La luz y la temperatura son dos factores de gran importancia para el desarrollo de los cultivos, ambos tienen como origen la energía irradiada por el sol. Esta energía llega hasta la superficie de la tierra en forma de ondas electromagnéticas, ondas que son parcialmente eléctricas y parcialmente magnéticas, de diferentes longitudes de onda y diferentes frecuencias, que comprende de los rayos cósmicos a las ondas hertzianas. Se conoce como longitud de onda (λ = c/f); al cociente entre la velocidad de propagación de la luz en el vacío (c = 300,000 km./s), entre la frecuencia de la onda (f) (Hewitt, 1995; Serrano, 2002).

Para medir la longitud de onda de la radiación solar se utiliza la milimicra (μm), el Ángstrom (Å) y el nanómetro (nm). La milimicra corresponde a la millonésima parte del milímetro y el Ángstrom representa la diezmillonésima parte del milímetro o la décima parte de la milimicra. El nanómetro es la millonésima parte de un milímetro e igual a una milimicra.

La longitud de onda de la energía que nos interesa analizar, por su importancia para las plantas, comprende una pequeña parte de la energía ultravioleta, toda la porción de la luz visible y los rayos infrarrojos térmicos. Esta energía se ubica en el rango del espectro electromagnético que cubre de los 2 000 a los 30 000 Ángstrom, o de los 200 a los 3 000 nanómetros (figura. 3.1).

Figura 3.1. Esquema del espectro electromagnético, radiación visible y

su relación con los fenómenos fisiológicos

Fuente: Serrano, 2002

En este esquema se puede observar que los principales fenómenos fisiológicos de los vegetales encuentran su óptimo de función y desarrollo en la radiación del espectro visible, entre los 3 900 y 8 100 Ángstrom.

La energía comprendida entre los 200 a los 1 000 nanómetros de longitud de onda se considera energía de onda corta y de los 1 000 en adelante se consideran como longitud de onda larga. Ambos tipos de energía son importantes para el desarrollo de los vegetales y el manejo de los invernaderos. Así entre los 400 y los 700 nm se encuentra la radiación fotosintéticamente activa, radiación PAR por sus sigla en ingles, que es la luz aprovechada por las plantas para la fotosíntesis ( Muñoz et al, 1998; Núñez, 2000; Salisbury y Ross, 2004).

En cuanto a su composición, la energía procedente del sol tiene una naturaleza dual, puede comportarse como partícula o como onda y viaja en el espacio con una velocidad de 300,000 km/segundo (Hewitt, 1995; Serrano, 2002).

La cantidad de energía radiante que llega a la tierra procedente del sol depende de varios factores, tales como la duración del día y la noche, la distancia de la tierra al sol, el ángulo de inclinación con que los rayos solares inciden sobre la superficie de la tierra; inclinación determinada por la altura del sol sobre el horizonte, la latitud y la época del año, así como de la transparencia atmosférica. La transparencia está determinada por la cantidad de vapor de agua, la presencia de nubes y otras partículas suspendidas en la atmósfera, que pueden interferir el paso de la luz solar. Por lo tanto, la energía solar al atravesar la atmósfera está sometida a una serie de procesos que modifican su composición; como son la transmisión, la reflexión y la absorción (figura. 4.2).

Figura 3.2. Balance de la radiación

Fuente: Serrano, 2002

La energía total que llega del sol y alcanza la capa exterior de la atmósfera de la tierra es en promedio de 2 calorías. cm^-2. minuto^-1. A este valor se le conoce como constante solar y de ella a la superficie terrestre llega aproximadamente el 45 %. En promedio la superficie terrestre recibe unas 300 calorías. cm^-2 . día^-1. Para México, los valores diarios en un día sin nubes, en verano, varían de 500 a 700 calorías . cm^-2 . día^-1, considerando todo el año, días nublados y días despejados, a la superficie de la República Mexicana llegan un promedio diario de 350 a 500 calorías. cm^-2 . día^-1. Los valores más bajos se presentan en el Golfo de México, mientras los valores mayores ocurren en el noroeste (Ortiz, 1987; Ayllón, 1996; Torres, 2001).

La energía procedente del sol se puede clasificar en los siguientes rangos.

Tabla 3.1. Bandas espectrales de las diferentes radiaciones

Tipo de radiación	Longitud de onda (m)
Ultravioleta	0.3 a 0.4
Visible	0.4 a 0.8
Fotoactiva (PAR)	0.4 a 0.7
Infrarroja	0.7 a 2.5
Radiación térmica	5.0 a 40.0

Muñoz et al, 1998

Del total de energía radiante que llega a la superficie de la tierra, aproximadamente el 9 % corresponde a la zona del ultravioleta (uv), un 46 % se ubica en la luz visible y el 45 % restante en el infrarrojo. La atmósfera terrestre es transparente a una gran cantidad de longitudes de onda corta, que es la forma en que nos llega la energía solar, pero es impermeable a la energía en forma de ondas largas o caloríficas, de manera que no deja escapar la energía de este tipo de ondas. Para que el ambiente pueda absorber el calor, las ondas cortas se deben transformar en ondas largas, ondas que son de poca penetración, por lo que esta energía es absorbida y reflejada por el vapor de agua, el CO₂, las nubes y el ozono. Este fenómeno es conocido como efecto invernadero (Torres, 2001; Elías y Castellvi, 2001).

En otras palabras, la tierra esta irradiando energía constantemente hacia la atmósfera, pero su superficie se encuentra en un estado relativamente frío en comparación del sol.

Un efecto similar ocurre dentro de un invernadero, donde la cubierta transparente o traslucida permite el paso de la energía luminosa de onda corta, que al encontrarse con los cuerpos opacos se transforma en energía calorífica, o de onda larga, que es retenida por el material de la cubierta, aumentando la temperatura del aire dentro del invernadero (figura 4.4).

En La Republica Mexicana, mayor radiación se presenta en el Norte y Noroeste de su territorio debido a que la mayor parte del año la presencia de nubes es baja (figura 4.5).

Figura 3.5. Radiación en la República Mexicana

Fuente: Ayllón, 1996.

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