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RADIACION SOLAR

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todo sobre radiacion solar en la tierra como en el ser humano

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    RADIACION SOLAR RADIACION SOLAR Presentation Transcript

    • DEFINICIÓN: Se le llama al conjunto de radiaciones electromagnéticas emitidas por el Sol. El Sol se comporta como un cuerpo negro (es un objeto que absorbe toda la luz y toda la energía) según la ley de Planck emite una temperatura de unos 6000 K. La radiación solar se distribuye desde el infrarrojo hasta el ultravioleta. La magnitud que mide la radiación solar que llega a la Tierra es la irradiancia que mide la energía que, por unidad de tiempo y área, alcanza a la Tierra. Su unidad es el W/m² (vatio por metro cuadrado).
    • Figura 5. Espectro electromagnético de la radiación solar. Figura 6. Energía radiada por el sol y la tierra
    • GENERACION DELA RADIACION SOLAR El Sol es la estrella más cercana a la Tierra y está catalogada como una estrella enana amarilla. Sus regiones interiores producen temperaturas amarilla de unos 20 millones de grados necesarios para producir las reacciones nucleares que producen su energía. La capa más externa que es la que produce casi toda la radiación observada se llama fotosfera y tiene una temperatura de unos 6000 K. Tiene sólo una anchura de entre 200 y 300 km. Después el sigue la cromosfera y finalmente la corona La superficie de la fotosfera tiene gránulos brillantes producidos por las células de convección de allí se originan manchas solares, fáculas, protuberancias solares, etc. Estas tienen diferentes profundidades, acompañados siempre de emisión de energía que se incorpora a la principal emisión de la fotosfera. A cortas longitudes de onda son emisiones de rayos X y a largas longitudes son los fenómenos nombrados
    • DISTRIBUCIÓN ESPECTRAL DE LA RADIACIÓN SOLAR DATOS SOBRE SOL La aplicación de la Ley de Planck al Sol con una temperatura superficial de unos 6000 K nos lleva a que el 99% de la radiación emitida está entre las longitudes de onda 0,15 μm Como 1 angstrom (1 Å= 10-10 ) resulta que el Sol emite en un rango de 1500 Å hasta 40000 Å. La radiación ultravioleta u ondas cortas iría desde los 1500 Å a los 4000 Å y la radiación infrarroja u ondas largas desde las 0,74 micras a 4 micras. DATOS SOBRE TIERRA La atmósfera de la Tierra tiene filtro que hace inobservable radiaciones de longitud de onda inferior a las 0,29 micras por la del ozono y oxígeno. Ello nos libra de la radiación ultravioleta más oxígeno peligrosa para la salud. La atmósfera es insignificante a toda radiación infrarroja de longitud de onda superior a los 24 micras, ello no afecta a la radiación solar pero sí a la energía emitida por la Tierra que llega hasta las 40 micras y que es absorbida. A este efecto se conoce como efecto invernadero. Mucha de la energía proveniente del Sol nos llega en la forma de radiación de onda cort que pasa a través de la atmósfera. La a superficie de la Tierra re-irradia esa energía en longitudes de onda más larga, tales como el infrarrojo, que son atrapadas por los gases de invernadero, principalmente vapor de agua, bióxido de carbono y metano.
    • EFECTOS DE LA RADIACIÓN SOLAR SOBRE LOS GASES ATMOSFÉRICOS La energía solar tiene longitudes de onda entre 0,15 micras y 4 micras por lo que puede ionizar un átomo, excitar electrones, disociar una molécula o hacerla vibrar. La energía térmica de la Tierra (radiación infrarroja) se extiende desde 3 micras a 80 micras por lo que sólo puede hacer vibrar o rotar moléculas. Medir la radiación solar es importante para aplicaciones, en el sector de la agricultura, ingeniería, entre otros, Tambien el monitoreo del crecimiento agricultura de plantas, análisis de la evaporación e irrigación, arquitectura y diseño de edificios, generación de electricidad, diseño y uso de sistemas de calentamiento solar, modelos de predicción del tiempo y el clima, y muchas otras aplicaciones más.
    • LOS BENEFICIOS DE LA RADIACIÓN  Estimula la síntesis de vitamina D (la cual previene el raquitismo y la osteoporosis).  Favorece la circulación sanguínea.  Actúa en el tratamiento de algunas dermatosis.  en algunos casos estimula la síntesis de los neurotransmisores cerebrales responsables del estado anímico. La exposición exagerada a la radiación solar puede ser perjudicial para la salud. Esto está agravado por el aumento de la expectativa de vida humana, que está llevando a toda la población mundial, a permanecer más tiempo expuesto a las radiaciones solares, con el riesgo mayor de cáncer de piel. La radiación ultravioleta, es emitida por el Sol en longitudes de onda van aproximadamente desde los 150 nm (1500 Å), hasta los 400 nm (4000 Å), en las formas UV-A, UV-B y UV-C
    • LEYES DE RADIACIÓN Para entender mejor cómo la energía radiante del Sol interactúa con la atmósfera de la tierra y su superficie, se deben conocer las leyes básicas de radiación, que son las siguientes: 1.-Todos los objetos con temperatura mayor a 0°K emiten energía radiante, por ejemplo: el Sol, la Tierra, la atmósfera, las Todos radiant personas, etc. 2.-Los objetos con mayor temperatura radian más energía total por unidad de área que los objetos más fríos . Por ejemplo, el Sol con una temperatura media de 5.800K en su superficie emite aproximadamente 64 millones W/m2, 165.000 veces más energía que la Tierra (la cual emite cerca de 390 W/m2) con una temperatura media en superficie de 288K= 15ºC, cifra obtenida al utilizar la ley de Stefan-Boltzmann relacionando estas temperaturas (5.800/288) elevadas a la cuarta potencia. 3.-Los cuerpos con mayor temperatura emiten un máximo de radiación en longitudes de ondas, más cortas. Por ejemplo, el Los ondas, cortas máximo de energía radiante del Sol se produce en l~0,5 µm, mientras que para la Tierra en l~10 µm. Figura 4. Distribución Espectral de la energía radiada a partir de cuerpos negros a diferentes temperaturas
    • INSTRUMENTOS DE MEDIDA Son utilizados en el área de meteorología. Se mide con los llamados radiómetros que inciden de forma directa. Los radiómetros solares como los piranómetros o solarímetros y los pirheliómetros, pueden servir para medir la radiación solar incidente global (directa más difusa), la directa (procedente del rayo solar), la difusa, la neta y el brillo solar. 1. Piranómetro: es el instrumento más usado en la medición de la radiación solar. Mide la radiación semiesférica directa y difusa (global) que se mide sobre una superficie horizontal en un ángulo de 180 grados, obtenida a través de la diferencia de calentamiento de dos sectores pintados alternativamente de blanco y negro en un pequeño disco plano. Cuando hay radiación solar, los sectores negros se vuelven más cálidos que los blancos. B.Piranómetro espectral de precisión (PSP) C. Para medir la radiación UV A. Piranómetro Blanco y Negro
    • 2. Pirheliómetros: son instrumentos usados para la medición de la radiación solar directa. Esto se consigue colocando el sensor normalmente en el foco solar, bien manualmente o bien sobre un montaje ecuatorial Pirheliómetro de cavidad Absoluta, 3.-pirheliógrafo, el cual se utiliza para registrar la radiación solar directa. Este instrumento (semejante a como mide el pirheliómetro) registra la radiación que proviene de un ángulo sólido pequeño y que incide en una superficie plana normal al eje de este ángulo.
    • TIPOS DE RADIACIONES UV UV-A entre 315 y 400 nm UV-B entre 280 y 315 nm UV-C entre 100 y 280 nm La radiación UV-A es la forma menos dañina de la radiación ultravioleta y es la que llega a la Tierra en mayores cantidades. Los rayos UV-A penetran en el tejido conectivo y son la causa fundamental de la inmunosupresión y las lesiones crónicas inducidas por la luz, como el envejecimiento prematuro de la piel. La radiación UV-B, que llega a la superficie de la Tierra es potencialmente dañina, UV-B ya que reduce el crecimiento de las plantas y la exposición humana prolongada a este tipo de radiación puede causar daños a la salud, como: cataratas (producidas cuando el cristalino, el cual enfoca la luz hacia la retina, se nubla); reacciones inflamatorias del ojo; este tipo de radiación es absorbida por el ADN dérmico penetrando en las capas celulares más profundas de la epidermis, causando daños en la piel tan leves como una simple quemadura (eritema solar) ( INTRO: El Sol emite una gran cantidad de energía a la Tierra, de la cual Espectro electromagnético sólo un 7% corresponde a la radiación ultravioleta (UV). Esta radiación ultravioleta (UV) es una forma de energía radiante invisible que cubre las de la radiación solar longitudes de onda entre los 100 y los 400 nanómetros y usualmente es clasificada en tres categorías
    • B. Eritemas A. Quemaduras de piel C. Manchas D. Arrugas
    • Los rayos UV-C son la forma más dañina de toda la gama de rayos ultravioleta porque es muy energética, pero esta radiación es absorbida por el oxígeno y el ozono en la estratosfera y nunca llega a la superficie terrestre. Algunos comportamientos de las personas (que perciben en el bronceado un símbolo de atracción y buena salud), como el aumento de las actividades al aire libre y cambio en los hábitos de exposición al sol, son considerados como causas relacionadas al incremento en las tasas de cáncer de piel en décadas recientes. Finalmente, cantidades pequeñas de radiación UV son beneficiosas para personas y esenciales en la producción de la vitamina D. La radiación UV también se utiliza, bajo la supervisión médica, para tratar varias enfermedades. Por ultimo en la imagen inferior vemos como los rayos solares penetran sobre la piel de manera intensa
    • ¿QUÉ HACER FRENTE A LOS EFECTOS DE LA RADIACIÓN UV? Usar bloqueadores solares para la piel con factor de protección de 30 o más Los protectores solares deben colocarse 20 minutos antes de la exposición solar y reaplicarse cada 2 a 6 horas aunque diga que es a prueba de agua. Use ropa protectora cuando se está exponiendo al sol, es decir, camiseta y gorras asi como uso lentes oscuros con protector UV. Las personas que deben cuidarse más a la exposición del sol, son las personas de piel clara tienen más riesgo de sufrir cáncer de piel por la ausencia relativa de pigmentación de la piel., son los mas suceptibles. A contraer quemaduras de 1º grado y cancer de la piel si es te caso consultar al medico •Los bronceadores no protegen; por el contrario, sensibilizan más la piel a la acción de los rayos UV. Si la intención es oscurecer la piel, expóngase al sol durante varios días sin excederse y utilizando protector. •Si después de tomar el sol su piel luce roja considérese insolado aun cuando no sienta dolor. Esa tonalidad obedece a que su piel ya liberó citoquinas (sustancias inflamatorias de este órgano), lo que quiere decir que el ADN de las células cutáneas está expuesto a daños por la radiación UV. En este caso, suspenda por varios días la exposición al sol y aplíquese sustancias hidratantes y antiinflamatorias como geles de aloe vera.
    • Ha to y q pa das ue ¿Qué es el FPS (Factor de so ra p las reco ls mr on rote ed dar po ge ida qu ca rno s e Protección Solar)? s. s de l El FPS es pues un índice que nos indica el tiempo que podemos exponernos al sol sin riesgo de quemaduras. La fórmula del cálculo es: DEM zona protegida ----------------------------------------- FPS= --- DEM zona sin protección Por ejemplo: si una persona puede exponerse al sol el pri er día 10 minutos sin tener enrojecimiento ni m quemaduras, un FPS 15 utilizado adecuadamente la protegerá del sol durante 150 minutos (10x15), aunque no es tan correlativo. TIEMPO DE EXPOSICIÓN SIN RIESGO FPS (en relación a los filtros UVB) Tiempo de exposición sin riesgo Sin protección 20 minutos Factor 8 40 minutos Factor 11 40 minutos Factor 15 5 horas Extremo Más de 6 horas
    • Protectores resistentes al agua Uno de los aspectos de los foto protectores que se debe considerar es la capacidad de quedarse en la piel cuando ésta entra en contacto con un medio húmedo (el agua del mar, de las pi cinas, o el sudor), y esto es s consecuencia directa de su excipiente. Hay dos clasificaciones posibles para los productos resistentes al agua: Water-resistant: cuando el fotoprotector no ha perdido la capacidad protectora (su FPS)y que resiste hasta 40 minutos Waterproof: cuando el fotoprotector actúa durante más de 80 minutos después de entrar en contacto con el agua. La luz UV emitida por las lámparas UVA causa quemaduras y envejecimiento prematuro y potencia el riesgo de desarrollar cáncer cutáneo.* Hay que evitar el uso de cabinas solares salvo que sea por prescripción médica, ya que hay enfermedades cutáneas como la psoriasis para las cuales la radiación UV puede servir de tratamiento. *El deseo de conseguir un bronceado rápido y las exposiciones a este tipo de sistemas de bronceado, potencian los efectos negativos de los rayos UVA.