Este trabajo tiene como objetivo explorar el uso de técnicas de control óptimo para diseñar espacios verdes y abordar los problemas ambientales relacionados con las islas de calor urbanas que aparecen en las ciudades. Se establece un modelo tridimensional para estudios numéricos de los efectos del calor antropogénico urbano y la velocidad del viento en regiones urbanas y rurales. El mecanismo de transporte de fluidos en las ciudades está gobernado por el sistema de medios porosos Navier-Stokes-Forschheimer. Introducimos el método de aproximación de penalización para superar la dificultad inducida por la restricción de incompresibilidad. El problema de control óptimo de ecuaciones diferenciales parciales se resuelve utilizando un algoritmo de Gradiente Proyectado Espectral. Para validar el método, implementamos un esquema numérico, basado en un método de elementos finitos, utilizando el software gratuito FreeFem++ 14.3. Mostramos los resultados para las situaciones optimizadas y no optimizadas para comparar los dos casos.