el diseño de edificios y espacios libres urbanos. La atmósfera actúa de filtro y espejo de la radiación solar, permitiendo la entrada a una banda del espectro, desde los rayos ultravioleta (interesantes urbanísticamente por su valor actínico: fijación del calcio, bactericida etc.) a los infrarrojos ( con valor térmico). Tras atravesarla, la energía ha disminuido considerablemente; la fracción de la constante solar que recibe el suelo es la radiación directa, cuyo valor varía de acuerdo con las circunstancias : la transmisión atmosférica, o condicionantes geográficos como la altitud respecto al nivel del mar. Por ejemplo en el territorio de la Comunidad de Madrid hay del orden de 2.500 a 3.000 horas efectivas de sol, lo que configura una magnitud digna a tenerse en cuenta para la relación entre el medio ambiente y el medio urbano.
La radiación difusa, es la procedente de la refracción y difusión sobre las superficies colindantes o la atmósfera, de la radiación solar directa. Su existencia se materializa claramente en los días nublados, sin sol. Es un factor importantísimo el albedo del suelo, diferente según la composición del mismo, y en clara diferencia entre el medio natural y el urbano, donde predominan las superficies pavimentadas y asfaltadas. La radiación difusa está totalmente relacionada con la iluminación.

La vegetación

Acción sobre la composición atmosférica. La función clorofílica descompone el dióxido de carbono, absorbiendo el carbono y liberando el oxígeno al aire. Un kilómetro cuadrado de bosque genera unas 1.000 toneladas de oxígeno anuales, requeriendo el doble de superficie una plantación de césped. También son fijados por la vegetación los óxidos de azufre, oxigenándose el SO₂, dando lugar a sulfatos. El plomo se acumula sin transformarse en las plantas, eliminándolo de la atmósfera. Además acumulan entre las hojas, polvo y partículas en suspensión gracias a fenómenos electrostáticos y a la presencia de aceites.
Los efectos de limpieza del aire se produce aerodinámicamente al frenar la masa vegetal el viento y retener las partículas y por captación de algunas especies vegetales para fijarlas. La reacción de las plantas ante los contaminantes difiere según sus factores particulares de crecimiento - abonos y humedad del suelo -, de las condiciones atmosféricas- viento,lluvia etc.-, y del estado de desarrollo de la misma. Cada especie vegetal presenta reacciones propias ante los diferentes elementos contaminantes y su reacción ante dosis del producto más bajas que los animales o el hombre. Las especies más resistentes a los contaminantes de la Comunidad de Madrid son la tuya gigante, el tejo, el pino , la picea, el cedro y el plátano.

Acción sobre la humedad ambiental. Por su función fisiológica, liberan humedad al ambiente, del agua sustraida por sus raíces; un metro cuadrado de bosque aporta 500 kg de agua anuales. En el verano se reduce la temperatura ambiente circundante a la vegetación, equivalente al calor latente preciso para evaporar el agua transpirada.

Acción sobre la velocidad del aire. Su discontinuidad de ramas, hojas etc. le confiere ventajas frente a otro tipo de barreras protectoras contra el viento, que generan efectos perjudiciales y grandes turbulencias en el entorno, ya que no desvían los vientos, sino que los absorben haciéndoles desaparecer. Su longitud de acción está entre 7 y 10 veces la altura de las especies. También se pueden canalizar las corrientes de aire mediante filas de árboles altos como los cipreses o los álamos.
Otra consideración es que retienen las partículas en suspensión que arrastran los vientos, entre su ramaje. Las mejores pantallas son las de especies de hoja perenne: el abeto, el álamo negro, el cedro, el ciprés, el eucalipto, el olmo enano y el pino. Diferenciaremos entre una protección anual o estacional; si se precisa protección anual las especies más indicadas son las de hoja perenne resinosas. Si el espacio a proteger es de pequeñas dimensiones, buscaremos plantas con ramas desde su base como el ciprés la tuya u otro tipo de arbustos.

Acción sobre la radiación solar. Sobre los excesos de radiación del suelo, edificios, espacio abiertos..etc, los árboles son una pantalla ideal. Más aún las especies de hoja caduca, que permiten la radiación invernal y dificultan la estival. Esto permite un control sobre las temperaturas ambientales muy interesante para alcanzar el confort climático con recursos naturales. Deben estudiarse la localización del árbol, su orientación y la de la sombra arrojada en invierno y verano, así como la altura del porte y la distancia de otros paramentos. Una distancia de seguridad general es la de 8 a 10 metros desde las edificaciones, para árboles que alcancen de 6 a 7 metros de altura.
El mecanismo termoregulador de la sombra es doble, por un lado está la interposición física a la radiación solar, protegiendo al suelo y a los transeúntes; pero además está la absorción de calor mediante la transpiración liberando vapor de agua al ambiente.

Protección contra el ruido. Las barreras vegetales atenúan el ruido en función de la diferencia del trayecto de las ondas sonoras, según el tipo de vegetación que la constituya. Los árboles de hoja perenne son capaces de atenuar en una frecuencia de 1.000 Herzios, 17 dB por cada 100 metros lineales de vegetación; frente a los 9 dB en árboles de hoja caduca. No hay que olvidar las cualidades estético-funcionales, que consiguen aumentar el confort de un espacio urbano considerablemente.

El viento

"De la elección de lugares sanos: ...Antes de echar los cimientos de las murallas de una ciudad habrá de escogerse un lugar de aires sanísimos. Este lugar habrá de ser alto, de temperatura templada, no expuesto a las brumas ni a las heladas, ni al calor ni al frío, estará además alejado de lugares pantanosos.... Tampoco serán sanos los lugares cuyas murallas se asentaren junto al mar, mirando a Mediodía o a Occidente, porque en estos sitios el Sol, en el verano, tiene mucha fuerza desde que nace, y al mediodía resulta abrasador" (Libro primero capitulo cuarto).

"De la división y distribución de las obras dentro de las murallas: ...siguiendo los ángulos intermedios entre dos direccione de los vientos, parece que deben orientarse los trazados tanto de las plazas públicas como de las calles, de manera que con ésta disposición se alejará de las viviendas y de las calles la molesta violencia de los vientos. Pues, en efecto, si las calles estuvieran trazadas en la dirección de los vientos, entrando éstos directamente del espacio abierto del cielo, su soplo e ímpetu constantes, comprimidos en lo angosto de las calles estrechas, se difundirian con mayor violencia. Las calles, pues, deben estar orientadas en sentido opuesto a la dirección de los vientos, a fin de que cuando soplen se quiebre en los ángulos formados por las manzanas de las casas, y, rebatidos, se dispersen... a ellos pueden añadirse además las brisas matinales que emergen excitadas por los rayos con que el Sol, al levantarse, absorbe la humedad que la noche ha dejado en el aire" (Libro primero capitulo sexto).

Factores que modifican la velocidad del viento. El principal es el tipo de la superficie por la que discurre, ya que la resistencia que oponga al rozamiento, disminuirá su velocidad y viceversa. Por lo que existirá una gran diferencia si estudiamos el entorno urbano, masas vegetales, terrenos rocosos etc.

También los obstáculos topográficos naturales o edificados, perturban el régimen laminar del viento, sobre todo en las capas más bajas. Al encontrar un obstáculo, el viento es desviado en las direcciones vertical y horizontal, y debido a la concentración del flujo laminar aumenta la velocidad en la parte superior, y disminuye en la inferior. Esto se puede favorecer en circunstancias en las que se precise una disminución de la velocidad del viento mediante barreras arquitectónicas o vegetales, controlando el índice de permeabilidad de la misma para conseguir controlar su velocidad. Por ejemplo entre una barrera densa y otra de alta permeabilidad, la velocidad del viento varía en un 25%. La influencia de ésta reducción es de un entorno de 200 metros.

Sin embargo, la mejor protección se consigue mediante barreras sucesivas, distanciadas unos 500 metros: una velocidad determinada se ve reducida en un 70% al atravesar la primera barrera, y en un 50% al pasar por la segunda, estableciéndose un entorno de viento más controlado del orden de 700 metros. Estas reducciones de velocidad no son uniformes ni en altura ni en extensión, debido al régimen laminar del viento, afirmando con carácter general que las protecciones a sotavento generan una área de protección hasta una distancia de veinte veces la altura de la barrera vegetal. Las especies más recomendables para éstas barreras vegetales son las coníferas, distanciadas lo mínimo posible entre ellas, y con una distribución de tres filas.
Los vientos en el medio urbano se ven sustancialmente modificados. Su velocidad es menor por la diversidad de obstáculos y barreras que se encuentran; menor en el casco que en las zonas periféricas, pero por el contrario éstos accidentes provocan unas variaciones de dirección que debemos conocer y controlar para evitar efectos perjudiciales. Las velocidades son muy variables según las zonas, la época del año y el soleamiento.
La masa edificatoria de cada ciudad condiciona notablemente las características del viento, siendo prácticamente imposible hacer generalizaciones de comportamiento, por lo que se estudiarán pormenorizaramente cada caso particular.

La geomorfología

Situación climática específica. Para ello se han considerado las cuatro posibilidades siguientes: clima de montaña; clima de valle; proximidad de masas de agua; y proximidad de bosques.

Factores de localización del asentamiento. En primero es ser considerado es el referente a las condiciones topográficas del terreno tales como:

• Pendiente: influye en la cantidad de radiación directa que se puede recibir. Orientación de la pendiente importante para los vientos.
  
• Posición relativa: protegida o expuesta. A más exposición mayores son las oscilaciones térmicas, temperaturas más frías, y mayores posibilidades de ventilación e iluminación.
  
• Obstrucciones: existencia de accidentes topográficos próximos y en orientaciones determinadas pueden suponer obstáculos para la radiación y ventilación. Cálculo de la obstrucción solar anual producida por montañas sobre el asentamiento.

Otro factor interesante se refiere a la cantidad y calidad de la vegetación circundante ya que modifica la radiación solar: tanto directa formando pantallas como la global por absorción de parte del espectro de la luz solar. Las coníferas debilitan fuertemente la luz solar pero no la modifican cualitativamente. Las frondosas la debilitan y producen una absorción selectiva. Importancia de las especies de hoja caduca y perenne. Son barreras eficaces contra el viento. La evapotraspiración, especialmente de las plantas frondosas aumenta la humedad relativa del ambiente y disminuye la temperatura. Ayudan a crear, por diferencias de temperaturas, pequeñas corrientes de aire.
Por último, también hay que atender a las características de la trama urbana circundante. La densidad altera los intercambios energéticos entre la edificación y el entorno, de forma que a mayor densidad disminuyen las posibilidades de intercambio. La temperatura será más estable sin oscilaciones extremas significativas y se dificultará la ventilación. La altura de las edificaciones colindantes se comportan como obstáculos para la radiación solar directa y el viento.

La estructura urbana, red viaria

La orientación de la estructura urbana principal. Las calles configuradoras de la estructura urbana principal pueden estar orientadas teniendo en cuenta las condiciones de sol y viento que afectan al asentamiento.

La adaptación o no a la topografía. Los condicionantes del soporte territorial, pendientes, exposición, orientación, etc, pueden o no haber determinado la estructura urbana originaria o sus crecimientos posteriores.

Condiciones geométricas. Relación entre el ancho de calles y plazas para obtener unas buenas condiciones de ventilación y soleamiento.

La red de espacios libres

Tamaño y forma de los espacios libres y zonas verdes. Los espacios libres y las zonas verdes pueden ser verdaderamente eficaces cuando alcanzan un tamaño relativamente adecuado con respecto al continuo edificado circundante. Por lo tanto será objeto del estudio determinar cuales son las dimensiones y formas de la red actual y redimensionarlas adecuadamente en la Ordenanza Medioambiental propuesta.

Localización. Factor fundamental con respecto a las variables de sol, viento y condiciones geomorfológicas del soporte territorial ya que pueden alterar sus características originarias.

Orientación. La orientación va a condicionar las variables de sol y exposición a la radiación solar directa y reflejada, así como con respecto a las situaciones de vientos dominantes o calmas.

Otras condiciones intrínsecas. Establecidas como la presencia de vegetación, el acabado superficial (albedo), la permeabilidad del soporte (escorrentía), y otros elementos complementarios regulados desde la Ordenanza Mediambiental Local.

Morfología de las manzanas

Condiciones geométricas de las manzanas y patios de manzana. Superficies más recomendables de manzanas con formas y dimensiones establecidas tras un análisis del medio natural del asentamiento que determinarán las condiciones óptimas de las manzanas y sus patios, en la Ordenanza Medioambiental.

Orientación de las manzanas. Teniendo en cuenta las variables de sol y viento y totalmente relacionadas con la estructura viaria, se establecerán las orientaciones más favorables para cada asentamiento a fin de conseguir los criterios de optimación de las condiciones locales climáticas.

Densidad edificatoria. La esponjosidad del tejido edificado también tendrá su reflejo al establecer la densidad edificatoria óptima para aprovechar los recursos del medio natural.

Morfología de las parcelas

Condiciones geométricas de la parcela. Formas, relaciones de ancho/fondo, áreas de movimiento y superficie parcela mínima más aconsejable, así como el establecimiento de la alineación oficial o los espacios de retranqueo admitidos por la Ordenanza Medioambiental.

Ocupación máxima de las parcelas y patios de parcela. Se establece el condicionante de los patios, como factor importante para determinar la ocupación máxima de la edificación dentro de la parcela edificable. Los patios son un elemento importante de cara a establecer su forma, orientación y localización para que sirvan para mejorar las condiciones climáticas locales en las épocas invernales y estivales.

Edificabilidad máxima de las parcelas. La edificabilidad máxima viene condicionada por la ocupación y por el número máximo de plantas aconsejable para cada unas de las parcelas. Las variables de sol y obstrucción solar, establecerán la relación entre la altura de la edificación y el ancho de las calles, de forma que exista sol en el solsticio de invierno en todas las fachadas principales. Sólido capaz, altura máxima, de cornisa, de coronación, de fachada, y construcciones admitidas por encima de la altura máxima completarán los requisitos establecidos en la Ordenanza Medioambiental Local.

Condiciones de la edificación

Condiciones formales. Definida a través de sus parámetros básicos, establece la tipología edificatoria por ejemplo, vivienda unifamiliar aislada, pareada o en hilera; o vivienda colectiva entre medianeras configurando manzanas o en bloque aislado.

Condiciones higiénicas de la edificación. Definición de pieza habitable, y dimensiones de los huecos adecuadas para cada orientación teniendo en cuenta las condiciones climáticas locales.

Características constructivas de la edificación. Muros, cubiertas, forjados, particiones interiores, carpinterías y acristalamientos. Estas características determinarán las condiciones óptimas de la edificación adecuadas al clima concreto, y posibilitarán la adopción de medidas de acondicionamiento pasivo para el ahorro energético local.

Condiciones estéticas. Fachadas, tratamiento de medianeras, volados, soportales y aleros.

Condiciones de uso. Usos recomendados, compatibles, tolerables y prohibidos, establecidos por la Ordenanza, para que se establezcan los criterios de áreas multifuncionales con diversidad de usos de acuerdo con el análisis y las experiencias internacionales sobre el tema, detalladas en los capítulos precedentes.

Esther Higueras

Fecha de referencia: 22-07-1998