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Radiación ultravioleta e índice UV - Meteo Navarra

Radiación ultravioleta e índice UV


Nuestros ojos perciben sólo una parte de la radiación electromagnética emitida por el sol, la que está en el llamado espectro visible, en el rango de longitudes de onda que va de 400 a 700 nm. Sin embargo el sol emite energía dentro de una gran gama de longitudes de onda. Parte de esta radiación es la radiación ultravioleta o UV.

La radiación ultravioleta es una radiación electromagnética de longitud de onda más corta que la radiación visible, pero más larga que los rayos X. Aproximadamente el 5% de la energía del Sol se emite en forma de radiación ultravioleta. Ésta puede resultar nociva para los seres vivos, por lo que el control de estos niveles de radiación solar es muy importante de cara al desarrollo de actividades al aire libre.
 

En lo que se refiere a los seres humanos, los rayos ultravioleta son los causantes del bronceado, pero en altas dosis pueden provocar también la aparición de patologías oculares y daños en la piel como envejecimiento prematuro, arrugas, quemaduras y cánceres de piel. De hecho el bronceado, la producción de melanina, no es sino la reacción de defensa natural de nuestra piel contra los efectos nocivos de los UV.

El riesgo a la sobreexposición de la radiación UV ha aumentado en los últimos años debido a la disminución del ozono estratosférico, que actúa como filtro contra esta radiación.

El índice ultravioleta o índice UV es una predicción de la cantidad de daño a la piel provocada por las radiaciones UV cuando el sol se encuentra en su posición más alta en el cielo, y con un cielo despejado. Depende de la latitud del lugar, del día del año, de la cantidad de ozono en la columna atmosférica, de la elevación sobre el nivel del mar y de la turbiedad atmosférica.

También es posible obtener el valor del índice UV en un momento determinado del día, y mediante un sensor especial. En este caso su valor dependerá también de la hora del día y de la cobertura nubosa del momento.

Este índice permite conocer el tiempo máximo de exposición al sol sin quemarse para los cuatro tipos de personas definidos, según su color de pelo y piel.

Cálculo del índice UV

Dentro del intervalo ultravioleta se han diferenciado tres zonas, A, B y C, de menor a mayor energía, ya que sus efectos sobre los seres vivos son muy diferentes:

Radiación UV-A:   La radiación de tipo A (UV-A) es la más próxima al espectro de radiación visible, la de mayor longitud de onda de las tres. Comprende el intervalo de longitudes de onda entre λ=400 nm y λ=320 nm, y es la que produce el bronceado. Es muy poco absorbida por la atmósfera. Al ser poco energética, persenta menor peligro que el resto de UV, aunque también puede provocar el envejecimiento prematuro de la piel.
Radiación UV-B:   La radiación de tipo B (UV-B) es la región intermedia del espectro ultravioleta, entre λ =320 nm y λ=280 nm de longitud de onda. Es parcialmente absorbida por el ozono, y pequeños aumentos en las dosis recibidas pueden provocar daños en los ojos y en la piel, eritemas solares (enrojecimientos de la piel) desde leves hasta quemaduras severas. La sobreexposición durante años a esta radiación además de causar el envejecimiento prematuro de la piel, puede provocar cánceres cutáneos.
Radiación UV-C:   La radiación de tipo C (UV-C) es la más energética y la más dañina de las tres, pero no llega a la superficie de la Tierra ya que es absorbida por la capa de ozono de la estratosfera. Abarca la zona del espectro comprendida entre λ =280 nm y λ =200 nm.

Por tanto el intervalo espectral de longitudes de onda que tiene efecto sobre los seres vivos está entre 280 nm (UV de menor longitud de onda son absorbidos por la atmósfera) y 400 nm (límite con el espectro visible).

Irradiancia eritemática:

Eritema es el enrojecimiento causado en la piel por el sol. La irradiancia eritemática expresa los efectos eritemáticos de la radiación solar. Tiene en cuenta tanto la curva espectral de radiación solar (entre longitudes de onda de 280 y 400) incidente en el suelo, como la respuesta de la piel humana a la radiación UV incidente en la misma. Esta respuesta está modulada por un coeficiente de acción eritemática ε(λ), establecido por McKinlay y Diffey, que es máximo a partir de los 0.280 µm y que va decreciendo conforme aumenta la longitud de onda, como se ve en la siguiente gráfica:
El espectro de acción eritemática es una curva de efectos sobre los seres vivos, por lo que la magnitud representada no tiene unidades físicas. Se ha tomado como unidad de efectividad el valor correspondiente a 0,300 µm ya que es la zona donde se registra el máximo poder eritemático de la radiación ultravioleta.

El poder eritemático total de la radiación o irradiancia eritemática se calcula como la integral de irradiancia espectral total ponderada por el coeficiente de acción eritemático:

Eeritem = ∫ I (λ) * ε(λ) dλ


donde Eeritem es la irradiancia eritemática y I(λ) es la irradiancia solar global a la longitud de onda λ a nivel de la superficie y ε(λ) es el coeficiente de acción eritemática.

El índice ultravioleta UVI es un parámetro adimensional que se calcula multiplicando la irradiancia eritemática por una constante ker:

UVI = ker * ∫ I (λ) * ε(λ) dλ


donde I(λ) es la irradiancia solar espectral ultravioleta expresada en W/m2 a la longitud de onda λ, ε(λ) es el espectro de acción eritemática y ker es una constante igual a 40 m2/W.

La integral tiene como límite inferior 290 mn, por debajo del cual toda la radiación es absorbida antes de llegar a la superficie de la Tierra, y el límite superior (400 nm) constituye la longitud de onda frontera entre el UV-A y el espectro visible.

 
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