RADIACIN SOLAR

Laradiacin solares el conjunto deradiaciones electromagnticasemitidas por elSol. El Sol es unaestrellaque se encuentra a unatemperaturamedia de 6000K, en cuyo interior tienen lugar una serie de reacciones defusin nuclear que producen una prdida demasaque se transforma enenerga. Esta energa liberada del Sol se transmite al exterior mediante la radiacin solar. El Sol se comporta prcticamente como uncuerpo negro, el cual emite energa siguiendo laley de Plancka la temperatura ya citada. La radiacin solar se distribuye desde elinfrarrojohasta elultravioleta. No toda la radiacin alcanza la superficie de laTierra, porque las ondas ultravioletas ms cortas son absorbidas por losgasesde laatmsfera. La magnitud que mide la radiacin solar que llega a la Tierra es lairradiancia, que mide la energa que, por unidad de tiempo y rea, alcanza a la Tierra. Su unidad es elW/m(vatiopor metro cuadrado).

DISTRIBUCIN ESPECTRAL DE LA RADIACIN SOLARLa aplicacin de laLey de Planckal Sol con una temperatura superficial de unos 6000 K nos lleva a que el 99% de la radiacin emitida est entre las longitudes de onda 0,15(micrmetros) y 4. El Sol emite en un intervalo espectral de 150m hasta 4. Laluz visiblese extiende desde 380m a 830m.La atmsfera de la Tierra constituye un importante filtro que hace inobservable radiaciones delongitud de ondainferiores a las 0,29por la fuerte absorcin del ozono y eloxgeno. Ello nos libra de la ultravioleta ms peligrosa para la salud. La atmsfera es opaca a todaradiacin infrarrojade longitud de onda superior a las 24. Ello no afecta a la radiacin solar pero s a la energa emitida por la Tierra que llega hasta las 40y que es absorbida. Este efecto se conoce como efecto invernadero.El mximo (Ley de Wien) ocurre a 0,475. Considerando la ley de Wien, ello corresponde a una temperatura de:

Pero la emisin solar difiere de la de un cuerpo negro, sobre todo en el ultravioleta. En el infrarrojo se corresponde mejor con la temperatura de un cuerpo negro de 5779 K, y en el visible con 6090 K. Ello nos habla de que la radiacin solar no se produce en las mismas capas y estamos observando la temperatura de cada una de ellas donde se produce la energa.EFECTOS DE LA RADIACIN SOLAR SOBRE LOS GASES ATMOSFRICOSLa atmsfera esdiatrmana, es decir, que no es calentada directamente por la radiacin solar, sino de manera indirecta a travs de la reflexin de dicha radiacin en el suelo y en la superficie de mares y ocanos.Losfotonessegn su energa o longitud de onda son capaces de:Fotonizar la capa externa deelectronesde untomo(requiere una longitud de onda de 0,1).Excitar electrones de un tomo a una capa superior (requiere longitudes de onda entre 0,1 dey 1).Disociar unamolcula(requiere longitudes de onda entre 0,1 dey 1).Hacer vibrar una molcula (requiere longitudes de onda entre 1y 50).Hacer rotar una molcula (requiere longitudes de onda mayores que 50).La energa solar tiene longitudes de onda entre 0,15y 4, por lo que puede ionizar un tomo, excitar electrones, disociar una molcula o hacerla vibrar.La energa trmica de la Tierra (radiacin infrarroja) 3a 80, por lo que slo puede hacer vibrar o rotar molculas, es decir, calentar la atmsfera.La energa solar como motor de la atmsferaLaenerga recibida del sol, despus de atravesar laatmsfera de la Tierracasi sin calentarla por el efecto de la diatermanciade la atmsfera, es reflejada por la superficie terrestre y calienta el aire en unas zonas de la atmsfera ms que otras, provocando alteraciones en la densidad de los gases y, por consiguiente, desequilibrios que causan la circulacin atmosfrica. Esta energa produce la temperatura en la superficie terrestre, y el efecto de la atmsfera es mitigar la diferencia de temperaturas entre el da y la noche y entre las distintaszonas geoastronmicasde nuestro planeta.Casi la totalidad de la energa utilizada por los seres vivos procede del Sol. Lasplantasla absorben directamente y realizan lafotosntesis, losherbvorosabsorben indirectamente una pequea cantidad de esta energa comiendo las plantas, y los carnvorosabsorben indirectamente una cantidad ms pequea comiendo a los herbvoros.As pues, la mayora de lasfuentes de energausadas por el hombre derivan indirectamente del Sol. Loscombustibles fsilespreservan energa solar capturada hace millones de aos mediante la fotosntesis. La energahidroelctricausa la energa potencial delaguaque, a travs delciclo hidrolgico, pasa por los tres estados fsicos de la materia (evaporacin del agua ocenica, condensacin, precipitacin y escurrimiento oescorrenta), con lo que se puede aprovechar dicha fuente de energa mediante represas y saltos de agua. La energa elica es otra forma de aprovechamiento de la radiacin solar, ya que sta, al calentar con diferente intensidad distintas zonas de la superficie terrestre, da origen a losvientos, que pueden ser utilizados para generar electricidad, mover embarcaciones, bombear las aguas subterrneas y otros muchos usos.EFECTOS SOBRE LA SALUD

La exposicin exagerada a la radiacin solar puede ser perjudicial para lasalud. Esto est agravado por el aumento de la expectativa de vida humana, que est llevando a toda la poblacin mundial a permanecer ms tiempo expuesto a las radiaciones solares, lo que aumenta el riesgo de desarrollarcncer de piel.La radiacin ultravioleta es emitida por el Sol en longitudes de onda que van aproximadamente desde los 150nm(1500 ), hasta los 400 nm (4000 ), en las formas UV-A, UV-B y UV-C, pero a causa de la absorcin por parte de la atmsfera terrestre, el 99% de los rayos ultravioletas que llegan a la superficie de la Tierra son del tipo UV-A. Ello nos libra de laradiacin ultravioletams peligrosa para la salud. La atmsfera ejerce una fuerte absorcin que impide que la atraviese toda radiacin con longitud de onda inferior a 290m (2900 ). La radiacin UV-C no llega a la tierra porque es absorbida por el oxgeno y el ozono de la atmsfera, por lo tanto no produce dao. La radiacin UV-B es parcialmente absorbida por el ozono y llega a la superficie de la tierra, produciendo dao en lapiel. Ello se ve agravado por elagujero de ozonoque se produce en los polos del planeta.DIRECCIN DE INCIDENCIA DE LA IRRADIACIN SOLAREl estudio de la direccin con la cual incide la irradiacin solar sobre los cuerpos situados en lasuperficie terrestrees de especial importancia cuando se desea conocer su comportamiento al ser reflejada. La direccin en que el rayo salga reflejado depender de la incidente.Con tal fin se establece un modelo que distingue entredos componentes de la irradiacinincidente sobre un punto: la irradiacin solar directa y la irradiacin solar difusa. Irradiacin Solar Directaes aquella que llega al cuerpo desde la direccin del Sol. Irradiacin Solar Difusaes aquella cuya direccin ha sido modificada por diversas circunstancias (densidad atmosfrica, partculas u objetos con los que choca, remisiones de cuerpos, etc.). Por sus caractersticas, estaluzse considera venida de todas direcciones. En un da nublado, por ejemplo, slo tenemos radiacin difusa.La suma de ambases la irradiacin total(o global) incidente. La superficie del planeta est expuesta a la radiacin proveniente del Sol. La tasa de irradiacin depende en cada instante del ngulo que forman la normal a la superficie en el punto considerado y la direccin de incidencia de los rayos solares. Por supuesto, dada la lejana del Sol respecto de nuestro planeta podemos suponer, con muy buena aproximacin, que los rayos del Sol inciden esencialmente paralelos sobre elplaneta. No obstante, en cada punto del mismo, localmente considerado, la inclinacin de la superficie respecto a dichos rayos depende de lalatitudy de la hora deldapara una cierta localizacin enlongitud. Dicha inclinacin puede definirse a travs delnguloque forman elvector normala la superficie en dicho punto y el vector paralelo a la direccin de incidencia de la radiacin solar.Debemos evitar la exposicin prolongada al sol, puesto que esta representa una agresin contra la piel que puede producir el envejecimiento de la misma, la aparicin de manchas o arrugas y es la responsable de la aparicin de melanomas o cnceres de piel. Una exposicin moderada al sol, especialmente los primeros das una proteccin del sol con la ropa adecuada, o el uso de cremas solares son la mejor prevencin contra quemaduras producidas por el sol.

RADIACIN SOLAR EN EL PLANETA TIERRALa mayor parte de la energa que llega a nuestro planeta procede del Sol. El Sol emite energa en forma de radiacin electromagntica. Estas radiaciones se distinguen por sus diferentes longitudes de onda. Algunas, como lasondas de radio, llegan a tener longitudes de onda de kilmetros, mientras que las ms energticas, como losrayos Xo las radiaciones gamma, tienen longitudes de onda de milsimas de nanmetro.La radiacin en el Sol es de 63.450.720 W/m. La energa que llega al exterior de la atmsfera terrestre sobre una superficie perpendicular a los rayos solares lo hace en una cantidad fija, llamadaconstante solar(1353 W/m segn la NASA) variable durante el ao un3% a causa de la elipticidad de larbita terrestre.1Esta energa es una mezcla de radiaciones de longitudes de onda entre 200 y 4000 nm, que se distingue entre radiacin ultravioleta, luz visible y radiacin infrarroja.RADIACIN ULTRAVIOLETAEs la radiacin de menor longitud de onda (360m),la cual lleva mucha energa e interfiere con los enlaces moleculares. Especialmente las de menos de 300m, que pueden alterar las molculas de ADN, muy importantes para la vida. Estas ondas son absorbidas por la parte alta de la atmsfera, especialmente por la capa de ozono.Es importante protegerse de este tipo de radiacin, ya que por su accin sobre el ADN est asociada con el cncer de piel. Slo las nubes tipo cmulos de gran desarrollo vertical atenan stas radiaciones prcticamente a cero. El resto de las formaciones, tales como cirrus, estratos y cmulos de poco desarrollo vertical, no las atenan, por lo que es importante la proteccin an en das nublados. Es importante tener especial cuidado cuando se desarrollan nubes cmulos, ya que stas pueden llegar a actuar como espejos y difusores e incrementar las intensidades de los rayos ultravioleta y, por consiguiente, el riesgo solar. Algunas nubes tenues pueden tener el efecto de lupa.

RADIACIN VISIBLELa radiacin correspondiente a la zona visible cuya longitud de onda est entre 360 nm (violeta) y 760 nm (rojo), por la energa que lleva, tiene gran influencia en los seres vivos. La luz visible atraviesa con bastante eficacia la atmsfera limpia, pero cuando hay nubes o masas de polvo, parte de ella es absorbida o reflejada.RADIACIN INFRARROJALa radiacin infrarroja de ms de 760 nm es la que corresponde a longitudes de onda ms largas, y lleva poca energa asociada. Su efecto aumenta la agitacin de las molculas, provocando el aumento de la temperatura. El CO2, el vapor de agua y las pequeas gotas de agua que forman las nubes absorben con mucha intensidad las radiaciones infrarrojas.La atmsfera se desempea como un filtro, ya que mediante sus diferentes capas distribuye la energa solar para que a la superficie terrestre slo llegue una pequea parte de esa energa. La parte externa de la atmsfera absorbe parte de las radiaciones, reflejando el resto directamente al espacio exterior, mientras que