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ENERGIA SOLAR
Sol irradia 56x1026 calorías por minuto. La tierra recibe 3,7x1021 calorías al día.
(Equivale a 100.000 veces la bomba de hidrógeno o a 100 veces lo que consumen los
humanos en un año) Enero (perihelio) la energía sea un 7% mayor que en Julio (afelio)
(órbita excéntrica de la tierra).
RADIACION QUE LLEGA A LA EN LA TIERRA
Radiación directa
Filtrada por el N, O2 y O3
La atmosfera elimina toda
radiación de l menor de 290 nm
Desde el cielo o
luz difusa
Nubes
Cada metro de nube disminuye
la irradiación entre 0,5 y 2%
Efecto filtro de la contaminación
El material particulado disminuye la irradiancia
NO2 : 0,1 ppm absorve 7 % de radiación
O3 : 0,1 ppm absorve 17,5% (280nm) y 45%(300nm)
REDUCCION DE LA CAPA DE OZONO
Factores causales :
Clorofluorocarbonos
Vuelos supersónicos
Uso de fertilizantes nitrogenados
Explosiones termonucleares
Magnitud de la reducción varía con la latitud y
la estación del año.
En el hemisferio sur es mayor y se hace más grave al
producirse el hueco de ozono en la Antartica.
La disminución del Ozono estratosférico es mayor
en las regiones más cercanas a la Antártica
RADIACION
Infra rojo
Lejano
Cercano
LONGITUD DE ONDA
nm
ENERGIA
Kcal/Einstein
10.000 (10 micrometros)
1.000 (1 mcm)
2,86
28,6
700
620
530
470
400
40,8
46,1
49,3
60,8
68,1
Luz visible
Rojo
Anaranjado
Verde
Azul
Violeta
Ultravioleta
UV-A 1
UV-A 2
UV-B
UV-C
340-400
315-340
280-315
<280
68,1- 89,4
89,4-102,1
>102,1
LUZ
DIRECTA
LUZ DISPERSADA
O DIFUSA DEL CIELO
LUZ DISPERSADA
DE LAS NUBES
LUZ DISPERSADA
DEL SUELO
3.6-4.8
Guayaquil 6.0
Quito 7.2
Brasil 4,2-6.0
Paraguay 7.2
Argentina Norte
6.0 - 7.2
Perú 4.8-6.0
Bolivia 6.0
Chile norte
7.2
Exposición UV
7.2
KJ/m2
Chile centro
6.0
NASA 12 Abril 2001
0
1.2
2.4 3.6 4.8
6.0 7.2
Buenos Aires
Montevideo
7,2
8.4
Radiación UV aumenta 20%
por cada 1000 metros de altitud
Argentina centro
6.0
Chile sur
3.6
Punta Arenas
Ushuaia
2.4 KJ/m2
ALTURA Y RADIACION
Irradiancia : Intensidad de la
radiación en un plano horizontal
Por cada 1.000 m de altura :
Radiación UVA aumenta entre 9 y 24%
Radiación UVB aumenta entre 13 y 36%
4.321 m 14.9 KJ/m2
A menor longitud de onda
el incremento es mayor
Cada 1000m :
l 300nm (aumenta 30%)
l 305 nm (aumenta 22%)
2.470 m 11,6 KJ/ m2
UVB 7,2 KJ/m2
En los primeros 1000 metros
El aumento de la radiación es mayor para UVB
Viento
Nubes 2/3
Cemento 15- 25%
Altura
Medicamentos
Superficies reflectantes
Pasto 5%
Nieve
80%
Nublado
50%
Arena 15 –25%
Agua 10%
Agua de mar en
Movimiento 20%
TECNICAS DE ESTUDIO Y DIAGNÓSTICO EN FOTOBIOLOGÍA
TECNICAS DE MEDICION FISICAS
Radiación que llega a la tierra.
Densidad de la capa de ozono.
Equipos de banda ancha
1.- Miden radiación UV total (sistemas de filtros)
2.- Radiómetro Robertson –Berger : mide radiación asociada a eritema.
Espectroradiómetros
1.- Espectrómetro de Brewer : mide ozono.
2.- Biospherical Instruments (SUV-100A) : mide irradiación total
(luz directa y difusa)
Medición de la radiación
UV-B ambiental
- Espectroradiómetro Brewer
- Biometro UV de Luz solar 501
mwatt DUV (MAX)IMUN ) / m2
200
30
Ultravioleta
0
210
0
280
DIAS DEL AÑO
340
Biometro UV de Luz solar
400
TOTAL COLUMNA DE OZONO
(Unidades Dobson)
OZONO
60
EFECTOS DE LAS RADIACIONES UV
Ecosistemas terrestres
Plantas
Gran variedad de respuestas por diferentes mecanismos de adaptación.
Alfalfa crecida en exteriores desarrolla resistencia al daño ADN por RUV.
La disminución en un 25% del ozono produce reducción de la producción
de soya en 6 años.
Insectos (Posibles efectos)
Tienen la capacidad de ver las radiaciones entre 300 y 400nm.
La UV reflejada por las plantas atrae a los insectos polinizadores.
Mariposas usan este mecanismo para su apareamiento.
Las abejas y otros insectos utilizan la luz UV para localizar posición
del sol y orientarse en sus vuelos.
EFECTOS DE LAS RADIACIONES UV
Sistemas acuáticos
Fitoplancton
Es el mayor ecosistema de la tierra.
Produce el 60% del oxigeno y absorbe el 50% del CO2 marino
El aumento de la RUV altera al ADN, coloración de la clorofila,
reduce la movilidad y disminuye actividades enzimáticas del
fitoplancton
La disminución provoca baja exponencial del rendimiento pesquero
La productividad de fitoplancton en zonas del agujero de ozono
(bajo 200 U. Dobson de O3) disminuye de 6 a 12% en comparación
con el que se desarrolla fuera del agujero (sobre 300 UD).
Síntesis de la vitamina D.
Calor
Visión
Germicida
Terapéutica (Fotoquimioterapia)
EFECTOS DE LAS RADIACIONES UV
Efectos Oculares
Fotoqueratitis (Ceguera de nieve)
Inflamación, dolor, fotofobia, blefaroespasmo. 10 –100mJ/cm2
inducen liberación de citoquinas proinflamatorias (IL-1,6 y 8, TNF-a).
Catarata : Opacidad del cristalino.
Por cada 1%de destrucción de la capa de ozono
se produce 0,6% de cataratas.
Pingüecula : Tejido opaco vecino a la córnea.
Pterygion : proliferación externa de la conjuntiva sobre la córnea
originando pérdida de la transparencia
Carcinoma de células escamosas : conjuntiva y córnea.
Mejilla 25%
Distribución
anatómica
de la radiación
UVA a la
exposición
ambiental
Espalda 40%
Hombro 55%
Pecho 30%
Brazo 50%
Mano 45%
Muslo 35%
Diffey BL,Gibson CJ, Haylock R,McKinlay AF
UV outdoor exposure of children and adolescents
Br. J Dermatol 1996; 134 : 1030-1034
Rodilla 30%
Pies 60%
Estrato córneo
UVC
UVB
20%
35%
10%
15%
UVA
LUZ
visible
INFRA
ROJOS
40-70%
80%
90%
Epidermis
30-60%
60%
70-80%
1%
10-20%
Dermis papilar
Dermis medio
5-20%
Melanocitos
Dermis
profundo
Glándula
sudorípara
Celular
Subcutáneo
pelo
FOTOTIPOS
FOTOSENSIBILIDAD
TIPO
Cabello
(color)
Piel
(color)
0
blanco
albino
I
rojo
lechoso
II
rubio
III
QUEMADURA
A la primera
Efélides
semana de
(pecas)
exposición
A la tercera
semana de
exposición
BRONCEADO
Intensidad
constante 3(+)
Idem
0
+++
constante 2(+)
Idem
0
claro
++
constante 1(+)
frecuente
castaño
claro/mate
+/0
frecuente
frecuente/raro
claro o medio
IV
moreno
mate
0
raro
excepcional
oscuro
V
moreno
moreno
0
excepcional
VI
negro
negro
0
ausente
Idem
Idem
pálido
muy oscuro
negro
EFECTOS DE LA RUV EN LA PIEL
Inflamación
Aumento de radicales libres
Activación de cromóforos
Liberación de citoquinas
Alteraciones de la inmunidad cutánea
EFECTOS DE LA ABSORCION DE LA RUV POR LA PIEL
Efectos de la radiación ultravioleta UVB
Estimulación de la inflamación
1.- Liberación de oxido nitrico.
2.- Liberación de neuropéptidos.
3.- Estimula la proliferación y queratinización
EFECTOS DE LA RUV EN LA PIEL
Inflamación
Aumento de radicales libres
Activación de cromóforos
Liberación de citoquinas
Alteraciones de la inmunidad cutánea
EFECTOS DE LA ABSORCION DE LA RUV POR LA PIEL
Absorcion Por Oxigeno de Radicales Libres (RL)
Aumentan :
Oxígeno singlete (1O2),
Aniones super óxido (O2-)
Radicales (OH-)
Aumento de radicales libres
1.- Dañan fibras elásticas y matriz extracelular.
2.- Tóxicos para lípidos, membranas de organelos, proteínas y ADN
3.- Inducen liberación de citoquinas inflamatorias
Park JW y cols. J Invest Dermatol 1995 ; 104 : 194-198.
EFECTOS DE LA RUV EN LA PIEL
Inflamación
Aumento de radicales libres
Activación de cromóforos
Liberación de citoquinas
Alteraciones de la inmunidad cutánea
EFECTOS DE LA ABSORCION DE LA RUV POR LA PIEL
Activación de Cromóforos
Radiación UVA activa :
Porfirinas
Flavinas (rivoflavina)
Quinonas (ubiquinona)
Nicotinamida adenina dinucleotido (NADH) y
Nicotinamida adenina dinucleotido fosfato (NADPH)
Carbonare MD, Pathak MA. J Photobiochem Photobiol 1992; 14 : 105
EFECTOS DE LA RUV EN LA PIEL
Inflamación
Aumento de radicales libres
Activación de cromóforos
Liberación de citoquinas
Alteraciones de la inmunidad cutánea
EFECTOS DE LA ABSORCION DE LA RUV POR LA PIEL
Liberación de citoquinas
1.- Vía Directa
2.- Por acción de Radicales Libres
3.- Acido cis-urocánico.
Ac. trans-urocánico se convierte en cis-urocánico
que libera TNF
Citoquinas :
a) Atraen células que originan daño tisular.
b) Producen daño tisular directo160.
Goihman-Yahr M. Clin in Dermatol 1996; 14 : 153 -160. -