El clima urbano es la modificación local del clima regional que generan las ciudades. La temática ha tenido gran desarrollo durante los últimos 50 años centrando el análisis en las variaciones de los patrones espaciales de distintos parámetros meteorológicos (temperatura, humedad, viento, precipitaciones, entre otros) y cómo dichas diferencias afectan a la población de manera diferencial (confort y estudios bioclimáticos). La ciudad de Tandil se ubica en el centro sur de la provincia de Buenos Aires, Argentina. Está emplazada en la zona central del sistema serrano de Tandilia cuyas estribaciones rodean la ciudad de oeste a sur condicionando su desarrollo. Se encuentra en la faja de climas templados de tipo chino con veranos e inviernos bien marcados y estaciones intermedias de transición. Es una ciudad media de 116.916 habitantes y presenta una economía muy diversificada con una gran importancia del sector terciario. En Tandil no han sido desarrollados hasta la fecha estudios integrados de su clima urbano. Es por ello que el objetivo de la tesis es estudiar el clima urbano de la ciudad de Tandil aplicado a mejorar las políticas de planificación urbana. De esta manera se caracterizó climática, geomorfológica y socialmente el área de estudio, se realizó una comparación urbano-rural de parámetros meteorológicos, se analizaron los comportamientos espaciales de las temperaturas, las precipitaciones y la humedad y se estudió el confort climático. Se utilizaron dos estaciones meteorológicas para la comparación urbano-rural, cuyos datos generaron estadísticas meteorológicas. Las temperaturas fueron estudiadas mediante mediciones por transectas, en las cuales también se obtuvo la información de humedad, mientras que la evolución térmica se estudió a través de imágenes satelitales del Landsat 5 TM. Para analizar la distribución espacial de las precipitaciones y sus características se configuró una red de 11 pluviómetros en los cuales se recabó información de milimetraje y pH para cada evento de lluvia. El confort climático se calculó con los datos estadísticos de la estación del Servicio Meteorológico Nacional Tandil – AERO (1971 -2010) y con los datos obtenidos para el período 2010 – 2013 de las dos estaciones de la comparación urbano-rural. Se comprobó la influencia urbana en todos los parámetros meteorológicos analizados, con una intensidad máxima de los efectos durante el verano. La evolución del comportamiento térmico mostró un cambio en el patrón de distribución explicado por las modificaciones en la morfología urbana y un comportamiento térmico variable durante el día y en cada estación climática. Las precipitaciones presentaron un doble proceso: un efecto de sombra en el centro de la ciudad generado por las edificaciones en altura y una mayor concentración de milimetraje en las zonas altas de la ciudad. La humedad mostró una influencia de la temperatura al interior de la ciudad y de las precipitaciones en términos de disponibilidad de agua. El análisis de confort climático demostró que la ciudad presenta condiciones de desconfort durante el verano sobre todo en el área central y el noreste del área urbanizada. Con la información que se obtuvo se generó el primer mapa de Zonas Climáticas Locales de la Argentina, determinándose 17 zonas para la ciudad de Tandil, cada una con características climáticas y constructivas diferentes. A partir de ellas se elaboraron propuestas para modificar la planificación urbana teniendo en cuenta variables climáticas a los efectos de contribuir a mejorar la calidad de vida de la población que habita la ciudad. / The urban climate is the regional climate modification cause by the city. The study of this field has been developing during the last 50 years, concentrating in the spatial distribution variations of different parameters (temperature, humidity, wind, precipitation, among others) and the influences in the population (comfort and bioclimatic studies). Tandil city is located in the south center of Buenos Aires province, Argentina. It’s surrounding by Tandilia center hills from south to west and it condition the urban development. Chinese template climate domain in the area, it’s characterized by defined summer and winter and intermediate seasons of transitions. It’s a middle city of 116.916 habitants with a diversify economy and predominance of service activities. In Tandil there is not integral urban climate study until now. That’s why the objective of this thesis is to study the urban climate of Tandil city to improve the urban planning policy. To carry out it: a climatic, geomorphological and social characterization was done, an urban- rural comparison of meteorological parameters was made, there were analyzed the spatial distribution patterns of temperature, precipitation and humidity and at last a climatic comfort study was performed. Two meteorological stations were used to compare urban-rural parameters and statistical were elaborated with its information. Temperature were studied by transects, where humidity data were obtained, and the thermic evolution were analyzed using Landsat 5 TM satellite images. To study the spatial distribution of precipitation a net with 11 rain gauges was build and in each rain event millimeter and pH was recovered. Climatic comfort was calculated with the statistical of the weather station Tandil-AERO of the Servicio Meteorologico Nacional (1971-2010) and with the information record by the two weather stations for period 2010-2013. The urban influence was corroborated in all the analyzed parameters, and the maximum intensity was detected during the warm season. The thermic evolution showed a change in the spatial distribution patron explained by the variation in the urban morphology, during the day and in each season different behavior was distinguished. The precipitations exhibited a double process: a shadow effect in the city center due to the height buildings and a concentration of the highest values in the hills. The humidity showed a thermic influence in the city and a precipitation effect in water availability. The climatic comfort analyzed presented discomfort during the summer especially in the city center and the northeast of the urbanized area. The first Argentinian map of Local Climate Zones was generated for Tandil city using the previous data, 17 zones were detected with different climatic and construction characteristics. This classification proposal was used to modify the actual urban planning, taking on account climatic variables, to improve the life quality of the population that live in the city.

Tesis para optar al Grado de Magíster en Urbanismo / Con más de la mitad de la población mundial viviendo en ciudades, el confort ambiental de los espacios públicos se ha transformado en un importante indicador de sostenibilidad, habitabilidad y vitalidad para las áreas metropolitanas, considerando que el desarrollo de la Climatología Urbana y las nuevas tecnologías de teledetección han permitido verificar al interior de las zonas más densamente pobladas la formación de “Islas de Calor Urbanas”. En la escala de microclima, las investigaciones recientes se han concentrado en relaciones estadísticas entre descriptores morfológicos y modelos matemáticos de predicción del confort térmico humano, aunque estudios recientes han establecido la necesidad de considerar la percepción termo-espacial de las personas, como una variable relevante que requiere de un enfoque metodológico también de carácter cualitativo. El presente estudio de caso pretende aportar a la discusión científica, situando a las personas en el centro de la investigación, examinando primero la evolución diurna y nocturna de las temperaturas intraurbanas en el Área Metropolitana de Santiago y específicamente en la comuna de Providencia, identificada como epicentro de la Isla de Calor Urbana de superficie de Santiago en el periodo 2001-2017. Posteriormente se han comparado a nivel de microclima la variación en el acceso solar a partir de los cambios morfológicos producidos en Barrio Italia entre las comunas de Providencia y Ñuñoa, para finalmente reconocer las cualidades del diseño urbano y la influencia que estas ejercen en la percepción termo-espacial de los habitantes del espacio público en este barrio. Los resultados indican una tendencia al alza de más de 1°C en cuanto las temperaturas superficiales nocturnas a nivel metropolitano y comunal, además de una importante reducción en los indicadores de acceso solar y en la calidad del diseño urbano a escala de barrio, producida a partir de los cambios morfológicos en el límite entre ambas comunas. Respecto de la percepción de los peatones, estos identificaron a la mayor presencia de arborización en el diseño de las calles, como el elemento de mayor influencia física y psicológica en la conformación de espacios térmicamente más confortables. La metodología utilizada de carácter multiescalar ha permitido identificar al espacio público como unidad básica para la adaptación climática de zonas de renovación urbana, donde el aumento en la cantidad de vegetación al interior de las calles constituye una estrategia conveniente para incorporar en la Planificación Urbana, a fin de crear ambientes urbanos más cómodos y atractivos para las personas.

Se ha sintetizado la información de las temperaturas de emisión superficial obtenidas mediante 53 imágenes del satélite Terra MODIS, aplicando para ello promedios anuales y estacionales de las temperaturas estandarizadas, y reducción de las imágenes a factores complejos de los patrones espaciales usando Análisis de Componentes Principales (ACP); finalmente, se han realizado mapas de diferencias térmicas para conocer la intensidad de la isla de calor urbana de superficie (ICUs) estacional y anual. Los resultados muestran que la isla de calor tiende a localizar el máximo térmico en las comunas de Santiago, Providencia, Las Condes, Ñuñoa y Vitacura, conformando un núcleo cálido asociado a la mayor densidad construida; además, las comunas de Huechuraba y Quilicura conforman otro núcleo cálido, el que está asociado a viviendas de alto nivel de ingresos en el primer caso e industrias en el caso de Quilicura. El ACP revela cuatro patrones típicos, que explican el 90,6% de las situaciones, a saber: ICUs consolidada (44,5%), ICUs del piedmont y cuña de altos ingresos (22,3%), un tipo sin isla de calor urbana (20,2%) e ICUs más intensa al sur (3,6%). Finalmente, la intensidad de la isla de calor urbana de superficie es de mayor magnitud durante el otoño (7,4ºC), seguida de verano (5,9ºC), primavera (5,4ºC) e invierno (5,0ºC); incluso en verano y otoño supera los 7ºC en la zona oriente de la ciudad. De las situaciones sin isla de calor, se ha sugerido la hipótesis de efecto sumidero de calor o «urban heat sink», asociado a fuerte brisa de la Cordillera de Los Andes, que barre la ICUs y la desplaza al poniente de la ciudad, lo que en días de contaminación por material particulado (PM10) tendría efectos nocivos sobre la salud de la población de esa parte de la ciudad. Además, se modela la isla de calor urbana de superficie (ICUs) en función de una serie de variables geográficas y urbanas, con el propósito de plantear alternativas para la mitigación de los efectos negativos que las ICUs provocan a los habitantes de la ciudad de Santiago. Además, se entregan algunas directrices para una planificación territorial más sostenible. En total se utilizaron 42 mapas de isla de calor del año 2010, los cuales se generaron con imágenes satelitales Terra MODIS. Ellos fueron sintetizados en cinco cartografías, un mapa anual y cuatro correspondientes a las estaciones del año. Las variables explicativas para predecir la isla de calor fueron nueve: densidad de población y construida, elevación topográfica, NDVI, albedo, radiación solar y las distancias euclidianas al centro, la costa y los ríos y esteros. Los resultados de los modelos de regresión lineal múltiple por pasos indican coeficientes de determinación entre 47,39% y 80,08% (invierno y verano respectivamente). Las variables explicativas más influyentes son el albedo y el NDVI (relación negativa), y la densidad construida (relación positiva). Al modificar las variables que explican la ICUs se podría variar la intensidad de ella, por ejemplo: al aumentar de 10.000 m2 a 20.000 m2 construidos por hectárea la temperatura deberá aumentar entre 1ºC y 2ºC; implementando de áreas verdes un espacio sin vegetación, la isla de calor se verá reducida entre 1,2ºC y 5,5ºC; y al modificar el albedo de la ciudad desde un 10% a un 20% se consigue una reducción de la ICUs entre 1,1ºC y 2,7ºC.

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Esse aumento pode ser associado aos processos de urbanização mais recentes ocorridos em alguns países, tais como os localizados na América Latina e Caribe, que entre 1950 e 1990 viram suas populações urbanas crescerem de 40% para 70%. No Brasil, esse fenômeno se manifestou principalmente através da apropriação do campo pela produção capitalista, que gerou grande êxodo rural e rápido crescimento populacional nos centros urbanos. Fato que foi determinante para o agravamento das mazelas urbanas, e consequentemente, para as condições de vida e a atual configuração das cidades brasileiras. Dentre os problemas ambientais urbanos provenientes desse processo, destacam-se os referentes à atmosfera urbana, tais como o acúmulo de calor, poluição e inundações, que têm causado desconfortos e prejuízos à qualidade de vida dos citadinos. Nesta perspectiva, o objetivo desse estudo foi detectar o fenômeno de ilha de calor em Penápolis/SP e suas magnitudes, considerando-se seus atributos geoambientais e geourbanos. A pesquisa teve como referência a teoria do Sistema Clima Urbano proposta por Monteiro (1976), com ênfase no que o autor denominou de subsistema termodinâmico. Os procedimentos metodológicos realizados se basearam na realização de transectos móveis, na instalação de dois pontos fixos e na utilização de imagens de satélite e técnicas de sensoriamento remoto. As imagens de satélite foram utilizadas para o mapeamento dos condicionantes geoambientais e geourbanos, tais como vegetação, relevo, temperatura de superfície e densidade de edificações. A escolha dos dois pontos fixos foi pautada em referencial bibliográfico, sendo que um desses pontos ficou localizado na área central da cidade, caracterizado por um elevado grau de edificações, e o outro na área rural do município, ambos com altitudes semelhantes. O monitoramento das variáveis climáticas (temperatura e umidade) também se realizou através de transectos móveis, o que implicou na realização de dois percursos (norte-sul/leste-oeste). As coletas foram efetuadas em dias com condições atmosféricas que se caracterizaram pela estabilidade, sem chuva e sem vento, às 21h e em meses representativos do verão e inverno. Sendo assim, os registros foram realizados em dezesseis episódios distribuídos em oito transectos nos meses de dezembro de 2014 e janeiro de 2015 e outros oito nos meses de junho e julho de 2015. Os resultados apontaram, que sob condições de estabilidade atmosférica, a ilha de calor urbana em Penápolis/SP alcançou intensidade máxima de 3,5ºC nas medidas fixas e 9,5ºC nas medidas móveis. Para as medidas fixas foi observada uma ilha de calor praticamente constante entre 23h e 24h de duração em dezembro, enquanto que janeiro já apresentou menor duração, entre 21h e 24h. Julho e junho apresentaram similaridades com duração entre 15h e 16h. No que se refere à variabilidade estacional, as ilhas de calor e seca apresentaram maior expressividade no verão, com máxima em dezembro para as medidas fixas e em janeiro para as medidas móveis. As medidas móveis demonstraram a formação de ilha de calor urbana caracterizada pelo padrão de aquecimento centro-periferia, com temperaturas mais elevadas no centro da cidade e em áreas densamente ocupadas, próximas ao centro e queda da temperatura afastando-se do centro em direção a periferia. As áreas de fundo de vale e densamente vegetadas foram favoráveis às temperaturas mais baixas e a umidade mais elevada. Portanto, a intensidade da ilha de calor e seca esteve condicionada às características geoambientais e geourbanas da cidade, principalmente a cobertura arbórea e a densidade de edificação. / The city has established itself as the main place where most of the world's population live in the twentieth century. According to ONU, since 1990, the world has seen an increasing concentration of population in urban areas. This increase can be associated with more recent urbanization processes that occurred in some countries, such as those located in Latin America and the Caribbean, which urban population grew from 40% to 70% between 1950 and 1990. In Brazil, this phenomenon manifests itself mainly through the appropriation of field sites by the capitalist production, which led to a large rural exodus and a rapid population growth in urban centers. That circumstance was crucial to worsen the urban issues, and consequently, the living conditions and the current configuration of Brazilian cities. Among the urban environmental problems arising from this process, we highlight those related to the urban atmosphere, such as heat storage, pollution and flooding, which have caused discomfort and damage to the quality of life of residents. Therefore, the objective of this study was to detect the generation of the heat island and its intensity in the city of Penápolis/SP, considering the land use, land cover and urban built form. The research was based on the Urban Climate System theory proposed by Monteiro (1976), focusing on what the author called “thermodynamic subsystem”. The methodologies included mobile traverses, installation of two fixed stations, satellite images and remote sensing techniques. Satellite images were used to map the environmental and urban characteristics, such as vegetation, relief, surface temperature and building density. The selection of the two fixed points was based on bibliographical references, one located in downtown, a high-density area, and other situated in the rural area, both with similar altitudes. The measurements of climatological variables (temperature and humidity) was performed using mobile surveys along two traverses (north-south / east-west). The traverses were carried out during eight summer evenings (December 2014-January 2015) and eight winter evenings (June-July 2015), under calm conditions, with light winds and no precipitation. The results showed that under atmospheric stability, the urban heat island in Penápolis/SP reached a maximum intensity of 3.5ºC at the fixed points and 9.5ºC along the mobile traverses. During the fixed measures in December, the urban areas experienced up to 23h or 24h of heat island, while in January the duration was shorter, between 21h and 24h. Urban heat islands in June and July showed similar duration, about 15h and 16h. Analyzing the seasonal variability, the heat and dry islands were greater in the summer, with maximum in December (fixed points) and January (mobile survey). The results indicated the formation of an urban heat island characterized by higher temperatures in downtown and in densely built-up areas near the city center, and lower temperatures towards the periphery. Moreover, valley bottom areas with vegetation cover presented lower temperatures and higher humidity. Therefore, the intensity of the dry and heat islands related to the environmental characteristics and urban features, especially the tree cover and the building density. / La ciudad se ha consolidado como local de la vivienda de gran parte de la población mundial en el siglo XX. Según la ONU desde 1990, el mundo ha visto un incremento en la concentración de la población en las zonas urbanas. Este aumento puede estar asociado con los procesos de urbanización más recientes ocurridos en algunos países, como los ubicados en América Latina y el Caribe, que entre 1950 y 1990 vieron sus poblaciones urbanas crecer del 40% para el 70%. En Brasil, este fenómeno se manifestó principalmente a través de la apropiación del campo por la producción capitalista, que generó gran éxodo rural y rápido crecimiento de la población en los centros urbanos. Este hecho fue crucial para el agravamiento de los males urbanos, y consecuentemente, para las condiciones de vida y la configuración actual de las ciudades brasileñas. Entre los problemas ambientales urbanos de este proceso, se destacan los relacionados con la atmosfera urbana como la acumulación de calor, la contaminación del aire y las inundaciones, que han causado incomodidad y daños a la calidad de vida de los habitantes de las ciudades. En esta perspectiva, el objetivo de este estudio fue detectar el fenómeno de isla de calor en Penápolis/SP y sus magnitudes, considerando sus atributos geo-ambientales y geo-urbanos. La investigación tuvo como referencia la teoría del Sistema Clima Urbano propuesto por Monteiro (1976), con énfasis en lo que el autor denominó de subsistema termodinámico. Los procedimientos metodológicos adoptados se basaron en la realización de transectos móviles, en la instalación de dos puntos fijos y el uso de imágenes de satélite y técnicas de teledetección. Las imágenes de satélite fueron utilizadas para el mapeo de las características geo-ambientales y geo-urbanas, tales como la vegetación, relieve, temperatura de la superficie y la densidad de las construcciones. La elección de los dos puntos fijos se basó en las referencias bibliográficas, siendo que uno de esos puntos se ha localizado en la zona central de la ciudad que se caracteriza por un elevado grado de construcciones y el otro en la zona rural del municipio, ambos con altitudes similares. El monitoreo de las variables climáticas (temperatura y humedad) también se ha realizado a través de transectos móviles, lo que resultó en la realización de dos recorridos (nortesur/este-oeste). Los registros se hicieron en días con condiciones climáticas que se caracterizaron por la estabilidad, sin lluvia y sin viento, a las 21h y en meses representativos de verano y de invierno. De esta manera, los registros fueron realizados en dieciséis episodios distribuidos en ocho transectos en los meses de Diciembre de 2014 y Enero de 2015 y otros ocho en los meses de Junio y Julio de 2015. Los resultados mostraron que en condiciones de estabilidad atmosférica, la isla de calor urbano en Penápolis/SP alcanzó intensidad máxima de 3,5ºC en medidas fijas y 9,5ºC en las medidas móviles. Para las mediciones fijas se ha observado una isla de calor casi constante entre 23h y 24h de duración en Diciembre, mientras que en Enero se ha presentado con menor duración, entre 21h y 24h. Los meses de Junio y Julio mostraron similitudes con duración entre las 15h y 16h. En lo que se refiere a la variación estacional, las islas de calor y sequedad mostraron una mayor expresión en el verano, con máxima en Diciembre para las medidas fijas y Enero para las medidas móviles. Las medidas móviles demostraron la formación de isla de calor urbano que se caracteriza por el patrón de calentamiento centro-periferia, con temperaturas más altas en el centro de la ciudad y en las zonas densamente ocupadas, cerca del centro y descenso de la temperatura alejándose desde el centro para la periferia. Las áreas de fondo del valle y con vegetación densa fueron favorables a las temperaturas más bajas y humedad más elevada. Por lo tanto, la intensidad de la isla de calor y sequedad estuvo condicionada a las características geo-ambientales y geo-urbanas de la ciudad, principalmente la cobertura arbórea y la densidad de edificación. / FAPESP: 2014/05824-4