Radiación solar

¿Qué es la radiación solar?

La radiación solar es la energía electromagnética emitida por el Sol, que abarca una amplia gama de longitudes de onda, desde el ultravioleta y el infrarrojo invisibles hasta la luz visible, y que constituye la principal fuerza motriz del clima terrestre, los ecosistemas y muchas actividades humanas.

¿De qué está hecha la radiación solar?

La radiación solar se compone de diferentes tipos de ondas electromagnéticas, cada una definida por su longitud de onda y su nivel de energía. Los tres tipos más relevantes para la vida en la Tierra son la radiación ultravioleta (UV), la luz visible y la radiación infrarroja (IR).

Radiación ultravioleta (UV)

La radiación UV tiene longitudes de onda más cortas y mayor energía que la luz visible. Se divide en tres tipos:

  • UVA: Penetra profundamente en la piel y es la radiación UV más abundante que llega a la superficie terrestre.
  • UVB: Parcialmente absorbida por la capa de ozono. Favorece la producción de vitamina D, pero también puede provocar quemaduras solares y daños en el ADN.
  • UVC: la forma más energética, pero es absorbida casi totalmente por la atmósfera y rara vez llega al suelo.

Aunque la radiación ultravioleta representa una pequeña parte de la radiación solar total, desempeña un papel fundamental en la salud humana, los procesos ecológicos y la química atmosférica.

Luz visible

Es la gama de radiaciones solares que pueden detectar nuestros ojos y que abarca los colores del violeta al rojo. La luz visible potencia la fotosíntesis, el proceso por el que las plantas producen alimentos y oxígeno, constituyendo la base de casi todas las cadenas alimentarias. También permite la visión y contribuye al calentamiento de las superficies sobre las que incide.

Radiación infrarroja (IR)

La radiación IR tiene longitudes de onda más largas que la luz visible y se experimenta como calor. Desempeña un papel fundamental en el calentamiento de la superficie y la atmósfera de la Tierra, especialmente a través de la absorción y reemisión por gases de efecto invernadero como el dióxido de carbono, el metano y el vapor de agua. Esto contribuye significativamente al equilibrio energético de la Tierra y mantiene las temperaturas habitables del planeta.

¿En qué se diferencia la radiación solar de la luz solar y la insolación?

Es importante distinguir entre radiación solar y términos afines:

  • La luz solar se refiere específicamente a la radiación solar que llega a la superficie de la Tierra. Incluye una mezcla de luz visible, algo de UV y algo de IR. Por tanto, aunque toda la luz solar es radiación solar, no toda la radiación solar llega al suelo.
  • La insolación es la cantidad de energía solar recibida por un área específica durante un periodo determinado, a menudo expresada en vatios por metro cuadrado (W/m²). Este término es especialmente útil en estudios científicos y en la planificación de la energía solar.

¿Cómo afecta la atmósfera terrestre a la radiación solar?

A medida que la radiación solar viaja a través de la atmósfera, sufre varias interacciones que determinan cuánta y qué tipo de energía llega finalmente a la superficie.

Absorción

Algunos gases atmosféricos absorben determinadas longitudes de onda. Por ejemplo:

  • El ozono absorbe la mayor parte de los rayos UVB y casi todos los UVC, protegiendo a los organismos vivos de las radiaciones nocivas.
  • El vapor de agua y el dióxido de carbono absorben la radiación infrarroja, ayudando a retener el calor y a mantener la temperatura de la Tierra.

Dispersión

Las moléculas y las partículas diminutas (aerosoles) dispersan la luz solar, especialmente las longitudes de onda azules más cortas. La dispersión reduce la intensidad de la luz solar directa, pero aumenta la luz difusa, que sigue contribuyendo a la iluminación total.

Reflexión

Las superficies como las nubes, la nieve, el hielo y los desiertos reflejan la radiación solar entrante y la devuelven al espacio. El porcentaje reflejado se denomina albedo:

  • Alto albedo: Nieve y hielo (reflejan el 80-90%)
  • Bajo albedo: Bosques y océanos (reflejan un 10-20%)

El albedo desempeña un papel clave en el sistema climático de la Tierra, ya que afecta a la cantidad de energía que se absorbe frente a la que se refleja.

¿Qué influye en la cantidad de radiación solar que llega a la superficie?

Varios factores influyen en la intensidad y disponibilidad de la radiación solar en cualquier lugar:

  • La hora del día: La radiación es más intensa al mediodía solar, cuando el Sol está más alto en el cielo.
  • La latitud: Las regiones ecuatoriales reciben una radiación solar más constante y directa durante todo el año. Las regiones polares reciben menos debido a los bajos ángulos del Sol y a los largos periodos de oscuridad en invierno.
  • Las estaciones: La inclinación axial de la Tierra provoca cambios estacionales. En verano, el Sol está más alto en el cielo y los días son más largos, lo que aumenta la exposición solar.
  • Nubosidad: Las nubes bloquean o dispersan la luz solar, reduciendo la radiación directa. Sin embargo, parte de la radiación difusa sigue llegando al suelo.
  • Elevación: Las mayores altitudes reciben una radiación más intensa debido a la menor densidad de la atmósfera y a su menor absorción.

¿Cómo se mide la radiación solar?

La medición precisa de la radiación solar es crucial para la climatología, la agricultura y los sistemas de energía solar. Se utilizan varios instrumentos:

  • Piranómetros: Miden la radiación solar total (directa + difusa) sobre una superficie plana.
  • Pirheliómetros: Miden la radiación directa del Sol.
  • Radiómetros: Miden tipos específicos de radiación, como la UV o la IR.
  • Satélites: Observan la radiación solar a escala mundial y apoyan la modelización del clima.

Las medidas suelen expresarse en:

  • W/m² (vatios por metro cuadrado): Indica la potencia instantánea, es decir, cuánta energía incide sobre una superficie en un momento dado.
  • kWh/m²/día (kilovatios-hora por metro cuadrado y día): Representa la energía total recibida en un día, útil para la planificación energética.

¿Cómo afecta la radiación solar a los sistemas terrestres?

La radiación solar es la principal fuente de energía para el clima, el tiempo y los ecosistemas de la Tierra.

Clima y tiempo

El calentamiento desigual de la superficie terrestre crea gradientes de temperatura que generan vientocorrientes oceánicas y convección. La energía solar impulsa el ciclo del agua provocando la evaporación, la formación de nubes y las precipitaciones. Las variaciones estacionales y geográficas del aporte solar explican los patrones meteorológicos, como los monzones y El Niño El Niño.

Equilibrio energético de la Tierra

La radiación solar es absorbida por la Tierra y reemitida en forma de radiación infrarroja. Los gases de efecto invernadero atrapan parte de este calor, manteniendo un clima estable. Este efecto invernadero natural mantiene la temperatura media de la Tierra muy por encima del punto de congelación y sustenta una gran variedad de formas de vida. Sin él, el planeta sería inhóspitamente frío.

¿Cómo afecta la radiación solar a la vida en la Tierra?

La radiación solar determina la salud y el comportamiento de los seres humanos, las plantas y los animales.

Salud humana

  • Beneficios:
    • Los rayos UVB permiten a la piel producir vitamina D, importante para la resistencia ósea y la función inmunitaria.
    • La luz visible regula los ritmos circadianos, influyendo en el sueño y el estado de ánimo.
  • Riesgos:
    • La exposición excesiva a los rayos UV provoca quemaduras solares, envejecimiento de la piel, daños oculares (por ejemplo, cataratas) y aumenta el riesgo de cáncer de piel.
    • La radiación UV está clasificada como carcinógeno del grupo 1 por la Organización Mundial de la Salud (OMS).

La protección incluye crema solar, gafas de sol que bloqueen los rayos UV, ropa protectora y buscar la sombra durante las horas de más sol.

Ecosistemas y agricultura

La radiación solar sustenta los ecosistemas principalmente a través de la fotosíntesis, en la que las plantas convierten la luz en energía química, formando la base de las redes tróficas.

En la agricultura influye la luz solar:

  • Tasas de crecimiento y biomasa
  • El fotoperiodo, que afecta a la floración y la fructificación
  • Calidad y rendimiento de los cultivos

Muy poca luz reduce la productividad, mientras que demasiada puede provocar fotoinhibición o quemaduras solares en hojas y frutos. Los agricultores gestionan la exposición mediante el espaciado, el sombreado y, a veces, la iluminación artificial para optimizar el rendimiento.

Comprender el impacto de la radiación solar

La radiación solar es algo más que el calor que sentimos en un día soleado: es el motor de la vida, el clima y los sistemas energéticos de la Tierra. Impulsa el ciclo del agua, potencia la fotosíntesis y mantiene un clima habitable. Influye en todo, desde el rendimiento de las cosechas hasta la salud humana, y ofrece un vasto recurso energético renovable para el futuro.

Ante retos como el cambio climático, la transición energética y la seguridad alimentaria, comprender y gestionar la radiación solar es cada vez más importante. Aprovechar su poder de forma inteligente puede ayudarnos a construir un planeta más sostenible, resiliente y capaz de sustentar la vida.

Publicado:

28 de julio de 2025

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