Sección de
Radiación Solar
del Instituto de Geofísica de la UNAM

Se mide la variabilidad espacial y temporal de los principales parámetros de las partículas atmosféricas emitidas en zonas urbanas. Las emisiones en ciudades con alta actividad antropogénica pueden provocar un importante forzamiento climático directo e indirecto, pero la magnitud de ese forzamiento sigue siendo muy incierta. Las mediciones a largo plazo pueden mejorar el conocimiento de las características globales de los aerosoles y de sus cambios temporales.

Es fundamental conocer las propiedades físicas y químicas de los contaminantes atmosféricos, y para ello se utilizan diversos métodos de laboratorio. Las técnicas de espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) y fluorescencia de rayos X (XRF) son muy eficaces para este fin. Además, se han realizado estudios de microscopía electrónica de barrido (SEM) y microscopía electrónica de transmisión (TEM) para explorar las propiedades morfológicas de los agregados voluminosos formados por el aerosol atmosférico. Se ha empleado la espectroscopia de fotoelectrones rayos-X (XPS) y técnicas de análisis con haces de iones (IBA, por sus siglas en inglés), para estudiar la hibridación, determinar la densidad de área (átomos/cm2) y la pureza de los materiales empleados en el estudio químico del hollín.

En esta línea se investiga como la radiación solar incide en las regiones focales de diversos sistemas de concentración solar. La forma en que se distribuye la radiación solar concentrada determina la eficiencia de aprovechamiento de cada sistema, así como las características y el diseño de los sistemas de concentración, su durabilidad y estrategias de mantenimiento.

El pronóstico y la reconstrucción de la radiación solar constituyen un área de investigación vital para comprender y analizar la variabilidad de la energía solar que llega a la Tierra. Esta radiación solar es fundamental para una variedad de procesos naturales y actividades humanas, incluida la agricultura, la generación de energía renovable y la climatología. El pronóstico de la radiación solar emplea modelos climáticos, modelos de inteligencia artificial y métodos estadísticos para integrar datos observacionales. El pronóstico de la radiación solar es fundamental para una variedad de aplicaciones, incluida el diseño de sistemas de aprovechamiento, así como en la gestión de la generación eléctrica con tecnologías solares y su suministro a la red eléctrica. Así mismo es relevante para la planificación urbana y agrícola y la evaluación de riesgos climáticos. La reconstrucción de la radiación solar implica la estimación retrospectiva de la radiación solar en períodos pasados utilizando datos observacionales y modelos climáticos. Esto permite comprender la variabilidad histórica de la radiación solar y su impacto en el clima y el medio ambiente. Se utilizan técnicas estadísticas y modelos físicos para integrar datos de estaciones meteorológicas, mediciones satelitales y registros climáticos históricos, lo que permite reconstruir series temporales de radiación solar con alta precisión y resolución temporal.

La actividad solar abarca los procesos dinámicos y magnéticos, que incluyen la emisión de radiación electromagnética, partículas cargadas y el viento solar. La actividad solar muestra una variabilidad cuasi-cíclica, en los que se observan diversos fenómenos magnéticos que desencadenan emisiones significativas de energía y partículas cargadas hacia el espacio. Estos eventos pueden afectar de diferente manera la vida y las actividades humanas. Por ello, se destaca la importancia del estudio de la actividad solar. Además, la energía solar constituye la principal fuente de energía para el clima terrestre, la actividad solar puede ejercer influencia sobre los procesos climáticos del planeta. Comprender esta relación es crucial para mejorar las proyecciones climáticas y desarrollar estrategias efectivas de mitigación y adaptación. Además, tiene aplicaciones prácticas en áreas como la navegación espacial, la comunicación satelital y la protección de infraestructuras críticas frente a eventos solares extremos. Este empeño desarrolla una investigación interdisciplinaria que incluye la física del espacio y la astrobiología. Esta línea integra datos observacionales de la actividad solar, modelos climáticos y análisis de datos climáticos históricos.

La radiación solar al igual que cualquier otro recurso natural, requiere un inventario espacio temporal que cubra todo el país. Así como el registro de la calidad de los datos. En el caso de México esto es un problema complejo, debido su gran variedad de climas y relieves orográficos. Es necesario la aplicación de diferentes modelos tanto numéricos como satelitales en diferentes espectros de la radiación solar. También se requiere considerar las características específicas de las tecnologías para aprovechar el recurso solar.

El conocimiento de la distribución espacial y temporal de la radiación solar es fundamental para el óptimo aprovechamiento de este recurso natural, ya sea a través de sistemas de generación eléctrica o de calor, o a través de diseños bioclimáticos buscando la sustentabilidad (sistemas pasivos). Sin embargo, se deben considerar aplicaciones de beneficio en la salud tanto humano, como animal y vegetal. La caracterización de las componentes espectrales que recibimos desde el Sol repercute en todos los seres vivos que habitamos la superficie de la Tierra. Tal es el caso de la radiación solar ultravioleta, la determinación de la Capa de Ozono, la radiación fotosintéticamente activa, la radiación infrarroja de la atmósfera, entre otras. De aquí la importancia del conocimiento del clima solar en sus diferentes componentes en la superficie de la Tierra.

Es una línea de investigación para comprender y pronosticar fenómenos naturales utilizando herramientas de Inteligencia Artificial (IA) y Ciencias de Datos (CD). Estas herramientas permiten desarrollar escenarios a diferentes escalas como pueden ser a corto, mediano y largo plazo, así como establecer pronósticos estadísticos de eventos críticos para el planeta y la actividad humana (huracanes, terremotos, inundaciones, incendios forestales, sequías y otros fenómenos). El avance en el desarrollo de algoritmos de IA y de CD, junto con el aumento en la disponibilidad de datos y la mejora en la capacidad computacional, ofrece nuevas herramientas para mejorar nuestra comprensión y capacidad para enfrentar los desafíos asociados con los fenómenos naturales. La reconstrucción de eventos naturales pasados es fundamental para comprender la frecuencia, intensidad y variabilidad de estos eventos a lo largo del tiempo. Mediante las técnicas de IA se analizan registros históricos, datos paleoclimáticos, geológicos y otros datos indirectos para reconstruir eventos pasados, como son erupciones volcánicas, cambios en el nivel del mar y variaciones climáticas.

La percepción remota es una técnica que utiliza dispositivos y sensores ubicados en plataformas terrestres, aéreas y/o satelitales para obtener información sobre un fenómeno natural, superficie terrestre u otros objetos. Esto permite obtener información sobre diferentes características geográficas, ambientales, atmosféricas y otros fenómenos de manera no evasiva. La percepción remota abarca una amplia gama de aplicaciones, desde la cartografía y el monitoreo ambiental hasta la gestión de recursos naturales y la vigilancia atmosférica. La interpretación y análisis de los datos obtenidos mediante percepción remota requiere el uso de técnicas avanzadas de procesamiento de señales, imágenes y análisis geoespacial.

El radón es un gas radiactivo natural y el isótopo 222 se emplea para determinar posibles fallas estructurales geológicas o de construcción, así como factor de riesgo a la salud.

Las trazar nucleares se presentan en polímeros mediante la afectación de su estructura, marcando “huecos” que se denominan trazas. La adición de un dopante a la estructura inicial altera las propiedades eléctricas de los polímeros.

La presencia de diversos materiales geológicos en sitios arqueológicos, llevan a conocer sus propiedades electrostáticas, esto permite determinar el origen del cual se extrajo dicho mineral, por lo que se puede emplear en piezas arqueológicas sin dañarlas.

El litio es un elemento que se emplea de forma generalizada en componentes electrónicos, las fuentes de litio como las pegmatitas pueden ser aprovechadas para extraerlo y obtener salmueras de forma ecológica y su posterior reconcentración u obtención de carbonato empleando energía solar.

El impacto de las minas de extracción de minerales es alto, por lo que la agro-minería es una respuesta para la explotación minera de yacimientos someros y/o la recuperación de metales en jales, obteniendo los metales y biomasa, lo que reduce significativamente el impacto ambiental y fomenta la actividad agrícola con mínima inversión