La radiació solar arriba a la Terra a través de l’atmosfera i és la font energètica de tots els processos naturals. El Sol és una font d’energia que permet la vida a la Terra, gràcies a ell la temperatura de la Terra es manté en uns valors estables i es produeixen tots els processos biològics necessaris.

El Sol és beneficiós per a la salut humana sempre que es prengui amb precaució, en cas contrari, l’abús de l’exposició al Sol pot comportar conseqüències greus per a la salut, sobretot de persones de pells sensibles o molt joves (efecte cancerigen per sobreexposició a la radiació, especialment la del rang ultraviolat).

Efecte de la radiació solar sobre les plantes

L’energia solar es fixa i s’introdueix a la biosfera pel procés conegut com a fotosíntesi, que té lloc a les plantes amb pigments, algues i algun tipus de bacteri. La fotosíntesi es pot definir com el conjunt de processos fisicoquímics que permeten a alguns organismes d’emprar la l’energia provinent de la llum per a sintetitzar compostos orgànics. El procés de la fotosíntesi depèn d’un conjunt de molècules proteíniques molt complexes que estan situades a i envoltant unes membranes molt organitzades. A partir d’una sèrie de reaccions de transducció de l’energia, la maquinària fotosintètica transforma l’energia de la llum en una forma d’energia química molt estable, que pot perdurar fixada durant centenars de milions d’anys.

Les plantes capturen aproximadament un 1% de l’energia que els arriba del Sol per a fabricar biomassa mitjançant la fotosíntesi. El procés químic de la fotosíntesi es pot resumir amb:

hf + 6C02 + 6H20 = C6H1206 + 602

És a dir, a partir d’aigua i diòxid de carboni i usant l’energia de la llum se sintetitza glucosa i s’allibera oxigen. Això és possible gràcies uns pigments, el més comú dels quals és la clorofil·la, que es troben dins dels orgànuls cel·lulars anomenats cloroplasts.

El procés de la fotosíntesi, doncs, consta de dues parts fonamentals:

• Les reaccions clares: que comprenen les reaccions dependents de la llum, això és la fixació de l’energia solar, la reducció (des del punt de vista químic de reduccióoxidació) de l’ATP (és la molècula –moneda de l’energia) i la producció d’oxigen.

• Les reaccions fosques: que comprenen les reaccions independents de la llum, parteixen de l’energia emmagatzemada en la fase anterior i la fixen en sucres i altres compostos orgànics.

La fotosíntesi, doncs, comença amb l’excitació simultània de parells de centres de reacció especials (molècules de pigment), que es coneixen com a P680 i P700 (reben aquests noms a partir de la longitud d’ona en la qual són més eficients).

L’energia d’excitació prové tant d’energia absorbida directament com (més sovint) de l’energia transferida des d’unes molècules pigmentades veïnes, conegudes com a antenes (clorofil·les i carotens). Aquestes antenes absorbeixen la llum i la transmeten per ressonància fins als centres de reacció. El procés d’excitació dura pocs femtosegons (10-15 s).

Com es pot veure doncs, l’espectre d’absorció de la radiació solar per a la fotosíntesi és molt concret.

A partir de l’estudi del procés de la fotosíntesi s’ha desenvolupat la branca de l’enginyeria dedicada a la captació d’energia fotoquímica.

 Efecte de la radiació solar sobre els humans

El conjunt de radiació que emet el Sol ens arriba en forma de:

• Radiació visible (de 400 a 700 nm): no influeix sobre la pell, només en casos excepcionals pot desencadenar fotoal·lèrgies en nens petits o persones que prenen

• medicaments sensibles a la llum solar.

• Radiació infraroja (de més de 700 nm): produeix un efecte calorífic de la zona exposada i una dilatació dels vasos sanguinis i pèrdua de líquids. En excés només

• provoca efectes transitoris a causa de la calor (deshidratació, insolació,...).

• Radiació ultraviolada (de menys de 400 nm) que, segons els seus efectes sobre els humans es classifiquen en :

  • UVA: longitud de 320 a 400 nm (UVA1 de 340-400 nm i UVA2 de 320-340)

  • UVB: longitud de 290 a 320 nm

  • UVC: longitud de 220 a 290 nm

La radiació UVA és menys energètica i la seva eficiència potencial per a fer mal és d’unes 1/1000 vegades més petita que la que pot fer la radiació UVB, malgrat que a la superfície de la Terra hi arriba 100 vegades més. La radiació UVA és la responsable de la pigmentació de la pell. Fins fa poc es pensava que no feia cap mal però recentment s’ha descobert que les radiacions UVA2 estan relacionades amb l’envelliment cel·lular de la pell i alguns canvis en el sistema immunitari.

L’estudi de la radiació solar ultraviolada se centra en la porció que correspon als UVB perquè és la que influeix més en els processos biològics de la Terra. Per una banda, sobre els humans és la responsable de la producció de vitamina D, però si s’irradia una humà incontroladament es poden provocar malalties dèrmiques greus i afectar-ne greument la vista. Aquesta radiació és la responsable de l’eritema solar i del descens de la capacitat del sistema immunitari. D’altra banda, el factor acumulatiu d’aquesta radiació pot desembocar en càncer de pell.

La radiació UVC es coneix com a radiació germicida. És la més perillosa perquè pot produir cremades molt fàcilment. Gairebé tota aquesta radiació és absorbida per la capa d’ozó de l’atmosfera i no n’arriba gaire a la superfície terrestre.