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Para conocer los conceptos de protección contra heladas, es importante tener una
buena descripción de los constituyentes de la atmósfera y su relación con el
contenido de energía. Cuantitativamente, las moléculas de nitrógeno (N2) y
oxígeno (O2) son los principales constituyentes de la atmósfera siendo el vapor de
agua (H20) un componente menor (y variable). En un metro cúbico de aire hay
más moléculas de gases que estrellas en el universo (aproximadamente 2,69×1025),
pero el volumen que ocupan las moléculas es menos de un 0,1% del volumen total
del aire (Horstmeyer, 2001). Así, mientras el número de moléculas de aire en un
metro cúbico de atmósfera es inmenso, la atmósfera de la Tierra es prácticamente
un espacio vacío. Sin embargo, las moléculas se mueven a una velocidad alta, y por
tanto hay una considerable cantidad de energía cinética (i.e. calor sensible) en el
aire. En este capítulo se discuten los métodos de transferencia de energía que
controlan el contenido de calor sensible y por tanto la temperatura del aire.
Las tasas de transferencia de energía determinan a que nivel de enfriamiento se
llegará y cómo de eficaces han sidos los métodos de protección contra heladas.
Las cuatro formas principales de transferencia de energía, que son importantes en
la protección contra heladas, son la radiación; la conducción (o flujo de calor al
suelo); la convección (i.e. la transferencia de calor sensible y calor latente en el
fluido); y los cambios de fase asociados con el agua (Figura 3.1).
La radiación es la energía que proviene de los campos magnéticos y eléctricos
oscilantes y a diferencia de otros mecanismos de transferencia, puede transferirse
a través del espacio vacío. Buenos ejemplos son la energía que uno siente
proveniente del Sol o cuando nos encontramos cerca de una hoguera. La
radiación que es interceptada por una superficie se expresa normalmente en
términos de energía por unidad de tiempo y por unidad de superficie (e.g. W m-2).
En la protección contra heladas, la radiación neta (Rn) es un factor importante.
Los componentes que determinan Rn, y que se describen más adelante en este
capítulo, incluyen la radiación de onda corta (solar) hacia abajo (RSd) y hacia
arriba (RSu), y la radiación de onda larga hacia abajo (RLd) y hacia arriba (RLu).
La conducción es la transferencia de calor a través de un medio sólido, como por
ejemplo el movimiento de calor a lo largo de una pieza de metal (Figura 3.1) o a