INDICE ULTRAVIOLETA (IUV)

JUSTIFICACIÓN

En su afán por contribuir con el mejoramiento de la calidad de vida de la población colombiana, el IDEAM promueve el desarrollo de iniciativas como el índice UV.

En las últimas décadas, se ha encontrado una marcada incidencia del cáncer de piel, problema que está fuertemente relacionado con la excesiva exposición a la radiación ultravioleta proveniente del Sol. Este incremento también puede estar relacionado con el uso de fuentes artificiales de radiación UV, como las cámaras solares. Según la Liga Colombiana contra el Cáncer, el número de casos nuevos de melanoma en Colombia ha venido aumentando levemente en los últimos 40 años (en el país, el cáncer de piel es el más frecuente: 30 a 40 personas de cada 100.000 lo padecen). Con respecto a este tema, según la OMS, entre el 50% y 90% de casos de cáncer de piel son causados por rayos UV. La ubicación geográfica sobre los trópicos y las grandes altitudes sobre la cordillera de los Andes, incrementan el riesgo debido a la exposición a la radiación ultravioleta. Estos factores, unidos a la falta de estudios epidemiológicos acerca de la incidencia de la radiación ultravioleta sobre las personas, además del estilo de vida y las condiciones de trabajo, muchas veces al aire libre, así como algunos comportamientos de las personas (que perciben en el bronceado un símbolo de atracción y buena salud) y la falta de un informe diario sobre los efectos a prevenir, hacen que gran parte de la población colombiana sea aún más susceptible de contraer cáncer en la piel.        

La mayor parte de la exposición a la radiación UV-B a lo largo de toda la vida tiene lugar en la infancia, cuando el riesgo de quemadura solar es más elevado. Aunque el 80% del riesgo de desarrollar cáncer de piel se adquiere antes de los 20 años de edad, no existe la cultura de protegerse del Sol, sobre todo en la infancia. Por consiguiente, para la OMS la protección de los niños frente a la radiación UV es muy importante.

Además es un hecho conocido, que a partir de la década de los 80, la capa de ozono presenta un progresivo deterioro que se acentúa desde el Ecuador hacia los polos (aclarando que en los trópicos el agotamiento en la capa de ozono es casi nulo), incrementando aún más los riesgos ocasionados por la exposición a las longitudes de onda más cortas del espectro UV, principalmente de los rayos UV-B. Debido a esta situación, los efectos perjudiciales de la radiación ultravioleta, se han convertido en un asunto importante debido a la proliferación de enfermedades como el cáncer eritemático y las cataratas, razón por la cual, diferentes naciones y organizaciones a nivel mundial, han desarrollado mecanismos tendientes a mitigar los efectos relacionados con este asunto. De esta manera, como parte del Programa de Radiación y Ozono desarrollado por la Subdirección de Meteorología del IDEAM, se vienen realizando mediciones de la concentración de ozono a nivel troposférico y estratosférico a través de ozonosondeos realizados en la ciudad de Bogotá y el seguimiento del ozono total en todo el país, mediante datos de satélites de la NASA, los cuales son analizados y dados a conocer al público en general, a través de la página Web del Instituto. El IDEAM también ha establecido una red nacional para la vigilancia y monitoreo de la radiación ultravioleta, con cinco estaciones convencionales de superficie en el país, ubicadas en: Riohacha, Bogotá, Pasto, Leticia y San Andrés.

Teniendo en cuenta lo anterior, se necesitan urgentemente programas de protección solar para dar a conocer mejor los peligros para la salud de la radiación UV y para lograr cambios de los estilos de vida que frenen la tendencia al aumento continuo de los casos de cáncer de piel. Además de sus ventajas para la salud, los programas educativos eficaces pueden favorecer las economías de los países, reduciendo la carga financiera que suponen para los sistemas de atención de salud los tratamientos del cáncer de piel y de las cataratas. En todo el mundo se gastan miles de millones de dólares en el tratamiento de estas enfermedades, que en muchas ocasiones se podían haber prevenido o retrasado.

Se han promovido entonces, diferentes medidas para atenuar los efectos debidos a la radiación ultravioleta, sobre los seres humanos. Las alternativas utilizadas incluyen desde campañas educativas para el disfrute saludable del Sol, hasta la publicación del índice ultravioleta y el desarrollo e implementación de metodologías para su pronóstico. El índice UV debe constituir un componente importante de un enfoque de salud pública integrado y a largo plazo para la protección solar (OMS, 2003).

La publicación del índice UV, así como el pronóstico del mismo, se constituye en una herramienta importante para proveer información pública sobre el riesgo de la exposición excesiva a la radiación ultravioleta en Colombia. El índice UV ha sido promovido por entes internacionales como la Organización Mundial de la Salud (OMS), el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA), la Organización Meteorología Mundial (OMM) y la Comisión Internacional para la Protección de la energía no ionizante (ICNIRP, por sus siglas en inglés). Desde su primera publicación en 1995, se han realizado varias reuniones internacionales de expertos (Les Diablerets, 1994; Baltimore, 1996; Les Diablerets, 1997; Munich, 2000, entre otras) con el fin de armonizar la forma de comunicar el índice UV y mejorar su uso como instrumento educativo para advertir a las personas de la necesidad de adoptar medidas de protección solar. El IDEAM como representante en Colombia de la OMM, tiene la responsabilidad de implementar este índice y publicarlo.

 

EL ÍNDICE ULTRAVIOLETA (IUV)  imagen1

Antecedentes del Índice UV

Los efectos biológicos de la radicación solar, dependen fuertemente de la longitud de onda de la radiación. En 1932, el Comité Internacional de Lumiêre, presentó una división para la zona del espectro de radiación ultravioleta, distinguiendo tres regiones: A, B, C, que corresponden a los efectos biológicos que pueden generar, a partir de los cuales se ha desarrollado el índice UV.

Fue en 1992 cuando Canadá empezó a desarrollar pronósticos de radiación UV y creó el término índice UV, (“UV Index”). El pronóstico de radiación ultravioleta UV en superficie es realmente el resultado de pronósticos separados de la columna total de ozono, nubes, eventualmente aerosoles y datos como la posición geográfica del lugar y la época del año.

Poco tiempo después, varias naciones empezaron a pronosticar la radiación UV para el día siguiente. Se tiene como ejemplo, el Servicio Nacional de Meteorología de Estados Unidos, que realiza una predicción diaria desde 1994 a través de un cálculo que integra cinco tipos de datos para obtener la cantidad de radiación que actúa sobre la superficie de 1m2 durante el mediodía solar en 58 de los núcleos de población más grandes de Estados Unidos. Esta simple predicción numérica es clasificada por la Agencia de Protección Medioambiental (EPA) en cinco "niveles o categorías de exposición" con las medidas de protección recomendadas por la Organización Mundial de la Salud (OMS) para cada nivel.

Paralelamente, la OMM en su “Meeting of Experts” en, 1994, y 1997 no solamente redefinió el término Índice UV, sino que además creó estándares para su pronóstico. Tiempo después en el 2001, la OMS estandarizó las características de los mensajes dirigidos al público en general, promocionando la “toma saludable del Sol”, a través de categorías de exposición y otros aspectos relacionados con el índice UV. Actualmente, pocos países han adoptado estos nuevos estándares.

En la actualidad existen diferentes programas para hacer extensivo el uso de los índices UV alrededor del mundo. El programa INTERSUN (de la OMS) promueve el uso armonizado del IUV y sugiere a los gobiernos implementar esta herramienta educativa en sus programas promotores de salud. También promueve canales de divulgación como los medios masivos de comunicación, el turismo y la industria para publicitar el pronóstico del Índice UV y promover los mensajes de protección solar.

El índice UV fue desarrollado a través de esfuerzos internacionales realizados entre la OMS en colaboración con el Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA), la Organización Meteorología Mundial (OMM), la Comisión Internacional para la Protección de Radiación No-Ionizante (ICNIRP, por sus siglas en inglés) y la Oficina Federal Alemana para Protección de la Radiación (Bundesamt für Strahlenschutz, BfS). Se desarrolló entonces una guía con el propósito de ser usada por autoridades nacionales y locales, además de organizaciones no gubernamentales activas en el área de la prevención del cáncer de piel, como también de las oficinas meteorológicas y los medios involucrados con el reporte del I-UV. La publicación puede servir como punto de partida para el desarrollo e implementación de una aproximación integrada a la protección del Sol y de la prevención del cáncer relacionado con el Sol.

El índice maneja una escala de 1 a 11+ (valores por encima de 11 que pueden llegar hasta valores de 20), sin embargo, se ha demostrado que en muchas zonas de Sudamérica el valor máximo de radiación UV fijado es sobrepasado en forma permanente, especialmente en zonas altas (ver figura 1 en la cual se presenta como se incrementa el IUV con la altura).

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En el 2004 los comités encargados, en su mayoría científicos europeos, establecieron que los valores máximos que se podían recibir en el planeta eran de 16. Sin embargo, en Chile, se manejan índices muy cercanos a 20, mientras que mediciones del satélite, en la ciudad de El Cuzco y La Paz en verano registran los índices más elevados, llegando a 25 o más. En Mauna Loa, Hawai, 19.53° N a una altitud de 3400 msnm se midieron valores documentados como los mayores del planeta (índices de UV cercanos a 18, Bodahine et al., 1997). Los científicos latinoamericanos insisten entonces en la necesidad de desarrollar un consenso para aceptar una escala de medición internacional única.

Definición imagen1

El índice UV (IUV) es usado como un indicador que asocia la intensidad de la radiación solar ultravioleta (UV-B) incidente sobre la superficie de la tierra, con posibles daños en la piel humana. Este índice permite evitar los riesgos de afectación de las personas, según el tipo de piel, previa clasificación por un dermatólogo y es una medida de orientación dirigida a promover en la población una exposición saludable al Sol, ya que ésta es necesaria para diversos procesos biológicos del organismo humano. Este indicador alcanza los niveles más altos alrededor del medio día y cuanto más alto, mayor es la probabilidad de lesiones cutáneas y oculares.

Los índices UV indican la intensidad de la radiación UV-B en una escala del 1 al 11+, (encontrándose valores particulares entre 18 a 20, generados especialmente en los trópicos, a grandes altitudes), con las categorías de exposición que se muestran en la Tabla 1

Tabla 1. Categoría de exposición a la radiación ultravioleta.

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La piel humana se puede dividir en 6 tipos, de acuerdo a su sensibilidad a la radiación ultravioleta (Tabla 2). Teniendo en cuenta que, más del 90% de los cánceres de piel no melánicos se producen en los fototipos I y II, los mensajes de protección básicos asociados con el IUV deben dirigirse a las personas de piel clara más propensas a las quemaduras (OMS, 2003).

Tabla 2. Clasificación de tipos de piel.

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Los niños, particularmente sensibles a la radiación UV, requieren una protección especial. Aunque las personas de piel oscura tienen menor incidencia de cáncer de piel, también son sensibles a los efectos nocivos de la radiación UV, especialmente a los que afectan los ojos y el sistema inmunológico.

Presentación y comunicación del Índice UV

El IUV debe dirigirse especialmente a los grupos de población vulnerables y con exposición alta, como los niños y los turistas y debe servir para informar a la población sobre los diversos efectos de la radiación UV sobre la salud, como las quemaduras solares, el cáncer y el envejecimiento de la piel o las alteraciones oculares y del sistema inmunitario. Se debe destacar que los efectos adversos para la salud debidos a la exposición de la radiación UV son acumulativos y que la exposición en la vida diaria puede ser tan importante como la que se produce durante las vacaciones en climas soleados.

Al comunicar el IUV, se pone el máximo énfasis en la intensidad máxima de la radiación UV en un día determinado, ya sea como categoría de exposición, el valor o intervalo de valores del IUV o ambos, que se produce durante el periodo de cuatro horas en torno al mediodía solar.

Una de las formas de hacer público el índice-UV es a través de la presentación de informes en las noticias y los boletines del pronóstico del tiempo, mejorando el entendimiento del concepto por parte de las personas. El programa INTERSUN de la OMS ha desarrollado un paquete de gráficas estandarizadas que incluyen el logo I-UV, un color internacional para diferentes valores del I-UV y la escogencia de gráficas listas para el reporte del I-UV y del mensaje de protección (ver figura 2).

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La presentación gráfica normalizada del IUV fomenta la coherencia en la información sobre el índice en las noticias y los reportes del tiempo y sirve para mejorar la comprensión por parte de la población. La existencia de materiales elaborados previamente (graficas y mensajes) para informar sobre el índice, facilita su adopción por los medios de comunicación.

El conjunto de pictogramas puede descargarse del sitio de Internet del Proyecto Internacional de la OMS sobre Radiación UV (http://www.who.int/uv/), Intersun, donde se encuentran los códigos de colores para los diferentes valores del IUV (ver figura 3), pictogramas de información sobre el IUV (ver figura 4) y los pictogramas de protección solar (ver tabla 3). En esta tabla también se puede apreciar el factor de protección solar indicado para cada rango del índice UV

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Tabla 3. Protección solar recomendada.

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En el marco de la presentación del IUV, también pueden utilizarse recomendaciones adicionales para corregir falsas creencias habituales sobre la radiación UV y sus efectos sobre la salud humana, tal como se muestra en la tabla 4.

Por último, no se recomienda informar de los tiempos de exposición sin riesgo de quemadura, ya que la población tiende a interpretar que existe un tiempo de exposición seguro al Sol sin protección. En consecuencia, cuando se relacionan los valores del IUV con “tiempos de exposición sin riesgo de quemarse” o con “tiempos de bronceado seguro” se transmite un mensaje equivocado a la población. El IUV no debe dar a entender que puede prolongarse la exposición.

Tabla 4. Peligros de la radiación UV. Mitos y realidades.

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IRRADIANCIA ERITEMÁTICA Y LA DOSIS ERITEMÁTICA MINIMA

La influencia de la radiación UV sobre la piel se cuantifica por medio de la DEM/hora (Dosis Eritemática Mínima por hora), la cual, es la dosis (potencia/área) efectiva mínima de radiación UV que produce enrojecimiento en la piel humana (eritema) tipo II. Se manejan dos términos: la irradiancia eritemática y la DEM

  • La irradiancia eritemática se determina como la magnitud de radiación (UVB y UVA) instantánea en unidades de potencia por unidad de superficie. Dado que los efectos producidos por la radiación ultravioleta se manifiestan con posterioridad a la exposición y tienen un efecto acumulativo, hay que introducir el tiempo de exposición.
  •  Para ello se define la Dosis Eritemática Mínima (DEM), definida como la mínima irradiación (radiación instantánea) necesaria para producir un eritema o enrojecimiento de la piel, tras un determinado tiempo de exposición a la radiación. Esto depende del tipo de piel, de la intensidad de la radiación y del tiempo de exposición. La sensibilidad de la piel a la radiación UV para producir el eritema es función de la longitud de onda; a pesar de que el enrojecimiento se produce antes en personas con escasa pigmentación en la piel, que en otras con pigmentación más oscura (o sea, depende del fototipo de piel del individuo), se toma como unidad de referencia individuos con piel blanca ligeramente pigmentada (piel tipo II), ya que la piel morena ofrece mayor protección, por tener mayor contenido de melanina. Para este fototipo (II), la DEM tiene un valor de:

1 DEM = 20mJ/cm2 = 200J/m2

Basados en estudios, se encuentra la relación entre las unidades radiométricas y los DEM/hora de la siguiente forma: 

1 DEM/hora = 5.83 µW/cm2

La piel humana ha mostrado ser más sensible a la parte del espectro UV, que tiene una mayor variabilidad debida a los cambios de ozono (UV-B) y menor sensibilidad a la parte del espectro UV (UV-A) en el que varía menos con los cambios de ozono. El espectro de acción eritemática busca replicar la respuesta promedio de la piel humana a la radiación UV. El tiempo de tolerancia a la exposición por radiación solar, depende de cuánta melanina hay en la piel, además de otros factores genéticos.

La influencia de la radiación en este intervalo está modulada por el coeficiente denominado coeficiente de acción eritemática que fue establecido por McKinley Diffey en 1987. Este coeficiente espectral caracteriza el efecto de eritema, el cual es máximo hacia los 300 nm y va decreciendo a medida que aumenta la longitud de onda (ver figura 5). Así, el poder eritemático total de la radiación se define mediante la integral de irradiancia espectral total ponderada por el coeficiente de acción eritemática. La curva de acción eritemática es una curva de efectos biológicos, por lo que la magnitud representada no tiene unidades físicas. Se ha tomado como unidad de efectividad el valor correspondiente a 300 nm ya que es la zona donde se registra el máximo poder eritemático de la radiación ultravioleta.

Específicamente, el Índice UV fue definido como la escala integrada de radiaciones espectrales entre 290 y 400 nm medido por el espectro de acción eritemática inducido de la Commission Internacionale de l’Eclairage-CIE (McKinlay y Diffey, 1987). La Figura 5 muestra el espectro típico de radiaciones en la escala de 290 a 400 nm que corresponde al modelo propuesto por el CIE.

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La variación de las radiaciones es pequeña en la parte espectral del UV-A (320 – 400 nm), mientras que en la parte UV-B (280-320 nm) existe una variación mayor en las longitudes de onda. Cabe recordar que a los 300 nm es el punto donde se registra el mayor poder eritematico de la radiación UV. El pico puede variar entre 300 y 310 nm para diferentes condiciones de ozono y ángulos zenitales solares (AZS). De esta manera, a medida que el ozono total disminuye y el Ángulo Zenital Solar decrece, el pico se moverá a longitudes de onda más cortas.

El índice UV, surgió al constatarse que la dosis de eritema, al acumularse durante una hora en un metro cuadrado de piel humana, varía entre 0 y 1500 Joules. De este resultado experimental, se acordó internacionalmente asignarle el número 1 al rango entre 0 y 99 Joule/m2/hora, 2 al rango entre 100 y 199 Joule/m2/hora y así sucesivamente hasta llegar al índice 15 que corresponde al tope de la escala.

Tabla 5.   Relación entre la categoría de exposición y la dosis de eritema

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PRONOSTICO DEL ÍNDICE ULTRAVIOLETA (IUV) EN EL PAÍS

Debido a las variaciones en las cantidades de ozono y a las variaciones estacionales y climáticas, el país recibe distintas cantidades de radiación UV en distintos momentos.

Cabe resaltar que el ozono total en la atmósfera varía a lo largo del año sobre el país y el mes de enero se caracteriza por presentar los valores más bajos, en el rango de 230 a 245 Unidades Dobson (U.D. unidad de medida para determinar la cantidad de ozono en toda la columna atmosférica); a partir de febrero se presenta un aumento gradual del ozono total sobre el territorio nacional hasta el mes de agosto que es cuando se presentan los máximos valores durante el año, en el rango de 270 a 285 UD. A partir de septiembre empieza nuevamente la disminución del ozono total hasta el mínimo que se presenta en enero (para mayor información ver la página: http://www.ideam.gov.co/web/tiempo-y-clima/seguimiento-al-ozono).

Antecedentes

El pronóstico de radiación ultravioleta UV en superficie es realmente el resultado de:

-  Pronósticos separados de la columna total de ozono y nubes.

- Un modelo radiativo para la estimación de la radiación UV que llega a superficie

-  Datos como la posición geográfica del lugar y la época del año.

- (Eventualmente aerosoles, gases contaminantes y la observación de la radiación UV en la superficie terrestre).

En 1992 Canadá empezó a desarrollar pronósticos de radiación UV y creó el término índice UV, (“UV Index”). Poco tiempo después, varias naciones empezaron a pronosticar la radiación UV para el día siguiente. Se tiene como ejemplo, el Servicio Nacional de Meteorología (National Weather Service, NWS) y la Agencia de Protección Ambiental (EPA, por su sigla en inglés) de Estados Unidos, que realizan una predicción diaria desde 1994 del índice UV, que ofrece un pronóstico de los niveles de radiación UV para el día siguiente, en una escala de 1 a 11+, a fin de que las personas puedan determinar las conductas adecuadas para protegerse del Sol, a través de un cálculo que integra cinco tipos de datos para obtener la cantidad de radiación que actúa sobre la superficie de 1m2 durante el mediodía solar. Esta simple predicción numérica es clasificada por la Agencia de Protección Medioambiental (EPA) en cinco "niveles de exposición" con las medidas de protección recomendadas por la OMS para cada nivel.

Paralelamente, la OMM en su “Meeting of Experts” en, 1994, y 1997 no solamente redefinió el término Índice UV, sino que además creó estándares para su pronóstico.

En Estados Unidos el índice UV se calcula mediante el pronóstico de los niveles de ozono, un modelo numérico que relaciona los niveles de ozono con la incidencia UV en la superficie terrestre (nivel de radiación entrante), el pronóstico de la nubosidad y la altitud de las ciudades en las que se realiza el pronóstico. Otros países emplean además la medición de la radiación en la superficie terrestre.

Por otro lado, varios países en Latinoamérica (Chile, Argentina, Costa Rica, Panamá, entre otros) también utilizan procedimientos similares al que se aplica en EE.UU y debido a sus buenos resultados es el que se piensa implementar en Colombia.

Metodología

En resumen, la metodología se basa en el pronóstico de la cantidad de ozono total y su incorporación a un modelo radiativo para estimar la cantidad de radiación UV en superficie que se traduce a la escala del indicador UV.

El cálculo comienza con el pronóstico de los niveles de ozono de los días siguientes en distintos lugares del país, por medio del modelo GFS (Global Forecasting System, desarrollado por el National Centers for Environmental Prediction –NCEP- de la NOAA) de alta resolución (25km x 25km). Estos datos se expresan en Unidades Dobson (U.D. unidad de medida para determinar la cantidad de ozono en toda la columna atmosférica).

A continuación se recurre a un modelo radiativo (en nuestro caso, utilizaremos el modelo TUV, Versión 5.3.1) para determinar la cantidad de radiación UV que llega a la superficie terrestre con una longitud de onda entre 280 y 400 nm (que representa el espectro total de longitud de onda UV y la máxima irradiancia efectiva durante el día) para producir un índice de  dosis eritematógena, teniendo en cuenta la hora del día (mediodía solar), el día del año, la altitud (en superficie, la radiación UV experimenta un aumento de alrededor del 10% por cada kilómetro que nos elevemos sobre el nivel del mar) y el cubrimiento de las nubes (inicialmente se asumirán cielos despejados). Si el cielo está despejado, es posible que el 100% de la radiación UV solar llegue a la superficie terrestre, proporción que baja al 89% cuando el cielo está parcialmente nublado, al 73% con el cielo prácticamente cubierto y al 31% con el cielo completamente cubierto. Esta radiación representa el efecto total que tendrá la radiación UV sobre la piel en un día determinado.

El cálculo del índice UV no contempla los efectos de las variaciones del reflejo según la superficie (arena, agua, nieve, etc.), los agentes contaminantes de la atmósfera o la bruma.

En las siguientes páginas de Internet se reporta el pronóstico del índice UV para diferentes ciudades del país:

1. tutiempo.net

https://www.tutiempo.net/

En el buscador de la parte superior, se introduce el nombre de la ciudad (ejm. Bogotá) y después se selecciona el botón “Detallado” de fondo verde. Se presenta el pronóstico del índice ultravioleta máximo y la cantidad de ozono total en las principales ciudades de Colombia para el día de hoy y los próximos cinco días. También se reporta la hora de salida y puesta de Sol. Los datos del índice UV son válidos en el supuesto de cielo despejado y de acuerdo al seguimiento que se ha hecho estos son muy acertados (aunque a veces está un poco por encima).

2. weather.com

http://www.woespana.es/weather/maps/forecastmaps?LANG=es&CONT=samk&REGION=0016&LAND=CO&LEVEL=4&R=300

Se presenta un mapa con el pronóstico del índice ultravioleta máximo para 18 puntos de Colombia para el día presente y opciones para consultar el índice para los próximos cuatro y ocho días. Los datos del índice UV son válidos en el supuesto de cielo despejado.

Específicamente en la siguiente página, se presenta el índice UV para la ciudad de Bogotá:  http://www.woespana.es/Colombia/Bogota/IndiceUV.htm . De acuerdo al seguimiento que se ha hecho en esta página para la ciudad, los valores del IUV siempre permanecen en 8, 9 y 10 y no varían mucho, cuando es sabido que en la ciudad es normal de que se presenten valores por encima de 11.

3. Clima.msm

http://clima.msn.com/region.aspx?wealocations=Colombia

En el buscador se introduce el nombre de la ciudad y se presentan las condiciones actuales y para los próximos cuatro días (temperatura máxima y mínima y el pronóstico del tiempo).  Al seleccionar el botón “DETALLES” se presenta para cada día el pronóstico del índice ultravioleta. Los datos del índice UV son válidos en el supuesto de cielo despejado.

Específicamente en la siguiente página, se presenta el índice UV para Bogotá y de acuerdo al seguimiento que se ha hecho estos son muy acertados:

http://clima.msn.com/hourly.aspx?wealocations=wc:COXX0004&q=Bogot%c3%a1%2c+COL+forecast:hourly

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https://kunden.dwd.de/uvi_de/index.jsp

En esta página alemana se presenta el pronóstico diario del índice UV para todos los países del mundo para el día actual y el siguiente, a través de mapas a nivel global con el pronóstico del índice UV con nubosidad y con cielos despejados, tal como se presenta en la figura 6:

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En las siguientes páginas de Internet se reporta el pronóstico del índice UV para diferentes países:

En chile

http://www.meteochile.cl/PortalDMC-web/otros_pronosticos/indice_radiacion_uv/informacion_general.xhtml

En esta dirección se presenta una explicación sobre la radiación ultravioleta y el índice UV y se resume la metodología para su pronóstico. En la siguiente dirección se presenta el valor máximo medido del IUV para los últimos 10 días en diferentes sitios del país (en 25 puntos), así como el máximo valor medido del día anterior (y la hora) y el máximo valor pronosticado para el día de mañana:

http://www.meteochile.cl/PortalDMC-web/otros_pronosticos/radiacion_uv.xhtml

En Estados Unidos

http://www.epa.gov/sunwise/es/calcula.html

En esta dirección se presenta un resumen de la metodología para pronosticar el índice UV y el valor pronosticado del índice para diferentes sitios del país, así como las recomendaciones de protección según el IUV.

Descripción del modelo TUV

Para los pronósticos del índice UV se utiliza el modelo de Transferencia Radiativa TUV, versión 5.3.1 (Tropospheric Ultraviolet and Visible Radiation Model) desarrollado por el Dr. Sasha Madronich en la División de Química Atmosférica del Centro Nacional para la Investigación Atmosférica (National Center for Atmospheric Research NCAR, EE.UU.) en Boulder, Colorado. Este modelo calcula la radiación solar de onda corta en la atmósfera de la Tierra y permite evaluar las contribuciones relativas de los componentes atmosféricos y pronosticar el Índice UV en condiciones de cielo despejado y en condiciones de cielo nublado.

El modelo TUV permite realizar cálculos en el rango de longitudes de onda entre 100 nm y 1000 nm para el cálculo de: irradiancias espectrales y la integrada, el flujo espectral, el factor de amplificación de radiación (RAF), coeficientes de tasa de fotolisis y la irradiancia efectiva biológicamente (dosis eritemática).

El modelo TUV permite, además:

-  El cálculo de un importante número de variables, entre las cuales se destacan las contribuciones de la radiación directa y difusa.

- La posibilidad de realizar simulaciones en las cuales se pueden variar las longitudes de onda y la altitud.

-  Evaluar la dependencia de la temperatura y la presión, absorción de ozono y de dióxido de sulfuro y el efecto de scattering debido al cambio de densidad del aire.

-  Permite incorporar, si se cuenta con información meteorológica, el efecto de la nubosidad sobre las dosis eritémáticas que se miden a nivel del suelo sobre un lugar geográfico específico.

-  Considerar el efecto de los aerosoles (contribuciones de Rayleigh y de Mie) sobre la radiación solar ultravioleta que se recibe a nivel del suelo.

La distribución angular de la intensidad (o radiancia) en este modelo está representada por una función simple que permite expresar la ecuación íntegro-diferencial de transferencia radiativa en términos matemáticamente resolubles, utilizando el esquema delta-Eddington para su resolución. El código en el cual está escrito el programa es Fortran-77.

El mayor cambio realizado al modelo TUV en la versión 5.3.1, está basada en una actualización al modelo de radiación UV reflejada, el cual se encuentra enfocado en una optimización de algoritmos para obtener la reflexión de la radiación UV y así poder calcular de forma asertiva el índice ultravioleta.

El modelo trabaja con el perfil de temperaturas del aire estándar de Estados Unidos obtenido en 1976. En caso de contar con perfiles de similar rango de validez más recientes, es posible incorporarlos en el programa.

El modelo TUV considera la curvatura de la tierra, variable importante cuando el Sol se encuentra cerca del atardecer o del amanecer.

En este modelo se utiliza la aproximación del método two-stream y los parámetros que se correlacionan con el Índice UV son: el valor máximo promedio de la irradiancia durante el mediodía local, el día juliano (el día del año), la fracción de nubosidad durante el mediodía local (para nuestro caso se asumirá cielo despejado), el valor pronosticado de la columna de ozono, la declinación solar, la latitud, longitud y la altitud del sitio al cual se va aplicar el modelo.

El TUV puede incluir la atenuación producida por aerosoles y capas estratificadas de nubes de diferentes espesores ópticos. El modelo TUV está disponible en la siguiente dirección: https://www2.acom.ucar.edu/modeling/tropospheric-ultraviolet-and-visible-tuv-radiation-model

Aplicación del modelo TUV y pronóstico del Índice UV

El modelo TUV y la metodología descrita a continuación, ha sido validada y ajustada en la ciudad de Bogotá entre el 21 y el 27 de enero del 2002 (periodo en el cual predominaron cielos despejados), incorporando datos de ozono medidos por el sensor TOMS (Total Ozone Mapping Spectrometer - Espectrómetro para el trazado de mapas de Ozono Total), portado en el satélite Earth Probe de la NASA (el cual fue operativo hasta el 2005), generando el pronóstico del máximo valor del IUV para las horas alrededor del medio día y para cielos despejados.

Inicialmente se abre el ejecutable del programa TUV que se llama Run_tuv que se encuentra en la carpeta: TUV 5.3.1\tuv5.3.1.exe\tuv5.3.1.exe. También se puede correr pulsando la aplicación tuv en la carpeta: TUV 5.3.1\tuv5.3.1.exe\tuv5.3.1.exe. \tuv.

Después de abierta la ventana del programa se pulsa Enter para continuar y se escoge la opción uno (1). Se escribe el nombre del archivo de entrada: defin1 (a este se le modifican los parámetros de entrada y se convierte en usrinp) u otro creado con diferente nombre.

El archivo de salida por defecto es usrout, pero se puede cambiar el nombre.

A continuación, se pueden modificar los valores que por defecto trae el modelo para cada variable, digitando el nombre de la variable (en minúscula) y pulsando <enter>, después se coloca el nuevo valor de la variable y se pulsa <enter>. Los valores que se modificaron para las diferentes variables en el modelo son los siguientes:

nstr = -2 (número de pantallas para transferencia radiativa).

lat = 4.7 (valor con decimales, donde el norte es positivo y sur negativo).

lon = -74.1 (valor con decimales, donde el oriente es positivo y occidente negativo).

tmzone = -5 (tiempo zonal)

iyear = 2002 (año)

imonth = 1 (mes)

iday = 22 (día)

zstart = 2.547 (elevación de la superficie en km sobre el nivel del mar)

zstop = 80.0 (altura del tope de la atmósfera en km sobre el nivel del mar)

nz = 78 (número de niveles igualmente espaciados en la atmósfera)

wstart = 280 (longitud de onda inferior del primer intervalo. Debe ser mayor a 100 nm).

wstop = 400 (longitud de onda superior del último intervalo. Debe ser menor a 1000 nm).

nwint = 120 (número de intervalos de longitud de onda igualmente espaciados entre wstart y wstop).

tstart = 6.0 (hora inicial, no puede ser menor a cero).

tstop = 18.0 (hora final no puede ser menor a cero).

nt = 13 (número de rangos horarios).

o3col = 260.1 (ozono total en la columna atmosférica para el día en cuestión)

so2col = 0.0 (dióxido de azufre en la columna atmosférica)

no2col = 0.0 (dióxido de nitrógeno en la columna atmosférica)

Alsurf = 0.20 (albedo de superficie con valores entre 0 y 1). Para este caso se asume el valor del albedo como fracción (no como porcentaje) y se toma el valor de 0.20, correspondiente a suelo con vegetación (tipo prado), de acuerdo a las opciones de tipo de suelo de la tabla 6

Tabla 6. Albedos típicos para diferentes tipos de suelos

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taucld = 0.0 (nubosidad) Para nuestro caso asumimos cielo despejado.

zbase = 4.0 (Altitud en km sobre el nivel del mar de la base de las nubes).

ztop = 5.0 (Altitud en km sobre el nivel del mar del tope de las nubes).

tauer = 0.235 (valor por defecto de la profundidad óptica vertical de los aerosoles en 550nm).

ssaaer = 0.99 (valor por defecto del albedo de dispersión de los aerosoles).

zout = 2.550 (Altitud en km sobre el nivel del mar para la cual se desea la corrida). Si los valores se estiman en superficie entonces zout=zstart

nms = 7 (número de funciones espectrales seleccionadas para la salida, en otras palabras, habilita los productos).

Después de cambiar los datos de las variables en el programa, tal como se presentan en la figura 7, se presiona <enter> para continuar y el programa preguntará si se salvan las modificaciones o no. Se escoge la opción 1 para salvar el archivo de entrada, siendo usrinp el nombre del archivo por defecto y después se presiona <enter>. Se puede escribir un nombre nuevo para el archivo de entrada cuando se estén realizando las modificaciones.

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Finalmente, el programa pregunta si se desean realizar más cálculos, escogiendo la opción NO, presionando <enter> y enseguida el programa se cierra. Posteriormente se pueden consultar los resultados en el archivo de salida, el cual se generará en la carpeta que se ubica UN NIVEL SOBRE la carpeta que contiene el ejecutable.

Los resultados obtenidos de la aplicación del modelo en enero de 2002 para la ciudad de Bogotá, fueron:

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En la tabla anterior se presenta, para el 22 de enero de 2002, el pronóstico del índice con tres valores de nubosidad diferentes, donde el valor de 0.0 corresponde a cielos despejados y el valor de 1.0 corresponde a cielos totalmente cubiertos. Se observa que el cálculo del índice no varía tanto (como se esperaba) para los diferentes valores de nubosidad en la versión anterior del modelo (la 4.4), pero en la nueva versión, con cielos despejados y para el mismo día, el valor pronosticado (13.2) se acerca más al valor medido. En general, los resultados de la nueva versión del modelo se ajustan ligeramente más y no genera valores tan altos como en la versión anterior.