Diseño de la forma de una casa para la reducción de contaminantes en tipologías urbanas idealizadas de Lima, 2024

Abstract

La contaminación del aire en entornos urbanos es una creciente preocupación debido a sus efectos sobre la salud pública, especialmente en ciudades densamente pobladas como Lima, Perú. Esta ciudad enfrenta serios desafíos de calidad del aire, producto de la alta densidad vehicular y una topografía que dificulta la ventilación natural y favorece la acumulación de contaminantes. Este estudio propone una estrategia de intervención urbana con enfoque ambiental, basada en el análisis del impacto que tienen distintas configuraciones arquitectónicas en la dispersión de contaminantes atmosféricos. Para ello, se emplearon simulaciones de dinámica de fluidos computacional (CFD) mediante el software ENVI-met, modelando cómo la forma de las edificaciones y su disposición espacial influyen en el comportamiento del viento y la calidad del aire. Los diseños analizados incluyeron variaciones en la geometría de las estructuras y en la densidad del tejido urbano, con el objetivo de mejorar la ventilación y el flujo del aire. Los resultados indican que ciertas configuraciones aerodinámicas pueden reducir la concentración de partículas contaminantes hasta en un 20 % en comparación con diseños convencionales. Esta mejora significativa sugiere que dichos diseños contribuyen a mejorar la calidad del aire urbano y la salud de los residentes. Los hallazgos subrayan la importancia de incorporar principios aerodinámicos en la planificación urbana y el diseño arquitectónico como medida efectiva para mitigar la contaminación atmosférica. Asimismo, la investigación demuestra que el uso de herramientas de simulación como ENVI-met aporta evidencia científica valiosa para el desarrollo de políticas públicas y estrategias de urbanismo sostenible orientadas al bienestar de la población.Air pollution in urban environments is an increasing concern due to its effects on public health, especially in densely populated cities such as Lima, Peru. This city facesserious air quality challenges resulting from high vehicle density and a topography that hinders natural ventilation and favors the accumulation of pollutants. This study proposes an urban intervention strategy with an environmental focus, based on the analysis of how different architectural configurations affect the dispersion of atmospheric pollutants. To this end, computational fluid dynamics (CFD) simulations were carried out using the ENVI-met software, modeling how the shape of buildings and their spatial arrangement influence wind behavior and air quality. The designs analyzed included variations in building geometry and urban density, with the aim of improving ventilation and airflow. The results indicate that certain aerodynamic configurations can reduce the concentration of pollutant particles by up to 20% compared to conventional designs. This significant improvement suggests that such designs can help enhance urban air quality and public health. The findings highlight the importance of incorporating aerodynamic principles into urban planning and architectural design as an effective measure to mitigate air pollution. Furthermore, the research demonstrates that simulation tools such as ENVI-met provide valuable scientific evidence to support the development of public policies and sustainable urban planning strategies aimed at improving the well-being of urban populations.