¿Qué onda… con las ondas de calor?

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Figura 1. Esquema sobre el efecto de la radiación en la comodidad térmica (Fuente: las imágenes usadas se han diseñado con recursos de klipartz.com y freepik.com)

El crecimiento de la población y el consumo de energía mundial han causado una aceleración en el calentamiento global y el aumento en la temperatura de la tierra de 1 °C en apenas 22 años; se estima que para el año 2030 aumente más de 1.5 °C. Si este pronóstico resultara cierto, ocurriría una catástrofe global. El Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC, por sus siglas en inglés) estimó que un aumento de la temperatura en 2 °C acabaría con todos los arrecifes de coral; el nivel del mar aumentaría 10 cm más, por lo que millones de personas estarían expuestas a inundaciones; el hielo marino del Ártico se derretiría ocasionando veranos árticos sin hielo (al menos uno cada 10 años); las ondas de calor serían más frecuentes y severas, afectando a 2 mil millones de personas (al menos una vez cada 20 años), por mencionar algunas consecuencias de lo que podría ocurrir.

¿Qué onda con el calor?

La física define a la energía como la capacidad para realizar un trabajo, donde éste es el producto de la fuerza aplicada y la distancia recorrida. La energía existe en varias formas y en este artículo nos interesa abordar, sobre todo, el calor. De acuerdo con la termodinámica, el calor se puede definir como una forma de la energía que se puede transferir de un sistema a otro como resultado de la diferencia en la temperatura; refiriéndonos a sistema como la cantidad de materia en un espacio determinado.

El calor siempre se ha visto como algo que produce una sensación de tibieza y fue hasta mediados del siglo XIX cuando se tuvo una comprensión física de su naturaleza debido al desarrollo de la teoría cinética que se dio en esa época, la cual considera a las moléculas como esferas diminutas que están en constante movimiento y que, por lo tanto, poseen una energía cinética.

Existen tres modos diferentes en que el calor se puede transferir: conducción, convección y radiación. Esta última es la energía que emite la materia en forma de ondas electromagnéticas o fotones. El término fotón viene de foto, que significa luz en griego, y es un paquete de energía en forma de luz; en otras palabras, es la cantidad de energía desprendida cuando, en un átomo, un electrón pasa de un nivel de energía mayor a uno menor. Entonces un fotón viaja a casi 300 mil kilómetros por segundo (velocidad de la luz en el vacío) y crea un campo eléctrico y magnético formando ondas.

En realidad, la transferencia de calor por radiación es la más rápida y no sufre perturbación en un vacío; ésta es la manera en la que la energía del Sol llega a la Tierra. Sin embargo, en la disciplina de transferencia de calor es de utilidad la radiación térmica, que es la forma de radiación emitida por los cuerpos debido a su temperatura. A una temperatura arriba del cero absoluto, todos los cuerpos emiten radiación térmica.

Todos hemos sentido los famosos “escalofríos” en invierno y “bochornos” en el verano, ya sea dentro de nuestra casa o en el exterior. Esto se debe al llamado “efecto de radiación”, como resultado del intercambio de calor por radiación entre nuestros cuerpos y las superficies vecinas de las paredes y el techo, si estamos en nuestras casas, o de la calle o banqueta, si estamos afuera.

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Figura 2. Mapa de México por casos de ondas de calor (fuente: imágenes usadas se han diseñado con recursos de google.com).

¿Qué son las ondas de calor?

Las olas u ondas de calor son periodos muy amplios de calor extremo; es decir, un exceso de temperatura ambiental, casi siempre combinados con humedad. En algunas zonas del norte de México, estas ondas han alcanzado temperaturas de más de 50 °C. El cuerpo humano, por lo general, tiene una temperatura corporal de 37 °C, la transferencia de calor se origina del cuerpo de mayor hacia el de menor temperatura y se detiene cuando los dos medios alcanzan la misma temperatura. Según los especialistas, el límite de temperatura ambiental que puede soportar el cuerpo humano es de 55 °C con humedad normal (menos de 50 %), si supera los 60 °C, podría sufrir una hipertermia en pocos minutos que puede llegar a ser mortal.

Pero, ¿a qué se debe que no podamos soportar una ola de calor de más de 50 °C, pero sí aguantemos 10 minutos en un baño sauna a más de 70 °C? Se debe a varios factores, uno de ellos es la humedad. En un informe de la NASA, se menciona que podemos vivir sin problemas en entornos que se encuentren entre los 4 y los 35 °C, si la humedad es inferior a 50 %.

El cambio climático es un problema real y es momento de que, como sociedad, comencemos a generar conciencia para revertir los problemas que nos esperan. El IPCC también menciona que para detener el calentamiento global y lograr que sólo se alcance una temperatura de 1.5 °C se requiere disminuir las emisiones de CO2 en 45 % para el año 2030, por lo que es importante impulsar las energías renovables, utilizar menos combustibles fósiles, cambiar nuestros hábitos de transporte y optar por uno sustentable.




 Dra. Dulce Kristal Becerra-Paniagua | Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Usted necesita tener Javascript activado para poder verla.
Dra. Evelyn Betsabé Díaz Cruz | Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Usted necesita tener Javascript activado para poder verla.
Instituto de Energías Renovables
Dra. Araceli Hernández Granados | Esta dirección de correo electrónico está protegida contra spambots. Usted necesita tener Javascript activado para poder verla.
Instituto de Ciencias Físicas / Universidad Nacional Autónoma de México