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LABORATORIO DE FISICA DE LA ATMOSFERA |
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LABORATORIO DE FISICA DE LA ATMOSFERA |
RADIACION ULTRAVIOLETA
Introducción
A comienzo del siglo XIX, Johannes Ritter descubrió que el Sol, además de luz visible, emite una radiación "invisible" de longitud de onda más corta que el azul y el violeta. Esa banda recibió el nombre de "ultravioleta", dividida en tres subregiones:
UV-A, que es la continuación de la radiación visible y es responsable del bronceado de la piel. Su longitud de onda varía entre 400 y 320 nm ( 1 nanómetro nm= 10^-9 m).
UV-B: llega a la Tierra muy atenuada por la capa de ozono. Es llamada también UV biológica, varía entre 280 y 320 nm y es muy peligrosa para la vida en general y, en particular, para la salud humana, en caso de exposiciones prolongadas de la piel y los ojos (cáncer de piel, melanoma, catarata, debilitamiento del sistema inmunológico). Representa sólo el 5% de la UV y el 0.25% de toda la radiación solar que llega a la superficie de la Tierra
UV-C: es en teoría la más peligrosa para el hombre, pero afortunadamente es absorbida totalmente por la atmósfera.
La intensidad de la radiación ultravioleta que llega a la Tierra depende de la hora del día y la época del año (altura del Sol y duración del día), de la latitud (más intensa entre ecuador y trópicos), de la altura (se incrementa con la altura), del espesor de la capa de ozono (a mayor concentración de O3 menor radiación UV-B), del clima (en un día nublado se recibe en general menos radiación que en un día soleado), de la contaminación atmosférica (mayor contaminación, menor radiación), del horizonte (a más amplios horizontes corresponde mayor radiación) y del "albedo", o capacidad reflectiva de la superficie.
Instrumentos del Laboratorio
Desde 1995, en colaboración con el Instituo Nacional de Pesquisas Espaciais del Brasil (INPE ), se mide la intensidad de la radiación ultravioleta en la región de La Paz, con los siguientes instrumentos:
a) Radiómetro Solar Light SL-501 "Biometer", que entrega medidas continuas de UV en unidades MED (1 MED es la intensidad de radiación UV-B que en una hora produce un enrojecimiento - eritema - de la piel "normal", ni muy oscura, ni muy clara). Un MED equivale aproximadamente a 210 J/m2 y su escala es particularmente útil para fines médicos (dermatología). El Solar Light SL-501 en funcionamiento a La Paz es de propiedad del INPE y es parte de la Red de Monitoreo de la radiación ultravioleta liderada por esa institución del Brasil.
b) Espectrofotómetro Brewer #110: según la rutina de operación mide la intensidad de la UV a diferentes horas del día, en la banda que va desde 290 nm hasta 325 nm, con intervalos de 0.5 nm. Por tanto el instrumento entrega medidas de UV-B global y espectral en unidades físicas absolutas o pesadas con curvas de sensibilidad (Mc Kinley-Diffey) para fines dermatológicos y de cálculo del Indice de UV. El Brewer 110 en funcionamiento a La Paz es de propiedad del INPE y es parte de la Red de Monitoreo de la capa de ozono y la radiación ultravioleta liderada por ese instituto del Brasil.
c) Dos Radiómetros YES: para medidas simultáneas en dos localidades diferentes. Este instrumento mide UV-B global en la banda 280-325 nm de manera continua en unidades físicas absolutas.
d) Dos instrumentos espectrales NILUV, fabricados en Noruega por laboratorios científicos universitarios. Miden la UV en 4 longitudes de ondas, importantes también para monitorear la capa de ozono.
Los instrumentos reciben continuamente mantenimiento y tests de calibración.
Principales estudios
1. Intercalibración de los diferentes instrumentos, tema muy delicado que ha merecido ya tres calibraciones internacionales y tests continuos de mantenimiento.
2. Monitoreo de la UV-B en La Paz. Se estudia el comportamiento diario, estacional e anual de la UV-B. En particular se mide el índice de UV-B en La Paz para su difusión por los medios de comunicación radial. La gráfica siguiente muestra el típico compartamiento estacional de la UV-B pesada, medida por el Brewer, que refleja la climatología de La Paz (cielo despejado en invierno y nublado en verano). Traducidos a la escala (0-16) del Índice de UV, en invierno se tiene un promedio de 7 y en verano de 12, con puntas de hasta 15. De hecho los valores máximos y mínimos de UV en días despejados son entre los más elevados del planeta, efecto de la altura, del cielo limpio, de los amplios horizontes y de una capa de ozono muy delgada.
3. UV-B y altura: aprovechando la peculiar posición de La Paz, en una región que en un radio de 10 km, y por tanto con un mismo patrón climático, tiene localidades desde 2500 m hasta 5300 m snm. Los resultados confirman básicamente los valores que se hallan en la literatura de un incremento de la UV-B de 4.8% cada 300 metros. Consecuentemente entre el nivel del mar y la ciudad de La Paz existe, sólo debido a la altura, un incremento de más del 50% en la intensidad de la UV-B.
4. Efectos de la UV-B sobre la quinua: se ha podido comprobar que algunas variedades de quinua (Chenopodium quinoa, Wild., cereal andino de alto valor nutritivo, domesticado hace miles de años en el Altiplano) son más resistentes que otras a los efectos de la UV-B, lo que puede llevar a preferir esas variedades en períodos de mayor intensidad de la radiación solar (p.e. en concomitancia con el Fenómeno "El Niño").
5. Efectos de la UV-B sobre materiales expuestos al Sol: se ha realizado estudios sobre dos materiales económicamente importantes: el agrofilm®, usado como cubierta de invernaderos, y el cobre. Los resultados preliminares apuntan a una pérdida sustancial (50%) de la absorción de UV-B por parte del agrofilm en el primer año de exposición. En cuanto al cobre, parecería que la exposición a la UV-B reforzara la resistencia a la oxidación del metal, en concordancia con otros estudios al respecto.
6. Estudios de los sistemas de adaptación del plancton del Lago Titicaca (3800 m snm) a la radiación ultravioleta (A y B). Se ha realizado dos campañas de mediciones en el Lago Titicaca, en colaboración con la Estación de Fotobiología "Playa Unión" de Rawson (Argentina) y el Laboratorio de Limnología del Instituto de Ecología - UMSA.
7.Campañas de difusión y educación sobre los peligros de una prolongada exposición a la radiación UV en localidades de altura. Como resultado de un Simposio Internacional realizado en 1996, se ha publicado un libro de divulgación de los efectos de la UV-B sobre la salud humana, plantas, animales y materiales. Asimismo se llevan a cabo campañas de educación y difusión sobre los peligros de prolongadas exposiciones a la UV-B junto a otras instituciones y a los medios de comunicación social.
En el área de la UV-B se ha publicado artículos en revistas nacionales e internacionales.Ver Publicaciones.
