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Todo el Calor procede del Sol. Sepamos cómo se transmite.

Creada13-04-2002
Modificada01-07-2014
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Febrero2

El origen del calor

Todo el calor que recibimos en la Tierra tiene su origen en el Sol.

Cada segundo, millones de toneladas de gas hidrógeno se fusionan para formar helio. Cuatro átomos de hidrógeno se funden y forman uno de helio. Pero el helio pesa algo menos que los cuatro átomos de hidrógeno, la masa sobrante se convierte en energía que es emitida por el Sol en todas direcciones. Esta energía toma la forma de ondas de muy distintas frecuencias, las ondas de luz visible apenas representan un pequeño porcentaje de la energía desprendida por el Sol. El resto son infrarrojos, ultravioletas, ondas de radio, rayos X y Gamma, etc.

El Sol nos transmite luz y calor en forma de radiaciones a través de ciento cincuenta millones de kilómetros de espacio vacío. Cuando esas radiaciones llegan a la atmósfera encuentran su primer obstáculo.

La atmósfera es casi transparente, pero no lo es por igual a todas las radiaciones. La luz visible puede atravesar la atmósfera perdiendo apenas un dos o tres por ciento de su intensidad (salvo cuando hay nubes). Pero la atmósfera es mucho más opaca a las radiaciones caloríficas.

De todo el calor recibido por la atmósfera, menos de la mitad consigue llegar a la superficie de la Tierra. El resto es reflejado hacia el espacio.

Y si tomamos las medidas al amanecer o al atardecer, cuando las radiaciones solares tienen que atravesar muchos más kilómetros de aire, la cantidad de calor recibida del Sol es mínima.

Transmisión y efectos del calor

Hemos visto que el calor se transmite hasta la Tierra, a través de 150 millones de Km.

La forma en que se transmite desde el Sol hasta la Tierra es por Radiación.

Una vez llegadas a la superficie de la tierra, las radiaciones luminosas y caloríficas chocan con objetos (piedras, plantas, agua) y dependiendo del tipo de objeto que se trate tendrán un comportamiento distinto. 

El calor caído sobre las plantas es absorbido en gran parte. Eso eleva la temperatura de los tejidos de las plantas y favorece las reacciones químicas de la vida convirtiendo el calor en energía química. Un exceso de calor podría perjudicar a las plantas, pero a lo largo de millones de años las plantas se han adaptado a la cantidad de calor que reciben de forma natural. Las plantas que necesitan más cantidad de calor solo sobreviven en zonas tropicales. Las plantas que necesitan menos calor solo habitan en países boreales. 

El calor caído sobre el agua y el hielo es reflejado en gran parte a la atmósfera, en la que se perderá otra parte de calor y del restante una parte escapará al espacio mientras que otra cantidad, muy inferior a la original, rebotará en la atmósfera para volver hacia la superficie. En cada rebote una cantidad importante vuelve a perderse en el espacio pero en su camino la atmósfera ha sufrido un calentamiento. Esto ocurre así desde hace miles de millones de años y toda la vida, toda la naturaleza, está adaptada a ello.

El calor caído sobre arena y rocas es absorbido en un porcentaje muy grande haciendo que la roca se caliente. Una vez calientes, las rocas emiten radiaciones de calor, del mismo tipo que las radiaciones solares, pero con menor intensidad.

Mientras más caliente esté la roca mayor será la cantidad de radiaciones que emita, así que una piedra que empieza a recibir radiaciones térmicas también empieza a emitirlas, pero en menor cantidad. La diferencia hace que la piedra se siga calentando y mientras más se calienta más radiaciones emite, hasta que llega un punto en que las radiaciones emitidas se equilibran con las recibidas. En ese momento la roca deja de calentarse. Ha alcanzado su temperatura de equilibrio con la radiación que está recibiendo del Sol.

Al ponerse el Sol, la roca deja de recibir calor, pero al estar aún caliente sigue emitiéndolo.

Conforme se va enfriando emitirá cada vez menos radiaciones térmicas, así hasta que su temperatura alcance la misma temperatura del ambiente. Si la roca es pequeña, tardará poco rato en igualar su temperatura con el ambiente. Si la roca es grande tardará más tiempo.

De hecho, aunque pudiera parecer lo contrario, incluso cuando una roca está fría emite radiaciones caloríficas, pero si la roca está en un paisaje cualquiera, también el paisaje (las rocas vecinas, las plantas, los animales cercanos) emiten radiaciones, unos cuerpos en más cantidad, otros en menos, y la roca recibe radiaciones de ese paisaje, y emite radiaciones hacia el paisaje, por eso al final se produce un equilibrio en el punto en que la roca alcanza la misma temperatura que el paisaje en el que está inmerso.

La luz visible actúa de una forma distinta al calor. Para la luz visible el aire es casi transparente y la diferencia de la intensidad de luz al amanecer y al mediodía es escasa. También el agua es bastante transparente a la luz, aunque debido a la naturaleza ondulatoria de la misma una parte de la luz se refleja en la superficie del agua de ríos y mares y, volviendo a atravesar la atmósfera se pierde en el espacio. Aquí no hay rebotes en las capas altas, tal como con el calor. Un rayo de luz reflejado en el agua o en un espejo se pierde en el espacio.

Pero la mayor parte de la luz que penetra en el agua se convierte en calor, y eso hace que el agua se caliente.

Al caer sobre una planta, parte de las radiaciones (principalmente las verdes) son reflejadas en forma de luz. El resto son absorbidas por la planta y mediante el proceso de la fotosíntesis convertida en energía química.

Pero al caer sobre una roca, su comportamiento es distinto. Tal como en cualquier otro objeto una parte de la luz será reflejada. La frecuencia de las ondas de luz reflejada son las que determinarán el color del objeto en cuestión. De hecho, si vemos un objeto de color rojo es porque refleja las radiaciones de color rojo.

El resto de las radiaciones son absorbidas por la roca, pero aquí no hay procesos químicos ni fotosintéticos, ¿qué ocurre entonces?. Sencillamente, la luz absorbida por la roca se convierte en calor, la roca se calienta y aumenta su emisión de radiación.

Esta radiación puede rebotar hacia otros objetos o hacia la atmósfera siguiendo el camino que habitualmente siguen las radiaciones caloríficas que llegan desde el Sol.

La segunda forma en que el calor se transmite de unos cuerpos a otros es por conducción, por contacto. Cuando una roca recibe radiaciones de calor, en realidad solo recibe calor en su superficie, pero la energía calorífica se va transmitiendo desde los átomos de la superficie a los átomos del interior, hasta llegar al centro de la roca e incluso hasta el extremo opuesto, que también se calienta a pesar de no estar recibiendo calor del Sol.

Hay una tercera forma de transmitirse el calor: por convección. Consiste en que los átomos de la superficie de la roca calientan por conducción los átomos de aire que están en contacto con ella. Al calentarse, el aire tiende a ascender y en su ascenso entra en contacto con otros cuerpos calentándolos.

Esta es una forma de transmisión de calor menos eficiente pero bastante usada durante algún tiempo en que se puso de moda en los hogares. Hoy en día se recomienda más el uso de radiadores, que dan un calor más sano, aunque se ha dado el caso de personas que, por desconocimiento cubren el radiador con un "cubreradiadores" una bonita celosía de madera que sirve para tapar la fealdad del radiador. En realidad, al cubrir un radiador, la celosía obstruye las radiaciones caloríficas calentándose solo el aire del interior y convirtiéndose en un simple convector de aire, que como no ha sido diseñado para ello, resulta ser un convector pésimo.

Si tienes un radiador, deje que te caliente por radiación, no lo conviertas en un mal convector con un cubreradiadores, por muy bonito que sea.

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