Vol. 13/ Núm. 3 2026 pág. 1475
https://doi.org/10.69639/arandu.v13i3.2483
Variación de los flujos energéticos superficiales con la altitud
en la baja atmósfera de la provincia de Chimborazo, Ecuador
Variation of Surface Energy Fluxes with Altitude in the Lower Atmosphere over
Chimborazo Province, Ecuador
Arquímides Xavier Haro Velasteguí
aharo@unach.edu.ec
https://orcid.org/0000-0003-3391-5082
Universidad Nacional de Chimborazo, Facultad de Ingeniería
Ecuador – Riobamba
Maria Madgalena Paredes Godoy
maparedes@unach.edu.ec
https://orcid.org/0000-0002-8211-0400
Universidad Nacional de Chimborazo, Facultad de Ingeniería
Riobamba – Ecuador
Raúl Ulises Sánchez Moscoso
rsanchez@unach.edu.ec
https://orcid.org/0000-0002-6102-2938
Universidad Nacional de Chimborazo, Facultad de Ingeniería, Laboratorio de Física Aplicada
Riobamba – Ecuador
Artículo recibido: 10 julio 2026- Aceptado para publicación:16 agosto 2026
Conflictos de intereses: Ninguno que declarar.
RESUMEN
La variación de la altitud, la posición geográfica y la orografía irregular de la provincia de
Chimborazo dan lugar a la formación de diversos microclimas, lo que se traduce en una dinámica
variable dentro de la capa límite atmosférica. En esta dinámica resultan fundamentales los flujos
de energía superficial generados por la interacción aire-suelo. En este sentido, el presente trabajo
analiza la variación de dichos flujos y la influencia de la altitud en su comportamiento,
considerando tres zonas de estudio ubicadas a diferentes altitudes de la provincia: Cumandá (331
m s. n. m.), Riobamba (2 754 m s. n. m.) y Tixán (3 546 m s. n. m.). Se emplearon datos horarios
correspondientes a un período de tres años, obtenidos de la red de estaciones meteorológicas de
la Escuela Superior Politécnica de Chimborazo (ESPOCH), a los cuales se les aplicó el modelo
dinámico formulado por Van Ulden y Holtslag para determinar los flujos de calor sensible, calor
latente y calor superficial generados en la interacción aire-suelo. Los resultados muestran que el
calor latente disminuye de forma paulatina con el incremento de la altitud, mientras que el calor
sensible presenta un mayor incremento durante las horas del día; en contraste, el calor latente y
el calor superficial tienden a aumentar principalmente durante las horas de la noche.
Palabras clave: flujos térmicos; radiación neta; calor latente; calor superficial; calor
sensible
Vol. 13/ Núm. 3 2026 pág. 1476
ABSTRACT
Variations in altitude, geographical location, and the irregular orography of Chimborazo Province
give rise to diverse microclimates, which translate into variable dynamics within the atmospheric
boundary layer. Within these dynamics, the surface energy fluxes generated by land-atmosphere
interactions are fundamental. Accordingly, this study analyzes the variation of these fluxes and
the influence of altitude on their behavior by examining three study areas located at different
elevations within the province: Cumandá (331 m a.s.l.), Riobamba (2,754 m a.s.l.), and Tixán
(3,546 m a.s.l.). Hourly data spanning a three-year period were obtained from the meteorological
station network of the Escuela Superior Politécnica de Chimborazo (ESPOCH). The dynamic
model formulated by Van Ulden and Holtslag was applied to these data to determine the sensible
heat, latent heat, and ground heat fluxes generated by land-atmosphere interaction. The results
demonstrate that while latent heat gradually decreases with increasing altitude, sensible heat
exhibits a more pronounced increase during daytime hours. Conversely, latent heat and ground
heat tend to rise primarily during nighttime hours.
Keywords: heat fluxes, net radiation, latent heat, ground heat, sensible heat
Todo el contenido de la Revista Científica Internacional Arandu UTIC publicado en este sitio está disponible bajo
licencia Creative Commons Atribution 4.0 International.
ABSTRACT
Variations in altitude, geographical location, and the irregular orography of Chimborazo Province
give rise to diverse microclimates, which translate into variable dynamics within the atmospheric
boundary layer. Within these dynamics, the surface energy fluxes generated by land-atmosphere
interactions are fundamental. Accordingly, this study analyzes the variation of these fluxes and
the influence of altitude on their behavior by examining three study areas located at different
elevations within the province: Cumandá (331 m a.s.l.), Riobamba (2,754 m a.s.l.), and Tixán
(3,546 m a.s.l.). Hourly data spanning a three-year period were obtained from the meteorological
station network of the Escuela Superior Politécnica de Chimborazo (ESPOCH). The dynamic
model formulated by Van Ulden and Holtslag was applied to these data to determine the sensible
heat, latent heat, and ground heat fluxes generated by land-atmosphere interaction. The results
demonstrate that while latent heat gradually decreases with increasing altitude, sensible heat
exhibits a more pronounced increase during daytime hours. Conversely, latent heat and ground
heat tend to rise primarily during nighttime hours.
Keywords: heat fluxes, net radiation, latent heat, ground heat, sensible heat
Todo el contenido de la Revista Científica Internacional Arandu UTIC publicado en este sitio está disponible bajo
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Vol. 13/ Núm. 3 2026 pág. 1477
INTRODUCCIÓN
El tema que aborda este trabajo es el comportamiento de los flujos de energía superficial
—calor sensible, calor latente, calor superficial y radiación neta— dentro de la capa límite
atmosférica (CLA), el nivel donde tienen lugar los procesos dinámicos más importantes de la
atmósfera al relacionarse el aire con el suelo o con el mar (Conangla Triviño et al., 1999). Esta
interacción entre la atmósfera y la superficie terrestre origina flujos de energía en sus múltiples
formas, fundamentales para la dinámica atmosférica y para las actividades que se desarrollan en
cada zona (Wallace & Hobbs, 2006). Sin embargo, en territorios de orografía compleja como la
sierra ecuatoriana, donde la altitud varía de forma abrupta en distancias cortas, aún se comprende
de manera limitada cómo se modifica la partición de estos flujos energéticos entre zonas ubicadas
a distinta altura y con distinta cobertura de suelo, lo que constituye el problema de investigación
que este estudio busca abordar.
Comprender esta dinámica resulta relevante porque la CLA condiciona, en gran medida, el
desarrollo de la vida y de las especies que la habitan, y resulta determinante para las actividades
humanas, en particular el aprovechamiento de recursos naturales. Esta relevancia se acentúa en la
provincia de Chimborazo, cuya posición geográfica y marcada variación altitudinal —entre 500
y 6 310 msnm—, propia de la cordillera de los Andes, dan lugar a múltiples microclimas entre
valles y montañas (INAMHI, 2021); conocer el comportamiento energético superficial en estas
condiciones aporta información de base para la gestión de recursos naturales, la planificación
territorial y estudios posteriores de dispersión de contaminantes o de agroclimatología en la
región.
El estudio se enmarca teóricamente en la física de la capa límite atmosférica y su naturaleza
turbulenta: en cualquier punto de la CLA se observan típicamente fluctuaciones bruscas en la
velocidad, la presión, la temperatura o el contenido de humedad del aire (Haro et al., 2018), y es
precisamente el mecanismo de mezcla turbulenta el que propaga de forma rápida y eficiente, a
través de toda la capa, el impacto de la fricción superficial, el calentamiento del suelo y la
evaporación (Van Ulden & Holtslag, 1985). Sin turbulencia, este intercambio estaría gobernado
por procesos moleculares de magnitud varios órdenes menor —entre 10⁻³ y 10⁻⁶ veces los valores
actuales— (Stull, 1988). Sobre esta base física se aplica como marco de cálculo la teoría de Van
Ulden-Holtslag, que permite estimar los flujos superficiales de calor sensible (Qh), calor latente
(Qe), calor superficial (Qg) y la radiación neta (Q*) a partir de variables como la densidad del
aire, el calor específico, el albedo superficial y los parámetros meteorológicos de radiación neta,
presión, humedad, temperatura y velocidad del viento.
Como antecedentes, diversos autores coinciden en que la atmósfera obtiene de la superficie
terrestre la mayor parte de su calor y que, pese a que la CLA representa solo una fracción reducida
de la atmósfera —con un espesor que varía típicamente entre 30 y 3 000 m según el calentamiento
INTRODUCCIÓN
El tema que aborda este trabajo es el comportamiento de los flujos de energía superficial
—calor sensible, calor latente, calor superficial y radiación neta— dentro de la capa límite
atmosférica (CLA), el nivel donde tienen lugar los procesos dinámicos más importantes de la
atmósfera al relacionarse el aire con el suelo o con el mar (Conangla Triviño et al., 1999). Esta
interacción entre la atmósfera y la superficie terrestre origina flujos de energía en sus múltiples
formas, fundamentales para la dinámica atmosférica y para las actividades que se desarrollan en
cada zona (Wallace & Hobbs, 2006). Sin embargo, en territorios de orografía compleja como la
sierra ecuatoriana, donde la altitud varía de forma abrupta en distancias cortas, aún se comprende
de manera limitada cómo se modifica la partición de estos flujos energéticos entre zonas ubicadas
a distinta altura y con distinta cobertura de suelo, lo que constituye el problema de investigación
que este estudio busca abordar.
Comprender esta dinámica resulta relevante porque la CLA condiciona, en gran medida, el
desarrollo de la vida y de las especies que la habitan, y resulta determinante para las actividades
humanas, en particular el aprovechamiento de recursos naturales. Esta relevancia se acentúa en la
provincia de Chimborazo, cuya posición geográfica y marcada variación altitudinal —entre 500
y 6 310 msnm—, propia de la cordillera de los Andes, dan lugar a múltiples microclimas entre
valles y montañas (INAMHI, 2021); conocer el comportamiento energético superficial en estas
condiciones aporta información de base para la gestión de recursos naturales, la planificación
territorial y estudios posteriores de dispersión de contaminantes o de agroclimatología en la
región.
El estudio se enmarca teóricamente en la física de la capa límite atmosférica y su naturaleza
turbulenta: en cualquier punto de la CLA se observan típicamente fluctuaciones bruscas en la
velocidad, la presión, la temperatura o el contenido de humedad del aire (Haro et al., 2018), y es
precisamente el mecanismo de mezcla turbulenta el que propaga de forma rápida y eficiente, a
través de toda la capa, el impacto de la fricción superficial, el calentamiento del suelo y la
evaporación (Van Ulden & Holtslag, 1985). Sin turbulencia, este intercambio estaría gobernado
por procesos moleculares de magnitud varios órdenes menor —entre 10⁻³ y 10⁻⁶ veces los valores
actuales— (Stull, 1988). Sobre esta base física se aplica como marco de cálculo la teoría de Van
Ulden-Holtslag, que permite estimar los flujos superficiales de calor sensible (Qh), calor latente
(Qe), calor superficial (Qg) y la radiación neta (Q*) a partir de variables como la densidad del
aire, el calor específico, el albedo superficial y los parámetros meteorológicos de radiación neta,
presión, humedad, temperatura y velocidad del viento.
Como antecedentes, diversos autores coinciden en que la atmósfera obtiene de la superficie
terrestre la mayor parte de su calor y que, pese a que la CLA representa solo una fracción reducida
de la atmósfera —con un espesor que varía típicamente entre 30 y 3 000 m según el calentamiento
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superficial, la velocidad del viento y la rugosidad del terreno—, en su interior se generan y
transmiten los procesos energéticos que resultan determinantes para los fenómenos
meteorológicos de gran escala y la circulación general atmosférica (Burgos Cuevas, 2014; Pareja,
2010). Estos antecedentes han caracterizado principalmente el comportamiento de la CLA en
superficies homogéneas o en zonas puntuales; el presente trabajo aporta a esa línea de
investigación al comparar simultáneamente tres zonas con altitudes y coberturas superficiales
marcadamente distintas dentro de una misma provincia, lo que permite contrastar el efecto del
gradiente altitudinal frente al efecto de las características locales de cada superficie.
El estudio se desarrolla en la provincia de Chimborazo, considerando tres zonas
representativas del gradiente altitudinal de la región: la ciudad de Cumandá (331 msnm), la ciudad
de Riobamba (2 754 msnm) y la parroquia de Tixán (3 546 msnm), donde la Escuela Superior
Politécnica de Chimborazo (ESPOCH) mantiene estaciones meteorológicas (Gobierno Provincial
de Chimborazo, 2020). Para cada zona se emplearon tres años de datos horarios continuos (2020-
2022), periodo en el que las series se encontraron completas.
En este marco, el objetivo general del estudio es analizar y comparar el comportamiento de
los flujos de energía superficial (calor sensible, calor latente, calor superficial y radiación neta)
en las tres zonas de estudio, mediante la aplicación del modelo de Van Ulden-Holtslag ajustado a
las condiciones particulares de cada zona, con el fin de establecer en qué medida dicho
comportamiento responde al gradiente altitudinal y en qué medida a las características
superficiales locales de cada sitio.
MATERIALES Y MÉTODOS
El estudio se desarrolla bajo un enfoque cuantitativo, en la medida en que se trabaja con
series numéricas de variables meteorológicas y flujos de energía, cuyo análisis se sustenta en el
cálculo estadístico de valores promedio, máximos y mínimos, así como en la aplicación de un
modelo matemático de estimación. Por su alcance, la investigación es de tipo descriptivo-
comparativo, ya que su propósito es caracterizar el comportamiento de los flujos de energía
superficial en cada zona y contrastar dichos resultados entre sí; adicionalmente, tiene un
componente aplicativo, dado que emplea un modelo teórico preexistente (Van Ulden-Holtslag)
sobre datos reales de la región de estudio.
El diseño es observacional y no experimental, ya que los investigadores no alteraron las
variables meteorológicas; estas fueron registradas por las estaciones meteorológicas en su estado
natural. Además, tiene un enfoque longitudinal, puesto que se recopilaron registros horarios
continuos a lo largo de tres años (2020-2022), lo que permite examinar el comportamiento de los
flujos energéticos a diferentes horas del día, en distintos días y meses. Finalmente, el diseño es
comparativo de casos múltiples, ya que compara tres zonas de estudio (Cumandá, Riobamba y
Tixán), que presentan diferencias en altitud y cobertura del suelo.
superficial, la velocidad del viento y la rugosidad del terreno—, en su interior se generan y
transmiten los procesos energéticos que resultan determinantes para los fenómenos
meteorológicos de gran escala y la circulación general atmosférica (Burgos Cuevas, 2014; Pareja,
2010). Estos antecedentes han caracterizado principalmente el comportamiento de la CLA en
superficies homogéneas o en zonas puntuales; el presente trabajo aporta a esa línea de
investigación al comparar simultáneamente tres zonas con altitudes y coberturas superficiales
marcadamente distintas dentro de una misma provincia, lo que permite contrastar el efecto del
gradiente altitudinal frente al efecto de las características locales de cada superficie.
El estudio se desarrolla en la provincia de Chimborazo, considerando tres zonas
representativas del gradiente altitudinal de la región: la ciudad de Cumandá (331 msnm), la ciudad
de Riobamba (2 754 msnm) y la parroquia de Tixán (3 546 msnm), donde la Escuela Superior
Politécnica de Chimborazo (ESPOCH) mantiene estaciones meteorológicas (Gobierno Provincial
de Chimborazo, 2020). Para cada zona se emplearon tres años de datos horarios continuos (2020-
2022), periodo en el que las series se encontraron completas.
En este marco, el objetivo general del estudio es analizar y comparar el comportamiento de
los flujos de energía superficial (calor sensible, calor latente, calor superficial y radiación neta)
en las tres zonas de estudio, mediante la aplicación del modelo de Van Ulden-Holtslag ajustado a
las condiciones particulares de cada zona, con el fin de establecer en qué medida dicho
comportamiento responde al gradiente altitudinal y en qué medida a las características
superficiales locales de cada sitio.
MATERIALES Y MÉTODOS
El estudio se desarrolla bajo un enfoque cuantitativo, en la medida en que se trabaja con
series numéricas de variables meteorológicas y flujos de energía, cuyo análisis se sustenta en el
cálculo estadístico de valores promedio, máximos y mínimos, así como en la aplicación de un
modelo matemático de estimación. Por su alcance, la investigación es de tipo descriptivo-
comparativo, ya que su propósito es caracterizar el comportamiento de los flujos de energía
superficial en cada zona y contrastar dichos resultados entre sí; adicionalmente, tiene un
componente aplicativo, dado que emplea un modelo teórico preexistente (Van Ulden-Holtslag)
sobre datos reales de la región de estudio.
El diseño es observacional y no experimental, ya que los investigadores no alteraron las
variables meteorológicas; estas fueron registradas por las estaciones meteorológicas en su estado
natural. Además, tiene un enfoque longitudinal, puesto que se recopilaron registros horarios
continuos a lo largo de tres años (2020-2022), lo que permite examinar el comportamiento de los
flujos energéticos a diferentes horas del día, en distintos días y meses. Finalmente, el diseño es
comparativo de casos múltiples, ya que compara tres zonas de estudio (Cumandá, Riobamba y
Tixán), que presentan diferencias en altitud y cobertura del suelo.
Vol. 13/ Núm. 3 2026 pág. 1479
La unidad de análisis del estudio no corresponde a sujetos, sino a registros horarios de
variables meteorológicas (velocidad del viento, precipitación, temperatura, radiación solar,
presión y humedad) obtenidos de tres estaciones meteorológicas administradas por la Escuela
Superior Politécnica de Chimborazo (ESPOCH), ubicadas en Cumandá, Riobamba y Tixán. El
muestreo fue no probabilístico, por conveniencia, seleccionándose estas tres estaciones por
disponer de series horarias completas y continuas durante el periodo 2020-2022, condición
indispensable para la aplicación del modelo de balance de energía.
La recopilación de datos se llevó a cabo mediante un registro instrumental automatizado
en las estaciones meteorológicas, incluyendo sensores de radiación neta, temperatura, humedad,
presión y velocidad del viento. Esta información fue extraída de la base de datos institucional de
la ESPOCH para el periodo 2020-2022. Adicionalmente, se utilizó la revisión documental de
literatura especializada en modelación de la capa límite atmosférica como técnica complementaria
para respaldar el marco teórico del estudio.
El método utilizado aborda el balance completo de energía de un volumen específico de
aire dentro de la capa superficial, ubicada dentro de la capa límite atmosférica. Esta capa es la
región de aire que se encuentra entre la superficie terrestre y la parte inferior de la atmósfera,
según Arya (2001). En su forma más simplificada, la ecuación del balance de energía se
representa como aparece en la Ec. (1):
RN = QG + QH + QE (1)
● RN — flujo de radiación neta
● QG — flujo de calor almacenado en el suelo
● QH — flujo de calor sensible
● QE — flujo de calor latente
La ecuación no considera la energía invertida en la fotosíntesis, al ser despreciable frente a
los demás flujos energéticos (Haro et al., 2018); tampoco se considera la divergencia horizontal
de calor latente y sensible dentro del volumen, y se asume nulo el flujo de calor advectivo
procedente de zonas circundantes (efecto "oasis"), para lo cual es necesario delimitar una zona de
amortiguamiento alrededor de la parcela experimental, en particular en zonas áridas con irrigación
artificial (Monteith & Unsworth, 2013).
Los términos de RN y QG pueden medirse de manera directa: RN se determina con un
radiómetro de radiación neta, un sistema compuesto por termopares de láminas ennegrecidas que
detecta la radiación global incidente y reflejada en cada cara, registrando su diferencia. De manera
similar, QG se mide mediante termopares enterrados en el suelo. Omitir QG podría introducir
errores significativos, ya que durante las primeras horas de la mañana, este valor puede ser
negativo y alcanzar hasta un 25% de RN. El error asociado aumenta mientras más corto sea el
intervalo de medición y más cercanas sean las horas matutinas. En algunas circunstancias, QG se
estima de manera empírica como una función fija de RN, según Haro et al., 2018.).
La unidad de análisis del estudio no corresponde a sujetos, sino a registros horarios de
variables meteorológicas (velocidad del viento, precipitación, temperatura, radiación solar,
presión y humedad) obtenidos de tres estaciones meteorológicas administradas por la Escuela
Superior Politécnica de Chimborazo (ESPOCH), ubicadas en Cumandá, Riobamba y Tixán. El
muestreo fue no probabilístico, por conveniencia, seleccionándose estas tres estaciones por
disponer de series horarias completas y continuas durante el periodo 2020-2022, condición
indispensable para la aplicación del modelo de balance de energía.
La recopilación de datos se llevó a cabo mediante un registro instrumental automatizado
en las estaciones meteorológicas, incluyendo sensores de radiación neta, temperatura, humedad,
presión y velocidad del viento. Esta información fue extraída de la base de datos institucional de
la ESPOCH para el periodo 2020-2022. Adicionalmente, se utilizó la revisión documental de
literatura especializada en modelación de la capa límite atmosférica como técnica complementaria
para respaldar el marco teórico del estudio.
El método utilizado aborda el balance completo de energía de un volumen específico de
aire dentro de la capa superficial, ubicada dentro de la capa límite atmosférica. Esta capa es la
región de aire que se encuentra entre la superficie terrestre y la parte inferior de la atmósfera,
según Arya (2001). En su forma más simplificada, la ecuación del balance de energía se
representa como aparece en la Ec. (1):
RN = QG + QH + QE (1)
● RN — flujo de radiación neta
● QG — flujo de calor almacenado en el suelo
● QH — flujo de calor sensible
● QE — flujo de calor latente
La ecuación no considera la energía invertida en la fotosíntesis, al ser despreciable frente a
los demás flujos energéticos (Haro et al., 2018); tampoco se considera la divergencia horizontal
de calor latente y sensible dentro del volumen, y se asume nulo el flujo de calor advectivo
procedente de zonas circundantes (efecto "oasis"), para lo cual es necesario delimitar una zona de
amortiguamiento alrededor de la parcela experimental, en particular en zonas áridas con irrigación
artificial (Monteith & Unsworth, 2013).
Los términos de RN y QG pueden medirse de manera directa: RN se determina con un
radiómetro de radiación neta, un sistema compuesto por termopares de láminas ennegrecidas que
detecta la radiación global incidente y reflejada en cada cara, registrando su diferencia. De manera
similar, QG se mide mediante termopares enterrados en el suelo. Omitir QG podría introducir
errores significativos, ya que durante las primeras horas de la mañana, este valor puede ser
negativo y alcanzar hasta un 25% de RN. El error asociado aumenta mientras más corto sea el
intervalo de medición y más cercanas sean las horas matutinas. En algunas circunstancias, QG se
estima de manera empírica como una función fija de RN, según Haro et al., 2018.).
Vol. 13/ Núm. 3 2026 pág. 1480
Los flujos de calor sensible (QH) y calor latente (QE) no pueden medirse por separado: QH
corresponde al calor que incrementa la temperatura del aire en el volumen considerado, mientras
que QE es la energía empleada exclusivamente en producir evaporación. El cociente entre ambos
(QH/QE) se conoce como relación de Bowen (Dal Pai et al., 2011; Reyes, 2001; Businger et al.,
1971; Finzi & Brusasca, 1991; Kiely, 1999; Van Ulden & Holtslag, 1985). Partiendo del balance
de energía superficial, el flujo de calor en el suelo se aproxima como QG = a·RN, donde a = 0,1
para áreas rurales y a = 0,3 para áreas urbanas (Doll, Ching y Kaneshire).
La radiación neta puede parametrizarse, según la Ec. (2), en función del albedo superficial
(A), el ángulo de elevación solar (θ), la fracción de nubosidad (N), el flujo de radiación de onda
corta (QSW) y la temperatura superficial (T):
RN = [(1 − A)·QSW + c1·T6 − σ·T4 + c2·N] / (1 + c3) (2)
donde σ = 5,67 × 10⁻⁸ W m⁻² K⁻⁴ es la constante de Stefan-Boltzmann, c1 = 5,31 × 10⁻¹³ W
m⁻² K⁻⁶ y c2 = 60 W m⁻²; el parámetro c3 depende, a su vez, del albedo y del ángulo de elevación
solar. Cuando QH no se dispone de forma observada, este puede parametrizarse según la Ec. (3),
como función de la fracción de radiación de onda corta (f) y de la nubosidad (N), siguiendo el
esquema de Holtslag y Van Ulden (1985):
QH = (a1·f + a2)·(1 − b1·Nb2) (3)
con a1 = 990 W m⁻², a2 = −30 W m⁻², b1 = 0,75 y b2 = 3,4 (Van Ulden y Holtslag, 1985).
El parámetro b, empleado en el cálculo del calor almacenado en el suelo, se asume constante e
igual a 20 W m⁻². Este conjunto de ecuaciones —ajustado con los parámetros de densidad, calor
específico y albedo propios de cada zona— constituye el modelo aplicado a los datos horarios de
Cumandá, Riobamba y Tixán para obtener los resultados presentados a continuación.
En esta sección, se desarrollen una breve descripción de la metodología empleada. Esto
incluye identificar si el enfoque adoptado es cuantitativo, cualitativo o una combinación de
ambos. Es fundamental especificar el tipo de investigación que puede ser exploratoria,
descriptiva, relacional, explicativa, predictiva o aplicada, o conforme a la clasificación que el
autor de base utilice.
Además, es crucial detallar el diseño implementado, como si fue observacional o
experimental; transversal o longitudinal; fenomenológico; constructivista, u otro tipo. Se debe
señalar la población de estudio, los informantes clave o la muestra y el método de muestreo
aplicable.
En cuanto a las técnicas de recolección o producción de datos, pueden incluir métodos
cuantitativos como el censo, la encuesta o la observación estructurada, y en lo cualitativo, se
destacan las entrevistas, la revisión documental y la observación etnográfica. Es importante
resaltar también los instrumentos de recolección y/o materiales de apoyo utilizados para la
producción de datos en cada caso, como guías para entrevistas u observaciones, bitácoras, entre
otros.
Los flujos de calor sensible (QH) y calor latente (QE) no pueden medirse por separado: QH
corresponde al calor que incrementa la temperatura del aire en el volumen considerado, mientras
que QE es la energía empleada exclusivamente en producir evaporación. El cociente entre ambos
(QH/QE) se conoce como relación de Bowen (Dal Pai et al., 2011; Reyes, 2001; Businger et al.,
1971; Finzi & Brusasca, 1991; Kiely, 1999; Van Ulden & Holtslag, 1985). Partiendo del balance
de energía superficial, el flujo de calor en el suelo se aproxima como QG = a·RN, donde a = 0,1
para áreas rurales y a = 0,3 para áreas urbanas (Doll, Ching y Kaneshire).
La radiación neta puede parametrizarse, según la Ec. (2), en función del albedo superficial
(A), el ángulo de elevación solar (θ), la fracción de nubosidad (N), el flujo de radiación de onda
corta (QSW) y la temperatura superficial (T):
RN = [(1 − A)·QSW + c1·T6 − σ·T4 + c2·N] / (1 + c3) (2)
donde σ = 5,67 × 10⁻⁸ W m⁻² K⁻⁴ es la constante de Stefan-Boltzmann, c1 = 5,31 × 10⁻¹³ W
m⁻² K⁻⁶ y c2 = 60 W m⁻²; el parámetro c3 depende, a su vez, del albedo y del ángulo de elevación
solar. Cuando QH no se dispone de forma observada, este puede parametrizarse según la Ec. (3),
como función de la fracción de radiación de onda corta (f) y de la nubosidad (N), siguiendo el
esquema de Holtslag y Van Ulden (1985):
QH = (a1·f + a2)·(1 − b1·Nb2) (3)
con a1 = 990 W m⁻², a2 = −30 W m⁻², b1 = 0,75 y b2 = 3,4 (Van Ulden y Holtslag, 1985).
El parámetro b, empleado en el cálculo del calor almacenado en el suelo, se asume constante e
igual a 20 W m⁻². Este conjunto de ecuaciones —ajustado con los parámetros de densidad, calor
específico y albedo propios de cada zona— constituye el modelo aplicado a los datos horarios de
Cumandá, Riobamba y Tixán para obtener los resultados presentados a continuación.
En esta sección, se desarrollen una breve descripción de la metodología empleada. Esto
incluye identificar si el enfoque adoptado es cuantitativo, cualitativo o una combinación de
ambos. Es fundamental especificar el tipo de investigación que puede ser exploratoria,
descriptiva, relacional, explicativa, predictiva o aplicada, o conforme a la clasificación que el
autor de base utilice.
Además, es crucial detallar el diseño implementado, como si fue observacional o
experimental; transversal o longitudinal; fenomenológico; constructivista, u otro tipo. Se debe
señalar la población de estudio, los informantes clave o la muestra y el método de muestreo
aplicable.
En cuanto a las técnicas de recolección o producción de datos, pueden incluir métodos
cuantitativos como el censo, la encuesta o la observación estructurada, y en lo cualitativo, se
destacan las entrevistas, la revisión documental y la observación etnográfica. Es importante
resaltar también los instrumentos de recolección y/o materiales de apoyo utilizados para la
producción de datos en cada caso, como guías para entrevistas u observaciones, bitácoras, entre
otros.
Vol. 13/ Núm. 3 2026 pág. 1481
Es relevante también abordar las consideraciones éticas, los criterios de inclusión y
exclusión y mencionar cualquier limitación si aplica. Estos elementos sugeridos permiten a los
lectores conocer las estrategias metodológicas, además de valorar su rigor y coherencia, así como
la posibilidad de replicar tanto los procedimientos como el estudio en su conjunto.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
En primera instancia se presenta una tabla en la cual se presenta la ubicación de las
estaciones meteorológicas (tabla 1) y se observa los valores promedios calculados de los datos
meteorológicos usados para desarrollar el trabajo (tabla2).
Tabla 1
Ubicación de estaciones meteorológicas con sus respectivas alturas
Nº Estaciones
Metereológicas Cantón/Parroquia X Y Altura
(m)
1 Cumanda Cumandá/
Cumandá 706262 9755579 331
2 Riobamba Riobamba/
Lizarzaburu 758398 9816965 2754
3 Tixan Alausi/ Tixán 749115 9761350 3546
Tabla 2
Parámetros meteorológicos promedios
PARAMETRO Cumanda Riobamba Tixán
Velocidad (m/s) 2,03 2,25 4,27
Temperatura (°C) 25,30 13,20 8,24
Radiación solar (W/m2) 118,33 216,16 195,91
Presión (mb) 975,62 768,38 700,00
Humedad (%) 86,70 75,57 83,98
En la tabla 1 se observan los parámetros meteorológicos medios de las variables
meteorológicas principales en la ciudad de Riobamba durante los dos años de análisis.
La variación de los flujos de calor como de la radiación se observan bastante regulares en
los diferentes días (tabla 3), particularmente esta es mayor en el flujo de calor latente y superficial.
Tabla 3
Flujos superficiales de calor sensible Qh, calr latente Qe, calor superficial Qg y radiación neta
media, de Cumanda, Riobamba y Tixan
FLUJOS PROMEDIO
GENERAL: Cumandad Riobamba Tixan
Qh (W/m²): 29,42 43,54 28,18
Qe (W/m²): 49,88 44,43 34,08
Es relevante también abordar las consideraciones éticas, los criterios de inclusión y
exclusión y mencionar cualquier limitación si aplica. Estos elementos sugeridos permiten a los
lectores conocer las estrategias metodológicas, además de valorar su rigor y coherencia, así como
la posibilidad de replicar tanto los procedimientos como el estudio en su conjunto.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
En primera instancia se presenta una tabla en la cual se presenta la ubicación de las
estaciones meteorológicas (tabla 1) y se observa los valores promedios calculados de los datos
meteorológicos usados para desarrollar el trabajo (tabla2).
Tabla 1
Ubicación de estaciones meteorológicas con sus respectivas alturas
Nº Estaciones
Metereológicas Cantón/Parroquia X Y Altura
(m)
1 Cumanda Cumandá/
Cumandá 706262 9755579 331
2 Riobamba Riobamba/
Lizarzaburu 758398 9816965 2754
3 Tixan Alausi/ Tixán 749115 9761350 3546
Tabla 2
Parámetros meteorológicos promedios
PARAMETRO Cumanda Riobamba Tixán
Velocidad (m/s) 2,03 2,25 4,27
Temperatura (°C) 25,30 13,20 8,24
Radiación solar (W/m2) 118,33 216,16 195,91
Presión (mb) 975,62 768,38 700,00
Humedad (%) 86,70 75,57 83,98
En la tabla 1 se observan los parámetros meteorológicos medios de las variables
meteorológicas principales en la ciudad de Riobamba durante los dos años de análisis.
La variación de los flujos de calor como de la radiación se observan bastante regulares en
los diferentes días (tabla 3), particularmente esta es mayor en el flujo de calor latente y superficial.
Tabla 3
Flujos superficiales de calor sensible Qh, calr latente Qe, calor superficial Qg y radiación neta
media, de Cumanda, Riobamba y Tixan
FLUJOS PROMEDIO
GENERAL: Cumandad Riobamba Tixan
Qh (W/m²): 29,42 43,54 28,18
Qe (W/m²): 49,88 44,43 34,08
Vol. 13/ Núm. 3 2026 pág. 1482
Qg (W/m²): 33,98 37,7 26,69
Q1 (W/m²): 113,28 125,68 88,95
En media se nota una gran diferencia entre el calor sensible y el latente y superficial,
siendo el primero mucho mayor como muestra la tabla 2, de igual manera sucede entre máximos
y mínimos, sin embargo, se puede notar que entre ellos mismos no hay fluctuaciones
significativas.
Con los datos obtenidos por cada hora durante los dos años de análisis se procedió a
procesarles mediante el modelo de Van Ulden Hostlang, desarrollado en software con
codificación fortran en el estudio de difusión de contaminantes atmosférica en el Parque Industrial
Riobamba, el cual permite calcularlos, para luego ser procesados y analizados por días, horas y
meses, los mismos que se presentan a continuación en las Fig. 1, Fig. 2 y Fig.3.
Figura 1
Flujos de energía superficial en la ciudad de Cumanda calculado por horas promedio durante
tres años
Figura 2
Flujos de energía superficial en la ciudad de Riobamba calculado por horas promedio durante
tres años
Qg (W/m²): 33,98 37,7 26,69
Q1 (W/m²): 113,28 125,68 88,95
En media se nota una gran diferencia entre el calor sensible y el latente y superficial,
siendo el primero mucho mayor como muestra la tabla 2, de igual manera sucede entre máximos
y mínimos, sin embargo, se puede notar que entre ellos mismos no hay fluctuaciones
significativas.
Con los datos obtenidos por cada hora durante los dos años de análisis se procedió a
procesarles mediante el modelo de Van Ulden Hostlang, desarrollado en software con
codificación fortran en el estudio de difusión de contaminantes atmosférica en el Parque Industrial
Riobamba, el cual permite calcularlos, para luego ser procesados y analizados por días, horas y
meses, los mismos que se presentan a continuación en las Fig. 1, Fig. 2 y Fig.3.
Figura 1
Flujos de energía superficial en la ciudad de Cumanda calculado por horas promedio durante
tres años
Figura 2
Flujos de energía superficial en la ciudad de Riobamba calculado por horas promedio durante
tres años
Vol. 13/ Núm. 3 2026 pág. 1483
Figura 3
Flujos de energía superficial en la parroquia Tixan calculado por horas promedio durante tres
años
La variación de los flujos térmicos por horas es más significativa durante las diferentes
horas del día, siendo entre las 10h00 y 15h00 las de mayor intensidad en el caso del calor sensible
y radiación neta, mientras que el flujo de calor latente y superficial aumenta en horas de la noche
de forma regular en cada una de zonas de estudio (Fig.1,2 y3), adicionalmente se nota que el calor
latente varía con la altura de la zona siendo mayor al flujo de calor superficial en Cumandad,
disminuyendo para Riobamba y Tixan que se encuentran en zonas más altas.
Tabla 4
Flujos superficiales de calor y radiación neta media, máxima y mínima por horas en la ciudad
de Riobamba
Flujo de Calor
Latente
Flujo de Calor
Superficial
Flujo de Calor
Sensible Radiación Neta
Media 38,09 22,13 155,74 215,95
Máximo 139,24 126,86 763,04 734,05
Mínimo -3,92 -27,48 -263,27 0
En el caso de los parámetros medios de los flujos y la radiación a diferencia de lo que
sucede entre días, la variación para las horas entre máximos y mínimos es significativa como se
observa en la tabla 4, particularmente para el flujo de calor sensible.
Figura 3
Flujos de energía superficial en la parroquia Tixan calculado por horas promedio durante tres
años
La variación de los flujos térmicos por horas es más significativa durante las diferentes
horas del día, siendo entre las 10h00 y 15h00 las de mayor intensidad en el caso del calor sensible
y radiación neta, mientras que el flujo de calor latente y superficial aumenta en horas de la noche
de forma regular en cada una de zonas de estudio (Fig.1,2 y3), adicionalmente se nota que el calor
latente varía con la altura de la zona siendo mayor al flujo de calor superficial en Cumandad,
disminuyendo para Riobamba y Tixan que se encuentran en zonas más altas.
Tabla 4
Flujos superficiales de calor y radiación neta media, máxima y mínima por horas en la ciudad
de Riobamba
Flujo de Calor
Latente
Flujo de Calor
Superficial
Flujo de Calor
Sensible Radiación Neta
Media 38,09 22,13 155,74 215,95
Máximo 139,24 126,86 763,04 734,05
Mínimo -3,92 -27,48 -263,27 0
En el caso de los parámetros medios de los flujos y la radiación a diferencia de lo que
sucede entre días, la variación para las horas entre máximos y mínimos es significativa como se
observa en la tabla 4, particularmente para el flujo de calor sensible.
Vol. 13/ Núm. 3 2026 pág. 1484
Figura 4
Flujos de energía superficial en la ciudad de Cumanda promedio mensuales calculado durante
tres años de medidas
Figura 5
Flujos de energía superficial en la ciudad de Riobamba promedio mensuales calculado durante
tres años de medidas
Figura 6
Flujos de energía superficial en la parroquia Tixan promedio mensuales calculado durante tres
años de medidas
Figura 4
Flujos de energía superficial en la ciudad de Cumanda promedio mensuales calculado durante
tres años de medidas
Figura 5
Flujos de energía superficial en la ciudad de Riobamba promedio mensuales calculado durante
tres años de medidas
Figura 6
Flujos de energía superficial en la parroquia Tixan promedio mensuales calculado durante tres
años de medidas
Vol. 13/ Núm. 3 2026 pág. 1485
Las fluctuaciones de calor y radiación durante los meses de julio y agosto presentan cierto
incremento en el flujo de calor sensible y radiación neta (Fig. 3), sin embargo, no es tan
significativa en comparación a lo que sucede entre horas (Fig. 2).
La variación mensual entre máximos y mínimas para los flujos térmicos y el de radiación
no presenta variaciones considerables, determinándose así, meses regulares, tabla 5, así como
entre días, lo que no sucedió con las horas para la zona de la ciudad de Riobamba.
Tabla 5
Flujos superficiales de calor y radiación neta media, máxima y mínima por meses en la ciudad
de Riobamba
Flujo de Calor
Latente
Flujo de Calor
Superficial
Flujo de Calor
Sensible Radiación Neta
Media 38,08 22,12 155,52 215,73
Máximo 41,94 25,47 188,19 255,61
Mínimo 35,52 18,34 131,24 194,11
CONCLUSIONES
El calor latente disminuye de forma sistemática con la altitud, siendo máximo en Cumandá
(331 m) y mínimo en Tixán (3 546 m), reflejando el papel de la humedad disponible en cada zona.
Los flujos de calor sensible, calor superficial y la radiación neta no siguen un patrón
puramente altitudinal, sino que Riobamba —zona de mayor urbanización— presenta los valores
más altos en estas tres variables, lo que apunta a un efecto de la cobertura de suelo urbano sobre
el balance energético superficial.
Tixán, al ser la zona de mayor altitud y con cobertura tipo páramo, presenta de manera
consistente los valores más bajos en los cuatro flujos analizados (Qh, Qe, Qg y Q*),
consolidándose como la zona de menor intercambio energético superficial de las tres estudiadas.
La estructura horaria del ciclo energético (mayor calor sensible y radiación neta al
mediodía; mayor calor latente y superficial en la noche) se mantiene similar entre las tres zonas,
lo que sugiere que las diferencias entre ellas son principalmente de magnitud y no de patrón
temporal.
Las fluctuaciones de calor y radiación durante los meses de julio y agosto presentan cierto
incremento en el flujo de calor sensible y radiación neta (Fig. 3), sin embargo, no es tan
significativa en comparación a lo que sucede entre horas (Fig. 2).
La variación mensual entre máximos y mínimas para los flujos térmicos y el de radiación
no presenta variaciones considerables, determinándose así, meses regulares, tabla 5, así como
entre días, lo que no sucedió con las horas para la zona de la ciudad de Riobamba.
Tabla 5
Flujos superficiales de calor y radiación neta media, máxima y mínima por meses en la ciudad
de Riobamba
Flujo de Calor
Latente
Flujo de Calor
Superficial
Flujo de Calor
Sensible Radiación Neta
Media 38,08 22,12 155,52 215,73
Máximo 41,94 25,47 188,19 255,61
Mínimo 35,52 18,34 131,24 194,11
CONCLUSIONES
El calor latente disminuye de forma sistemática con la altitud, siendo máximo en Cumandá
(331 m) y mínimo en Tixán (3 546 m), reflejando el papel de la humedad disponible en cada zona.
Los flujos de calor sensible, calor superficial y la radiación neta no siguen un patrón
puramente altitudinal, sino que Riobamba —zona de mayor urbanización— presenta los valores
más altos en estas tres variables, lo que apunta a un efecto de la cobertura de suelo urbano sobre
el balance energético superficial.
Tixán, al ser la zona de mayor altitud y con cobertura tipo páramo, presenta de manera
consistente los valores más bajos en los cuatro flujos analizados (Qh, Qe, Qg y Q*),
consolidándose como la zona de menor intercambio energético superficial de las tres estudiadas.
La estructura horaria del ciclo energético (mayor calor sensible y radiación neta al
mediodía; mayor calor latente y superficial en la noche) se mantiene similar entre las tres zonas,
lo que sugiere que las diferencias entre ellas son principalmente de magnitud y no de patrón
temporal.
Vol. 13/ Núm. 3 2026 pág. 1486
REFERENCIAS
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de la capa límite atmosférica y su relación con el clima. Congreso AEC-AECLIM,
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atmosférica bajo condiciones físicas y meteorológicas del altiplano ecuatoriano. Revista
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https://www.marcombo.com/libro/libros-tecnicos-de-arte-y-cientificos/instalaciones-
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aprovechamiento-energetico/
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