SOLUCIONES URBANAS PARA UN PARQUE INFANTIL APLICANDO EL MÉTODO DE

ANÁLISIS DE LA PROYECCIÓN DEL DIAGRAMA DE SOMBRA

(1)Valentina Amaya; (2) Danny Osorio; (3) Laura Rendón.

(1) Estudiante Arquitectura.

Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín. valen_amaya@hotmail.com

(2) Estudiante Arquitectura.

Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín. doggato@hotmail.com

(3) Estudiante Arquitectura.

Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín. supergirl_887@hotmail.com

RESUMEN

Este documento y todas las investigaciones y ensayos que se realizaron son producto de un ejercicio

académico de la asignatura Énfasis I: Proyecto Tecnológico, de la Facultad de Arquitectura de la

Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín.

El ejercicio consistió en encontrar una serie de estrategias urbanas para la ubicación de cuatro torres de

vivienda y una masa arbórea de tamaño limitado alrededor de un parque recreativo para niños en la

ciudad de Medellín. En un espacio como éste los requerimientos de asoleamiento o incursión solar

son muy diversos.

Para encontrar la mejor disposición urbana de los elementos se usó como herramienta proyectual el

diagrama de sol, que nos garantizó un estudio completo y detallado de los niveles de insolación en el

espacio. En este informe se incluyen las diferentes opciones de posicionamiento de las torres y cómo

se llegó a una que fuera adecuada para darle confort térmico y protección solar tanto al espacio del

parque, como a las torres.

Palabras claves: Sombra urbana, tamiz vegetal, asoleamiento, trayectoria solar.

ABSTRACT

This document and all of the research and tests that were made are results of an academic exercise of

the Énfasis I: Proyecto Tecnológico course, from the architecture falculty of Universidad Nacional de

Colombia.

This consisted of developing a series of urban strategies for the location of four apartment buildings

including green spaces with limitated size, as well as the inclusion of a playground within the city of

Medellín. The proyects main focus was on solar efficiency.

To find the best urban placements of elements we used the Systematic method of sun projection for

determing the best configuration.

This document includes the apartments´ different positional options and how we decide the best

option to locate them to produce the best thermic conditions and solar protection for the park and the

towers.

Keywords: Urban shadow, green filter, sun lighting, solar trayection

1. INTRODUCCIÓN

En un clima cálido tropical como el de la ciudad de Medellín son fundamentales el análisis y

evaluación de los niveles tanto de sombra como de asoleamiento a los que se ve sometido el espacio

público. No es posible encontrar una sola condición de asoleamiento que sea agradable o cómoda para

todos los espacios o usos, por eso es importante estudiar a fondo no sólo el carácter de los espacios en

sí, sino las características socio culturales de quienes van a usarlos y las actividades que realizarán en

ellos.

El objeto de estudio en este caso es un parque infantil, en donde para proporcionar unas óptimas

condiciones de habitabilidad se procuró proporcionar niveles de sombra a espacios que sin ella

tendrían muy poco o ningún uso, pero también se plantearon niveles de asoleamiento en intervalos

controlados con el objetivo de cualificar ciertas zonas del parque según la actividad, usuarios y

mobiliario urbano. En cuanto a la ubicación y selección de la vegetación urbana es primordial tener en

cuenta todas las condiciones estéticas y técnicas de las especies, garantizando así que son apropiadas y

seguras para un espacio determinado. Además se deben tener en cuenta las características de la sombra

que proyectan sobre los espacios para optimizar el confort de los transeúntes.

Dentro de las premisas más importantes para optimizar el confort de los usuarios del parque infantil

se tuvieron en cuenta la ubicación estratégica de tres torres de vivienda con el objetivo de aprovechar

su sombra proyectada sobre el parque, así como la ubicación y selección de la arborización, con la

intención de generar unas condiciones deseables de insolación y sombreamiento que

correspondieran a lo requerido por cada zona y actividad del parque.

2. OBJETIVO

Encontrar la mejor ubicación urbana de tres torres de vivienda y una masa arbórea alrededor de un

parque, para asegurar las mejores condiciones de incursión solar, para los diferentes espacios (y usos)

del parque, como para las torres.

3. METODOLOGÍA

Inicialmente se eligieron diferentes elementos que debe haber en un parque para niños y se

categorizaron según la cantidad de asoleamiento que requieren, o por el contrario la cantidad de

sombra que necesitan para su óptimo funcionamiento; y así asegurar un buen uso del espacio. De esta

manera se logró un esquema urbano de parque sobre el cual trabajar.

Partiendo de una organización típica para un conjunto de torres de vivienda unifamiliar, se evaluaron

los puntos clave en los cuales era necesario unas condiciones especiales de incursión solar o de

sombra, y a partir de las observaciones y los resultados obtenidos, se crearon estrategias de

posicionamiento para garantizar unas buenas condiciones ambientales al interior de las edificaciones

como en los mencionados puntos clave.

Figura 1. Emplazamiento y zonificación parque infantil, teniendo en cuenta la configuración típica de unidades de

vivienda unifamiliar.

3.1 El enunciado del ejercicio

Se partió de un terreno plano donde se ubicó un parque infantil de forma rectangular de 55m x 91,4m

que equivale a un área de 5027 m2. Alrededor de éste se emplazaron tres torres de vivienda con un

área de 300 m2 y una altura de 40m y una masa arbórea con un área aproximada a la de una de las

torres.

El objetivo fue lograr un parque que incluyera todos los conceptos bioclimáticos de confort térmico,

confort visual, sombra vegetal, etc. Para garantizar unas condiciones óptimas para la variedad de usos

y usuarios que pudieran utilizar un espacio como éste; teniendo también como condición mantener un

alto nivel de habitabilidad al interior de las torres.

3.2 Análisis zonal de asoleamiento

De acuerdo a las distintas actividades y a la variedad de juegos infantiles que conforman el parque de

niños se clasificaron las zonas en tres grupos: un grupo con asoleamiento la mayor parte del tiempo,

otro grupo con condiciones de sombra la mayor parte del tiempo y finalmente un grupo mixto con

zonas que requieren asoleamiento y condiciones sombra, ya sea simultáneamente o en intervalos.

La zonificación fue la siguiente:

Figura 2. Planta zonificación. Situación inicial

Figura 3. Cuadro de condiciones solares óptimas según la zona

La zona de los areneros requiere unas condiciones de asoleamiento constante para garantizar que estén

secos en el menor tiempo posible, especialmente a mediados del año pues es la época de vacaciones de

los niños. La zona de Picnic está conformada por dos áreas, una donde se ubica mobiliario de

permanencia y un área libre; las condiciones ambientales deseables para el uso adecuado de este

espacio son mixtas pues se requiere la presencia de sol y sombra simultáneamente. La zona de bancas

se dispone perimetralmente para asegurar una prudente distancia entre los adultos y los infantes, a los

cuales vigilan. Esta zona se divide en tres categorías dispuestas aleatoriamente en todo el perímetro:

Las bancas que reciben insolación únicamente en las horas de la mañana, las bancas que reciben

insolación sólo en las horas de la tarde, y las bancas que no reciben sol en ningún momento del día. La

disposición de los módulos de juego está condicionada para garantizar asoleamiento en áreas críticas

como la llegada del lisadero al suelo, y a su vez propiciar sombra en la parte restante del módulo para

evitar el recalentamiento de la estructura. Tanto los columpios como los mataculines deben tener

condiciones de asoleamiento continuo con el propósito de evitar el encharcamiento de la superficie

donde se ubican. Por su parte, las ruedas deben permanecer sombreadas la mayor parte del tiempo para

asegurar el confort visual de los niños al usarlas, pero es necesario el asoleamiento hasta las 10:00 a.m.

aproximadamente con el objetivo de mantener libre de humedad el terreno circundante.

3.3 Metodología del análisis solar

Para llevar a cabo un análisis completo y detallado sobre las zonas que reciben sol y sombra durante

todo el año, utilizamos un sistema de observación apoyado en el uso del diagrama de sombras; se

proyectó dicho diagrama en una superficie vertical (que para este ensayo hará las veces de bóveda

celeste), utilizando una luz LED y dando como resultado todas las trayectorias que recorre el sol para

la ciudad de Medellín en un año completo.

Figura 4. Método de proyección del diagrama de sombras

Posteriormente se ubicó un modelo tridimensional del parque y los elementos urbanos en escala

1:500, haciendo coincidir su norte con el norte del diagrama. En el modelo se eligieron algunos

puntos geográficos representativos del parque, o que requirieran especial tratamiento en cuanto a la

incursión solar.

Partiendo de un ordenamiento clásico de las torres se evaluaron las condiciones solares y de sombra

en cada uno de los puntos y se tabularon y graficaron los resultados. Se analizó cada punto desde las

necesidades de la zona donde se encuentra, para hallar las condiciones de asoleamiento que tiene y

compararlo con las condiciones óptimas requeridas enunciadas en el punto anterior.

Figura 5 .Reproducción de la proyección del diagrama de sobras

A partir de este análisis, se identificaron todas las falencias que tenía el espacio en materia de

asoleamiento y se ideó una serie de estrategias para la reubicación de los elementos urbanos.

Teniendo muy en cuenta los cambios que debían suceder en cada punto, se comenzó la reubicación de

los elementos urbanos de manera manual sobre el modelo. El experimento consistió en hacer una

proyección inversa de los rayos del sol, es decir, se trazaron (con el haz de luz) líneas imaginarias

desde un punto determinado del parque hacia el cielo (la superficie donde está proyectado el

diagrama) dando como resultado unas manchas de sombra que proyectan las torres y los árboles, que

señalaron en el diagrama los días y las horas en los que hay sombra en dicho punto. El experimento

transcurrió modificando las ubicaciones de las torres y los árboles de manera simultánea y haciendo

un chequeo constante de todos los puntos, pues el más mínimo movimiento de cualquier elemento

producía cambios drásticos en su sombra arrojada.

Figura 6. Esquema de puntos de evaluación

3.4 Reubicación de los elementos urbanos

El resultado de la reubicación se logró de manera que se propiciaran las condiciones de asoleamiento

que se determinaron anteriormente como óptimas, con unas tolerancias aceptables para que el espacio

no perdiera su habitabilidad.

-Torre 1: Fue desplazada 11,02 m en sentido sur-occidente y girada 21,69°.

-Torre 2: Se desplazó 24,95 m hacia el sur-oriente y se giró 305,1°.

-Torre 3: Se trasladó 24,7 m en dirección nor-occidente y se giró 29,3°.

-La masa vegetal se dividió en dos grandes grupos que sirvieran en el interior del parque, y se

ubicaron en la zona de módulos de juego y en la zona de picnic.

Figura 7. Planta reubicación de los elementos arquitectónicos y masas arbóreas

4. RESULTADOS

Para apreciar el mejoramiento de las condiciones de incursión solar en cada punto se presentaron

cuadros, diagramas y fotos del proceso, tanto de la evaluación inicial de la situación de las sombras

como de los resultados obtenidos después de realizar el experimento.

Con esta información se buscó hacer una comparación entre las condiciones anteriores y las

obtenidas, y así poder medir los beneficios conseguidos en relación a la cantidad de modificaciones

que se tuvieron que realizar.

Además de señalar que los cambios de posición de las torres fueron hechos cuidadosamente de

manera que se mantuviera un alto nivel de confort visual, confort térmico y una ubicación

privilegiada con relación al parque para garantizar una buena visual.

Figura 8. Configuración final de los elementos arquitectónicos y las masas arbóreas.

Las siguientes fotografías ilustran cómo se realizaron los ensayos en el cuarto oscuro, para las dos

situaciones de las torres y a continuación se muestra una comparación, completa punto por punto,

entre la evaluación previa y el análisis de la nueva distribución:

Foto 1. Sombras arrojadas por los elemetos en la

proyección del diagrama - Punto 2 - Situación inicial

Foto 2. Sombras arrojadas por los elemetos en la

proyección del diagrama - Punto 2 - Situación final

A continuación se muestran los cambios en los porcentajes de incursión solar en los 6 puntos durante

todo el año:

Figura 9. Tabla resumen porcentaje de incursión solar - Situación inicial

Figura 10. Tabla resumen porcentaje de incursión solar - Situación final

5. CONCLUSIONES

El análisis del asoleamiento mediante la proyección del diagrama de sombra es una herramienta

básica en la solución de problemas de insolación ubicando estratégicamente piezas arquitectónicas y

masas arbóreas. El método de análisis presentó ciertas falencias de precisión debido a factores de

simplificación en la representación a escala de los fenómenos solares, dicha simplificación tuvo

lugar debido a la poca complejidad en la construcción y representación de las manchas de sol en el

área de trabajo. En cuanto a las masas arbóreas se trabajó con modelos de arboles con copas y

dimensiones constantes que pueden generar variación en el asoleamiento de ciertas zonas del parque

en ciertos momentos del año. El método de análisis empleado en este caso puede llegar a presentar un

grado de precisión mayor con la implementación de herramientas más exactas como una superficie de

proyección similar a la bóveda celeste, iluminación más puntual, etc. que permitan mejorar la calidad

de la representación a escala y así consolidarlo como un método optimo en el ámbito del diseño

urbano y el proceso de diseño arquitectónico tomando el asoleamiento como factor esencial en estos

procesos.

Con la ejecución de este ejercicio se demostró qué tan drástico es el cambio de posición de la

trayectoria solar a medida que transcurren los meses del año, entendiendo esto como un parámetro

fundamental en la ubicación de las piezas arquitectónicas, por dos razones: inicialmente por la gran

cantidad de áreas afectadas por las horas de asoleamiento más crítico a lo largo del año, y en segundo

lugar, y como consecuencia de lo anterior, la gran sensibilidad que presenta una mancha de sombra al

movimiento del objeto que la genera.

6. REFERENCIAS

SALAZAR, Jorge Hernán. Criterios para le diseño de fachadas utilizando elementos prefabricados en

las torres de oficinas. Proyecto Centro Cívico de Antioquia, Plaza de la Libertad, Medellín,

Colombia. X Encontro Nacional e VI Encontro Latino Americano de conforto no ambiente

construído. Natal, 2009.

SALAZAR, Jorge Hernán. Sombra vegetal. Diseño de un parque urbano aplicando el método de las

huellas de sombra. X Encontro Nacional e VI Encontro Latino Americano de conforto no ambiente

construído. Natal, 2009.

MELGUIZO Bermudez, Samuel. Asoleamiento, teoría general y diagramas. Universidad Nacional de

Colombia, Sede Medellín, Facultad de Arquitectura, Medellín, 1987.