Radiación solar

En el interior del Sol se producen temperaturas tan altas que generan reacciones de tipo nuclear y que a su vez crean energía. Esta energía es liberada en forma de radiación solar. Las emisiones de radiación tienen diversos grados de intensidad. Al planeta Tierra no llega toda esta radiación, pues algunas ondas (las más perjudiciales) son filtradas u absorbidas por los gases atmosféricos, especialmente el ozono. La radiación solar que llega a la superficie terrestre es fundamental para los seres vivos. De ella dependen procesos como la fotosíntesis, los vientos y el calentamiento del planeta. Directa o indirectamente, la radiación solar es usada por los humanos para obtener energía.

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Energía solar, radiación cosmica

¿Qué es la radiación solar?

El Sol emite radiaciones electromagnéticas conocidas como radiación solar. Las ondas electromagnéticas surgen de reacciones termonucleares que se dan en el interior del astro rey. Allí las temperaturas alcanzan hasta 20 millones de grados. La radiación solar que se libera sale en diversas direcciones sin necesidad de un vehículo físico que la propague y llega a la Tierra. Sin embargo, no todas las ondas tocan la superficie terrestre, pues en el camino algunas son atrapadas por la atmósfera.

Características de la radiación solar

• Es consecuencia de fusiones nucleares dentro del Sol.
• Su distribución es de amplio espectro, es decir no se aglutina en una frecuencia específica.
• Mediciones satelitales indican que la cantidad de energía que se recibe por radiación solar en el exterior de la atmósfera es de aproximadamente 1366 Wm-2
• La energía sale de la fuente (Sol) y se difunde directamente sin necesidad de otra materia.
• Sus componentes espectrales visibles (luz) se ubican en “bandas de radiación fotosintéticamente activa” (PAR). Su concentración va de los 400 a los 700 micrómetros (nm). Esta representa 41% de la radiación total.

Sub-bandas de radiación

En el PAR se generan sub-bandas de radiación y se clasifican por color:

• Azul-Violeta (de 400 a 490 nm)
• Verde (de 490 a560 nm)
• Amarillo (de 560 a 590 nm)
• Rojo- Anaranjado (de 590 a 700 nm)

Radiación invisible

Existen radiaciones que no son observables porque su “longitud de onda” es absorbida mayormente por el oxígeno y ozono de la atmósfera. Sin embargo, sus efectos son muy dañinos. Estas son la radiación ultravioleta y la infrarroja. La primera causa graves daños a la salud de los seres humanos y la segunda a la energía que emite la Tierra y que la absorbe, lo crea el llamado “efecto invernadero”.

Tipos de radiación ultravioleta

Esta radiación se presenta en los tipos UV-A, UV-B y UV-C. Sus “longitudes de onda” se encuentran entre los 150 nm y los 400 nm. Gran parte de estos rayos no llegan a la Tierra y de los que llegan el 99% pertenece al tipo A, que es el menos perjudicial para los humanos. El tipo B pasa, pero muy poco y el C no llega a atravesar la capa de ozono y el oxígeno atmosférico. La radiación UV_B es la que se considera más grave para la salud, pues hay estudios que la vinculan con la aparición de cáncer en la piel.

Tipos de radiación solar

La ciencia clasifica la radiación solar en cuatro tipos, según cómo es la recepción de la misma en objetos ubicados en la superficie de la Tierra:

• Radiación difusa: cuando la radiación traspasa la atmósfera y las nubes la reflejan o absorben. También influyen el polvo, montañas, edificios, el suelo, etc. Esto hace que su trayectoria vaya a todas partes. No se generan sombras en los objetos interferidos.
• Radiación directa: sale del Sol y no cambia su dirección al llegar a la superficie. Crea sombras precisas en los objetos interceptados.
• Radiación reflejada: es la radiación que es reflejada por el plano terrestre. La cuantía de la radiación depende del Albedo (“coeficiente de reflexión de la superficie”). Los planos verticales recibirán más radiación y las horizontales ninguna.
• Radiación global: sumatoria de las tres radiaciones anteriores.

¿Cómo se mide la radiación solar?

Para medir la radiación solar se requiere de un sensor llamado Piranómetro. Hay dos tipos, térmico y fotovoltaico. La medición se efectúa colocando el aparato en una superficie horizontal sin sombras y con orientación al sur. La herramienta cuantificará la densidad del flujo de radiación en kW/m² en un área de 180 grados.

Importancia

Todos los seres vivos aprovechan la energía solar para su beneficio y funciones vitales. Sin la radiación solar las plantas no realizarían el proceso de fotosíntesis. Los animales que se alimentan de las plantas y los que se alimentan a su vez de estos, hacen uso de la energía que provee el astro rey. Los humanos también emplean la energía solar al usar combustible fósil (que la preserva de su formación millones de años atrás) o de la hidroeléctrica a través del agua condensada en lo alto y que después pasó por el proceso de evaporación. Nuevas formas de aprovechamiento como la energía eólica que funciona con el viento que se forma con el calentamiento de la superficie de la Tierra es otro ejemplo.

Más usos de la radiación solar

Como parte de una campaña ecológica que han emprendido diversos organismos, fundaciones y gobiernos, cada vez se crean más alternativas de uso de energía limpia. Esta es la que proviene de forma natural, como la radiación solar. A través de paneles que absorben esta radiación y energía, muchas viviendas y edificios los usan para generar electricidad. Esta práctica, aunque aún resulta costosa de instalar, cada vez gana más adeptos. Por otro lado, ya se han hecho populares dispositivos que funcionan o se cargan con los rayos solares tales como relojes, calculadoras, entre otros.

Factores que afectan a los niveles de Radiación Solar

Nuestro planeta recibe un aproximado de 1 366 W / m² del astro rey. Esto se relaciona con la atmósfera y a la perpendicularidad del plano con los rayos que entran. Esto disminuye su paso hasta en 75%, además la atmósfera también filtra la llegada. También influyen la reflexión, los gases y nubes. Al atravesar la atmósfera la mitad de la radiación que entra no está alterada y un 50% de ella colabora en que se evaporen los cuerpos de agua. Los rayos ultravioletas, tan dañinos para la salud, son absorbidos por la capa de ozono. La contaminación ambiental, que debilita esta capa y altera la atmosfera, disminuye su efectividad y eleva los niveles de radiación.

Cómo afecta la Radiación Solar a la atmósfera

La Radiación Solar no calienta la atmósfera de forma directa, sino que lo hace mediante reflexión. Es decir, con los rayos que pasan a través de ella y rebotan del suelo, océanos y mares. Con la industrialización de las ciudades y en consecuencia la emisión de gases que contaminan y alteran la atmósfera. Los filtros naturales no funcionan con eficacia. Además, se han creado hoyos (especialmente en la capa de ozono) que hacen que paso de la radiación solar sea mayor y el planeta sufra. Se han creado zonas más secas, trastornado ecosistemas y extinguido especies de animales.

Consecuencias en la salud

El paso cada vez mayor de la radiación ultravioleta por el debilitamiento de la capa de ozono, es quizá el factor más preocupante para los humanos. Estos resultan muy dañinos para la salud, especialmente para la piel, pues interfiere en las moléculas de ADN. Se ha comprobado que su exposición continua y en exceso puede dar paso al cáncer, un mal que disminuye las expectativas de vida. Igualmente, provoca envejecimiento prematuro de la piel, resequedad cutánea y quemaduras. Por ello es recomendable usar protector solar para evitar enfermarse, incluso si hay nubes. Solo las de clase cúmulos disminuyen la radiación. El resto no actúan como filtro, al contrario, algunas producen el “efecto lupa”.

Efectos positivos

La radiación solar, de forma moderada, otorga beneficios para la salud cuando no se expone en exceso a ella. Funciona como sintetizador natural de la vitamina D, que contribuye al buen estado y desarrollo del sistema óseo. También, hay estudios que indican que funciona como un antidepresivo, pues influye en el estado de ánimo. Cuando la estación posee menos horas de sol puede aparecer el denominado “Trastorno Afectivo Estacional”, que cede positivamente elevando las horas de sol al día. Igualmente, de manera moderada, recibir los rayos del sol afecciones de la piel como el acné, eccema atópico y la psoriasis. Lo importante es no abusar de la radiación para gozar de sus bondades.