Rosa de los vientos y simulación del viento
La pestaña «03 Viento» genera como láminas la rosa de los vientos de la estación más cercana y una simulación del viento entre los edificios del entorno del emplazamiento.
Introducción
La pestaña «03 Viento» muestra en una sola pantalla la rosa de los vientos (estadística observada) y el flujo entre edificios (simulación).
El flujo entre edificios muestra por dónde pasa el viento alrededor del emplazamiento y dónde se bloquea. Esta información suele obtenerse encargando un estudio CFD. Esta simulación sirve para el análisis en la fase inicial del proyecto.
Cómo se usa
- Elige el emplazamiento y el radio.
- En la pestaña «03 Viento», elige el periodo (anual, primavera, verano, otoño o invierno).
- En «Rosa de los vientos», consulta la frecuencia observada.
- Elige «Simulación en planta» o «Simulación 3D» y haz clic en «Calcular».
Rosa de los vientos
La rosa de los vientos reúne la frecuencia de la dirección y la velocidad del viento registradas cada hora en la estación. No incluye valores generados por un modelo. Se dibuja en 16 direcciones y el periodo se elige entre anual, primavera, verano, otoño e invierno.
Los datos son archivos climáticos EPW/TMYx (climate.onebuilding.org, serie TMYx 2011–2025). Es el archivo climático estándar en simulación de edificios, el mismo que usan Ladybug y Grasshopper. Cubre 17.311 puntos en todo el mundo, así que cualquier emplazamiento de España se genera con el mismo método: se usa la estación más cercana.
Información de la estación
La rosa de los vientos es el viento en el punto de la estación, no el del emplazamiento. La estación está a varios kilómetros. Si entre ambos hay una ladera, un río o edificios altos, el viento real del emplazamiento cambia.
Por eso la pantalla muestra siempre el nombre de la estación, la distancia al emplazamiento y el periodo de observación. Desde Paseo del Prado (Madrid), la estación más cercana está a unos 5 km y tiene observaciones de 2017 a 2025; desde Passeig de Gràcia (Barcelona), a unos 4 km, también de 2017 a 2025. Las estaciones de aeropuerto tienen 15 años de observaciones (2011–2025).
La velocidad se mide a la altura del anemómetro de la estación, y esa altura cambia de una estación a otra. Por eso no se pueden comparar directamente velocidades de estaciones distintas.
Método de cálculo de la simulación
Al hacer clic en «Calcular», se calcula el flujo de aire alrededor del emplazamiento con una sola dirección: la dominante del periodo elegido.
El método combina el método de Boltzmann en red (LBM) con un modelo de turbulencia LES de Smagorinsky. En lugar de resolver directamente las ecuaciones de Navier-Stokes por volúmenes finitos, calcula la colisión y el desplazamiento de distribuciones de partículas, por lo que el cálculo en GPU es rápido.
Además de los edificios, el cálculo incluye el terreno a partir del modelo de elevaciones Copernicus DEM.
El resultado es la media temporal del último tramo del cálculo. La turbulencia cambia a cada instante, así que una imagen de un solo momento no se repite. La media del tramo da un resultado estable.
Malla
La malla de cálculo es fija, de 4 m. Una calle de 8 m de ancho ocupa 2 celdas.
Con una malla de 8 m, esa calle sería 1 celda y el paso desaparecería. Con 2 m, el cálculo es 8 veces mayor, pero otros errores pesan más que la precisión que se gana.
Además del tamaño de la malla, la altura de los edificios es una fuente de error. En Madrid es la altura medida por el Ayuntamiento («Alturas de edificios»); donde la medición no cubre el edificio, número de plantas × 3 m. En el resto de España, también en Barcelona, es una estimación: número de plantas del Catastro × 3 m. Los edificios sin altura ni número de plantas no se pueden levantar en el modelo; en Paseo del Prado (radio 800 m) no falta ninguno. Afinar la malla a 2 m no corrige la altura de los datos.
Dominio de cálculo
El dominio de cálculo es 400 m más amplio que la lámina por cada lado (radio de análisis + 400 m). El margen se descarta del resultado y solo se muestra el área de la lámina.
Los bordes del cálculo son una condición artificial. En la cara de entrada se impone un viento uniforme. Si un edificio está cerca del borde, la perturbación que crea rebota en el borde y deforma el resultado. El margen sirve para evitarlo.
Las guías de práctica CFD (COST Action 732, Architectural Institute of Japan) fijan este margen en al menos 5 veces la altura H del edificio más alto. Esta herramienta usa un valor fijo de 400 m en lugar de 5H, porque H cambia mucho por un solo valor extremo: aunque el barrio sea bajo, un edificio alto dentro del radio amplía mucho el dominio según el criterio 5H. Con un valor fijo, el dominio no cambia según el tipo de emplazamiento.
Límite de radio
La simulación admite un radio de hasta 1 km. Por encima, el cálculo crece con el cubo del radio y deja de ser práctico. La lámina se puede generar con un radio de hasta 1,5 km.
Vistas
- «Rosa de los vientos»: frecuencia observada en 16 direcciones. La longitud de cada barra es la frecuencia, los niveles de color son la velocidad y el número del centro es el porcentaje de calma (sin viento).
- «Simulación en planta»: el color es la velocidad y la textura, la dirección del flujo. La textura es una representación LIC (convolución integral de líneas): ruido blanco difuminado en la dirección del flujo, que muestra la dirección sin flechas. Puedes cambiar la altura de la vista (por ejemplo, una calle cerrada a 4 m sobre el suelo puede estar abierta a 48 m).
- «Simulación 3D»: muestra como líneas finas las líneas de corriente realmente trazadas. El color cambia dentro de una misma línea, así que se ven la aceleración en las calles y la deceleración detrás de los edificios.
La lámina en planta muestra en una sola imagen dónde el viento es fuerte y dónde es débil; la vista 3D muestra por qué. La lámina en planta es adecuada para un informe; la vista 3D, para responder preguntas en una presentación.
Cómo leer el resultado
El valor de velocidad en un punto (por ejemplo, 2,3 m/s en este punto) no está garantizado por esta herramienta. El resultado sirve para comprobar la estructura del espacio, no para citar cifras.
Por qué calle entra el viento dominante y detrás de qué manzana se estanca son juicios que salen de la forma, y se distinguen bien con una malla de 4 m.
Es especialmente útil para comparar alternativas de implantación. Si colocas la volumetría de formas distintas en el mismo emplazamiento y calculas cada una, se ve qué alternativa cierra el paso del viento y cuál deja un corredor.
Limitaciones
Esta lámina no es un estudio de viento validado. Un estudio real se hace con ensayos en túnel de viento o CFD validado, y calcula varias direcciones y estaciones del año para decidir con estadística. Esta lámina es una herramienta para estudiar la forma en la fase anterior: el diseño inicial.
Lo que el cálculo no incluye:
- Una sola dirección, la dominante: un estudio real pondera las 16 direcciones por su frecuencia.
- Sin arbolado: los árboles de las calles y los parques frenan bastante el viento en la realidad.
- Alturas de los edificios: fuera de Madrid, también en Barcelona, son una estimación (plantas × 3 m); los edificios sin altura ni plantas no se levantan (ver «Malla»).
- Sin validación en túnel de viento: nunca se ha medido un emplazamiento real para contrastar el resultado.
La imagen guardada con «Guardar PNG» lleva los textos «Orientativo para diseño inicial» y «sin validación en túnel de viento». Si guardas con «Solo la lámina (PNG)», estos textos no aparecen, así que añade tú el pie de imagen.
Fuentes de datos
| Datos | Uso |
|---|---|
| Archivos climáticos EPW/TMYx | Rosa de los vientos (dirección y velocidad horarias de la estación). climate.onebuilding.org, TMYx 2011–2025, 17.311 puntos en todo el mundo |
| Dirección General del Catastro (INSPIRE, elaboración propia) | Contorno y número de plantas de los edificios; altura fuera de Madrid (plantas × 3 m) |
| Ayuntamiento de Madrid, «Alturas de edificios» (CC BY 4.0) | Altura medida de los edificios en Madrid |
| Copernicus DEM GLO-30 | Terreno |
| COST Action 732, Architectural Institute of Japan | Referencia de las guías de práctica CFD (margen del dominio de 5H) |