Energia Radiada

7/25/2019 Energia Radiada

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ENERGÍA RADIADA

Radiación es la transferencia de calor mediante ondas electromagnéticas. La energía

radiada se mueve a la velocidad de la luz y no requiere de algún medio para su

propagación. La energía radiante se mueve a la velocidad C (≈!!!!! "m#s$ %l

intercam&io de calor irradiado por el 'ol entre la superficie solar y la superficie terrestre

ocurre sin que el espacio intermedio se caliente.

'i colocamos una moneda &ao los rayos directos del sol notaremos que en pocos

segundos la moneda se calentar). %l intercam&io de calor entre el 'ol y la moneda

ocurre por radiación. Los seres vivientes son &uenos emisores y a&sor&entes de energía

por radiación. *or eemplo+ la piel del ser ,umano tiene una emisividad-a&sor&encia de

!. a !./+ dependiendo de la pigmentación de la piel0 la piel morena a&sor&e y emite

m)s energía que la piel &lanca.

*ara conocer la cantidad de calor transferido por radiación usamos la siguiente fórmula1

q = e σ A [(T∞)^4 - (Tpiel)^4]

%n donde q es el calor transferido por radiación+ e es la emisividad del sistema+ 2 es la

constante de 'tep,an-3oltzmann (4.55/ 6 7!8-9 :#m8;."8<$+ = es el )rea implicada

en la transferencia+ >? es la temperatura am&iental y >piel 8< es la temperatura de la

superficie del cuerpo (piel$.

Efecto De La Raiaci!" #o$%e La& 'la"ta&

La radiación solar produce dos tipos de procesos principales1 los procesos energéticos

(fotosíntesis$0 y los procesos morfogénicos (@r&ano+ 7///+ Aillalo&os et al.+ ;!!;$.

La radiación solar es aprovec,ada por las plantas para realizar la fotosíntesis. La

fotosíntesis es transformación de energía radiante en energía química mediante la

asimilación del car&ono del CB; del aire y su fiación en compuestos org)nicos

car&onados. 'egún la forma de fiación del dió6ido de car&ono las plantas se pueden

agrupar en tres tipos1 C+ C<+ y C=. 'i el primer compuesto esta&le en el que aparece

fiado el car&ono es de )tomos de car&ono la planta se dice que es C0 por el contrariosi es de < )tomos de car&ono se denomina C<+ así en las C<+ la ruta C est) precedida



por una serie de etapas adicionales en las que tiene lugar una fiación preliminar del

dió6ido de car&ono formando un compuesto de cuatro )tomos de car&ono0 las plantas

C= presentan una ruta meta&ólica similar a las C< pero muestran un desfase temporal

entre la captación del dió6ido de car&ono y su fiación.

Dentro de las C tenemos la mayor parte de las plantas superiores incluyendo cultivos

de climas templados (trigo+ ce&ada o girasol+E$ del tipo C< destacan especies de climas

)ridos y otras de climas templados c)lidos o tropicales (maíz+ azúcar o sorgo$. %n

general+ se consideran las C menos productivas que las C<. @na de las diferencias se

encuentra en el ,ec,o de que la fotorrespiración es muy activa en las plantas C. La

fotorrespiración se traduce en un consumo de o6ígeno cuando est)n iluminadas y es

muy importante en la agricultura de la zona templada0 en un día caluroso y sin viento la

concentración del dió6ido de car&ono so&re la planta decrece considera&lemente de&ido

a su consumo para la fotosíntesis+ disminuye la relación dió6ido car&ono#o6ígeno1

disminuyendo la fiación del dió6ido de car&ono y aumentando la fotorrespiración.

De la radiación glo&al incidente so&re la superficie vegetal sólo una proporción es

aprovec,a&le para la realización de la fotosíntesis1 *=R (radiación fotosintéticamente

activa$. La respuesta de las plantas es diferente en función de las diferentes longitudes

de onda. La clorofila es el principal pigmento que a&sor&e la luz+ otros pigmentos

accesorios son el & -caroteno+ compuesto isoprenoide roo que es el precursor de la

vitamina = en los animales y la 6antofila+ carotenoide amarillo.

%sencialmente toda la luz visi&le es capaz de promover la fotosíntesis+ pero las regiones

de <!! a 4!! y de 5!! a !! nm son las m)s eficaces. =sí la clorofila pura+ tiene una

a&sorción muy dé&il entre 4!! y 5!! nm+ los pigmentos accesorios complementan laa&sorción de la luz en esta región+ suplementando a las clorofilas.

• 5;!-!! nm (roo$1 una de las &andas de mayor a&sorción de la clorofila.• 47!-5;! nm (narana+ amarillo Fverde-$0 de dé&il actividad fotosintética• 9!-47! nm (violeta+ azul y verde$1 es la zona m)s energética+ de intensos

efectos formativos. De fuerte a&sorción por la clorofila.• G 9! nm (ultravioleta$. %fectos germicidas e incluso letales G ;5! nm.



%l &alance de radiación a la ,ora de realizar estudios so&re la radiación so&re cu&iertas

vegetales se simplifica considerando que la radiación interceptada (*=R int $ se puede

estimar a partir de la incidente por medio de la e6presión1 *=R int H e I *=R inc

Donde+ JeK es la eficiencia de la interceptación. La eficiencia ser) 7 cuando la cu&ierta

vegetal no permita transmitir nada de radiación al suelo y toda la radiación incidente es

interceptada+ y ! cuando no ,ay cu&ierta vegetal. =sí+ la eficiencia depende del grado de

densidad de la cu&ierta vegetal de forma que la eficiencia+ e+ se puede e6presar en

función de la superficie foliar L= (,oas verdes#superficie de terreno ocupado$1

e = e* (+-e-,LAI).

'egún aumenta el índice de )rea foliar L= aumenta la eficiencia de la interceptación de

la radiación ,asta llegar a un valor m)6imo. = partir de ese valor m)6imo+ varia&le

según el cultivo y el medio+ no se incrementa la interceptación de la radiación+ de forma

que un aumento de la superficie foliar no ser) &eneficioso para aumentar el rendimiento.

@na adecuada elección del marco de plantación o de la densidad de siem&ra ser)

fundamental para o&tener una acertada producción por unidad de superficie.

La producción potencial final de un cultivo+ e6presada como materia seca total y

considerando que no ,ay ningún otro factor limitante+ ser) función de la cantidad de

radiación fotosintéticamente activa interceptada. 'e ,an esta&lecido relaciones lineales

entre la productividad potencial+ e6presada como materia seca aérea+ y la cantidad de

radiación interceptada (*=Rint$. Comparando los datos de producción potencial con la

real podríamos conocer a qué nivel de optimización se est). 'e podría incluso rec,azar

la introducción de un cultivo en una zona atendiendo a los valores de radiación al

esperarse producciones no renta&les.

%n cuanto a los procesos morfogénicos la fotomorfogénesis ,ace referencia a la

influencia de la luz so&re el desarrollo de la estructura de las plantas. 'egún la

adaptación a las condiciones de iluminación las plantas se clasifican en1 7$ ,eliófilas1

caracterizadas por ,oas pequeMas estrec,as y rizadas0 ;$ um&rófilas1 caracterizadas por

poseer ,oas amplias anc,as y poco espesas0 y $ indiferentes1 se acomodan tanto a

zonas de som&ra como a la luz.



La luz tam&ién es responsa&le de muc,os movimientos o tropismos. Como regla general

el tallo se dirige ,acia la fuente de luz+ la raíz lo ,ace ale)ndose de la fuente de luz+ y la

,oa adopta una posición en la que su parte anc,a queda perpendicular a los rayos

solares. Cualquier movimiento como respuesta a un estímulo luminoso se conoce como

fototropismo.

Btro concepto importante es el de fotoperiodismo (conunto de fenómenos

determinados por la duración del período de luz$. Desde ,ace tiempo se conoce que la

iniciación de la floración en muc,as plantas depende de la longitud del día. Las plantas

que requieren un período de luz largo para iniciar la floración superior a 7< ,oras se

denominan de día largo (trigo+ avena+ etc.$+ y las que precisan de 9 a 7! ,oras para

florecer se llaman de día corto (maíz+ sorgo+ etc.$. Nay plantas que difieren en su

respuesta a la longitud del día después de iniciada la floración+ así la fresa es de día

corto para la iniciación de la floración pero de día largo para la formación de los frutos

(e6isten grandes diferencias intervarietales dentro de una especie$.

Las plantas tienen unas necesidades de iluminación según su naturaleza y estado de

desarrollo.

Cuando la luz no es suficiente para un desarrollo normal las plantas tienden al

a,ilamiento (tallos se ,acen altos y delgados$ y presentar clorosis y malformación de

,oas. %n el caso de cultivos de raíces y tu&érculos tiende a producir una disminución

del rendimiento y de la calidad0 tam&ién influye en una disminución del aroma y

dulzura de los frutos0 de esta forma las fresas o&tenidas en la vega de =ranuez son m)s

sa&rosas y arom)ticas que las que se pueden o&tener en zonas con menor número de

,oras de sol. *or otro lado+ una iluminación e6cesiva favorece el desarrollo de ramas.%n cuanto a la germinación+ es m)s r)pida en la oscuridad que a la luz+ e6cepto en

algunas semillas de pequeMo tamaMo como las gramíneas para forrae.



/01'0#I/I2N DE LA AT12#3ERA

La vida depende de las características concretas de nuestra atmósfera+ de su

composición+ su temperatura y su capacidad de protegerla de sus radiaciones que la

perudican.

*or otra parte+ la atmósfera tiene un importante papel en el calentamiento de la tierra. La

atmósfera es como la manta de la tierra0 si no ,u&iera atmósfera+ la temperatura del

planeta seria de ;; O C &ao cero.

"Si no hubiera atmósfera, la temperatura del planeta sería de 22º C

bajo cero"

%n este sentido de&emos recordar que la atmósfera no se comporta como un receptor

pasivo de las sustancias contaminantes sino que las distri&uye+ las dispersa o las

concentra según una serie de factores como son el viento+ la lluvia+ las inversiones o la

tur&ulencia.

*or lo que respecta a las especies vivientes+ lo que m)s nos interesa de la atmósfera es

ustamente la frana que est) en contacto con la corteza terrestre+ aquella que se solapa

parcialmente con la &iosfera. *ero se ,a de tener en cuenta que esta frana en contacto

con la tierra no es independiente de las capas superiores+ alguna de las cuales tienen una

importancia fundamental en el desarrollo de la vida.

La meteorología es la ciencia del estudio de la atmósfera+ de su comportamiento en el

tiempo y de los fenómenos atmosféricos.

La predicción del tiempo atmosférico es sólo una rama de la meteorología. La

meteorología general estudia tam&ién la estructura y composición de la atmósfera+ la

transferencia de calor+ las ondas acústicas la formación de nu&es+ la electricidad

atmosférica y la contaminación atmosférica.

%l aire que respiramos est) compuesto &)sicamente por dos elementos1 el nitrógeno y el

o6ígeno en una proporción muy apro6imada de < a 7. %n concreto+ el nitrógeno ocupa el



9+!9<P del volumen del aire mientras que el o6ígeno ocupa el ;!+/<5P. >am&ién

est)n presentes otros componentes en proporciones menores.

%l nitrógeno es una sustancia inerte que no reacciona con facilidad. De ,ec,o+ el

nitrógeno reduce los efectos del o6ígeno+ un elemento muy activo.

Ga&e& e"co"t%ao& e" ca"tiae& fia& e" el ai%e

%l o6ígeno+ en cam&io+ es muy reactivo y es+ por eemplo+ el responsa&le de los

procesos de o6idación. Las com&ustiones+ una forma r)pida de o6idación+ son posi&lesgracias a la presencia de o6ígeno. >am&ién la respiración de los seres vivos+ animales y

plantas es una forma de o6idación y es posi&le gracias a la contri&ución de este

elemento.

%l resto del total+ casi un 7P+ est) constituida por una serie de gases+ el m)s importante

de los cuales+ cuantitativamente+ es el argón. %n proporciones muc,o m)s pequeMas

encontramos algunos otros gases como el neón+ el criptón+ y el 6enón. >am&ién ,ay

pequeMas proporciones de ,idrógeno y ó6ido nitroso. Btros gases se encuentran en

cantidades varia&les.

%l vapor del agua puede varias desde un !P en zonas desérticas+ ,asta un <P. 'e

encuentra concentrado en las partes &aas y su proporción disminuye en altura. %s

tam&ién el responsa&le de la formación de nu&es+ interviene en muc,os fenómenos

meteorológicos y tiene una importancia capital en el intercam&io energético entre la

atmósfera y la superficie terrestre a causa de sus cam&ios de estado y de la a&sorción de



ciertas radiaciones. La tierra es el único planeta que tiene una atmósfera donde el agua

se puede encontrar en sus tres estados1 sólido+ líquido y gaseoso. 'u importancia+ en

cuanto al desarrollo y mantenimiento de la vida en el planeta+ es fundamental.

%l dió6ido de car&ono est) presente en la atmósfera en una proporción muy pequeMa+

alrededor de !+! P de media. *ero tiene un papel muy importante en el &alance de

radiación del sistema 'ol->ierra-atmósfera porque cola&ora en el calentamiento de la

tierra en un proceso que se denomina efecto invernadero. Contri&uye de una manera

decisiva en el mantenimiento de la vida en formar parte del proceso de la fotosíntesis.

Ga&e& qe &e e"ce"t%a" e" ca"tiae& 5a%ia$le& e" el ai%e

Btros componentes varia&les de la atmósfera son el monó6ido de car&ono (CB$+

producto de com&ustiones incompletas+ el metano+ el amoníaco+ el ozono+ el dió6ido de

nitrógeno. = parte de estos componentes se de&e considerar la presencia de elementos

originados por la actividad ,umana o de los seres vivos y tam&ién de los procedentes

del sol+ los océanos+ los ríos o los volcanes1 partículas+ polen+ &acterias+ polvo+ ,umos+

gases diversos+ sales+ y unos cuantos m)s+ en proporciones muc,o m)s pequeMas.



/0NTENID0 DE GA#E# EN EL #6EL0

/opo"e"te& el #elo. 3a&e Ga&eo&a.

La fase gaseosa o Qatmósfera del sueloQ est) constituida por un gas de composición

parecida al aire cualitativamente pero con proporciones diferentes de sus componentes.

%lla permite la respiración de los organismos del suelo y de las raíces de las plantas que

cu&ren su superficie. >am&ién eerce un papel de primer orden en los procesos de ó6ido

reducción que tienen lugar en el suelo.

%l contenido en o6ígeno del aire del suelo oscila entre el 7! P y el ;! P y nunca

alcanza el ;7 P del aire atmosférico. La discrepancia mayor entre am&os gases se

encuentra en el contenido en dió6ido de car&ono en el que el aire del suelo contiene+

como mínimo+ diez veces m)s que el atmosférico oscilando entre el !.; P y el .4 P+

cantidad que puede superarse ampliamente en suelos mal aireados.

Los principales gases contenidos en el suelo son el o6ígeno+ el nitrógeno y el dió6ido decar&ono. %l primero de estos gases es importante para el meta&olismo de las plantas

porque su presencia es necesaria para el crecimiento de varias &acterias y de otros

organismos responsa&les de la descomposición de la materia org)nica. La presencia de

o6ígeno tam&ién es vital para el crecimiento de las plantas ya que su a&sorción por las

raíces es necesaria para sus procesos meta&ólicos.

/opo&ici!" eia

/opo"e"te Ga& el &elo Ai%e0*78e"o 7! F ;! P ;7 PNit%!8e"o 9+4 F 9! P 9 PDi!*io e ca%$o"o !.; F .4 P !.! PA8a 'aturado Aaria&le0t%o& G 7 P 7 P



La razón principal de esta discrepancia ,emos de &uscarla en la respiración de las raíces

de las plantas y de los microorganismos del suelo0 sin olvidar el dió6ido de car&ono

desprendido en la transformación de la materia org)nica.

%l intercam&io gaseoso entre el suelo y la atmósfera se produce por difusión entre

am&os. So o&stante e6isten procesos que favorecen este intercam&io y que se conocen

como respiración del suelo. Tsta se realiza primordialmente por los cam&ios de volumen

que e6perimenta la fase sólida del suelo en las alternancias térmicas producidas entre el

día y la noc,e0 tam&ién se ve favorecida por los periodos de lluvia que desaloan la

pr)ctica totalidad del aire e6istente+ que es a&sor&ido de la atmósfera a medida que el

agua va

a&andonando el suelo a través de la macroporosidad del mismo que es el dominio de los

gases.

La importancia de la respiración de los organismos en la composición de la atmósfera

del suelo+ se pone de manifiesto por las diferencias estacionales que se o&servan en el

contenido de dió6ido de car&ono+ cuyos m)6imos corresponde a los periodos de

m)6ima actividad. %stas diferencias se acrecientan en los suelos cultivados pues el



efecto de la respiración radicular es el m)s intenso. *ara un mismo aMo y terreno+ los

contenidos en dió6ido de car&ono llegan a cuadruplicarse en las )reas en que el suelo

est) cultivado respecto al que est) en &ar&ec,o.

La importancia de la transformación de la materia org)nica en el contenido en dió6ido

de car&ono del aire del suelo+ se pone de manifiesto cuando comparamos las

composiciones de suelos sometidos a una aplicación de enmiendas org)nicas con los no

sometidos a las mismas.

@n importante factor regulador del dió6ido de car&ono del aire del suelo es el sistema

car&onato-&icar&onato y la presencia de calcio en la solución del suelo. %l primero

modifica su distri&ución+ pues en las zonas en que la presión parcial del dió6ido de

car&ono es elevada se produce la transformación del car&onato c)lcico en &icar&onato

solu&le+ que migra en el perfil ,asta llegar a zonas donde la presión parcial es menor y

desprende el gas y se transforma de nuevo en car&onato que se concentra+ dando lugar a

la formación de ,orizontes c)lcicos. Cuando no e6isten car&onatos en el suelo+ si ,ay

calcio en la solución+ parte del dió6ido de car&ono es fiado en la formación de

car&onato c)lcico.



%s un fenómeno semeante al que genera el equili&rio del dió6ido de car&ono y del

o6ígeno en la atmósfera a nivel mundial. %n este caso son los mares los encargados de

los intercam&ios con una importante función del sistema citado. %n el caso del dió6ido

de car&ono se produce una gran a&sorción por parte del plancton que elimina un

contenido semeante de o6ígeno. %n am&os casos es necesario un desplazamiento de las

masas de aire+ pues mientras que el mayor consumo de o6ígeno y desprendimiento de

dió6ido de car&ono se produce en el ,emisferio norte+ las mayores masas de agua est)n

en el ,emisferio sur.

@n papel semeante tiene la masa &oscosa+ si &ien se ,a e6agerado su función

&enefactora. %s cierto que realizan una gran depuración fotosintética+ pero no es menos

cierto que ello lleva consigo la generación de una ingente cantidad de &iomasa que en

una gran parte aca&a en el suelo0 la mineralización de esa masa vegetal desprende una

enorme cantidad de dió6ido de car&ono+ como vimos en el caso de los suelos

estercolados. %l aprovec,amiento maderero reduce las emisiones de dió6ido de car&ono

y favorece el efecto depurador+ siempre que esto no implique la destrucción del &osque+

como suele suceder.

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