Simulador térmico de pavimentos urbanos con interfaz accesible para el usuario

• Autores: Cabrera, Pablo; Martínez, Maximiliano; Botasso, Gerardo; Castro Luna, Ana M.
• Año de publicación: 2025
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: artículo
• Materia: Arquitectura; Ingeniería; Modelado térmico; Isla de calor urbana; interfaz gráfica; Pavimentos sostenibles; Python; Thermal modeling; Urban heat island; Graphical interface; Sustainable pavements
• Institución: Universidad Nacional de La Plata

La predicción de temperaturas superficiales en pavimentos es clave para evaluar cómo los pavimentos fríos contribuyen a mitigar islas de calor urbanas, optimizar durabilidad de materiales y mejorar eficiencia energética en entornos construidos. Sin embargo, su compleja interacción con variables climáticas (radiación solar, viento, humedad) requiere herramientas de simulación numérica accesibles, capaces de integrar datos reales y evaluar diseños estructurales bajo múltiples escenarios. Este trabajo aborda este desafío mediante el desarrollo de un programa interactivo que combina un modelo de balance energético (flujos conductivos, convectivos y radiativos) con una interfaz gráfica intuitiva (GUI). El software, desarrollado en Python, permite cargar series climáticas históricas en formato CSV y simular la evolución térmica del pavimento, considerando propiedades opto-térmicas como albedo, emisividad, espesor, densidad, conductividad térmica y calor específico. La interfaz, diseñada para usuarios no expertos, facilita comparar múltiples configuraciones estructurales y cuantificar la sensibilidad térmica ante cambios en variables clave. Validado con datos experimentales, el programa emerge como una herramienta versátil para la toma de decisiones en diseño urbano resiliente al cambio climático, disminuyendo el impacto al ambiente y priorizando soluciones que equilibren desempeño técnico y sostenibilidad ambiental.
Predicting pavement surface temperatures is key to assessing how cool pavements contribute to mitigating urban heat islands, optimizing material durability, and improving energy efficiency in built environments. However, their complex interaction with climatic variables (solar radiation, wind, humidity) requires accessible numerical simulation tools capable of integrating realworld data and evaluating structural designs under multiple scenarios. This work addresses this challenge by developing an interactive program that combines an energy balance model (conductive, convective, and radiative flows) with an intuitive graphical user interface (GUI). The software, developed in Python, allows users to upload historical climate series in CSV format and simulate pavement thermal evolution, considering opto-thermal properties such as albedo, emissivity, thickness, density, thermal conductivity, and specific heat. The interface, designed for non-expert users, facilitates comparing multiple structural configurations and quantifying thermal sensitivity to changes in key variables. Validated with experimental data, the program emerges as a versatile tool for decision-making in climate-resilient urban design, reducing environmental impact and prioritizing solutions that balance technical performance and environmental sustainability.
Asociación Argentina de Energías Renovables y Medio Ambiente (ASADES)