Pregunta 3 · Acondicionamiento y Servicios I UPC 2003

Explica el funcionamiento del efecto invernadero en el interior de un local.

Solución: La radiación solar de onda corta (aprox. 0,3 a 2,5 µm) atraviesa el vidrio, que es transparente a estas longitudes de onda. Las superficies interiores absorben esta radiación, se calientan y reemiten energía por radiación en onda larga (infrarrojo lejano, > 5 µm) debido a su temperatura moderada. Como el vidrio es prácticamente opaco a la onda larga, la radiación queda atrapada en el interior incrementando la temperatura del recinto.

a. ¿Qué relación guarda este fenómeno con la ley de Wien?

Solución: La ley de Wien establece que $\lambda_{max} = b / T$. El Sol, a unos 5800 K, emite con pico en $\lambda_{max} \approx 0{,}5\ \mu\text{m}$ (onda corta, que atraviesa el vidrio). En cambio, los cuerpos interiores a unos 300 K emiten con pico en $\lambda_{max} \approx 10\ \mu\text{m}$ (infrarrojo lejano/onda larga), rango para el que el vidrio actúa como barrera opaca.

b. ¿Qué influencia tiene el color de las paredes interiores en la temperatura superficial de las mismas?

Solución: El color determina el coeficiente de absorción en el espectro visible (onda corta). Las paredes oscuras tienen alta absortividad solar, por lo que absorben mayor energía solar directa y elevan sustancialmente su temperatura superficial. Las paredes claras o blancas tienen baja absortividad y reflejan la radiación, calentándose menos de forma directa. En onda larga, prácticamente todas las pinturas tienen emisividad similar ($\varepsilon \approx 0{,}9$), por lo que la diferencia térmica reside en la radiación solar directa absorbida.