Si el agua absorbe luz UV e IR, ¿por qué nos quemamos al nadar?

Este es el espectro de absorción de agua.

Da el coeficiente de absorción [matemática] \ alfa [/ matemática] (en metros inversos) en función de la longitud de onda. Entonces, si tiene luz de una longitud de onda dada que atraviesa [math] x [/ math] metros de agua, la fracción de luz [math] I / I_0 [/ math] que pasa es

[matemáticas] I / I_0 = e ^ {- \ alpha x} [/ matemáticas]

con [math] \ alpha [/ math] correspondiente a esa longitud de onda.

La luz infrarroja no le causará quemaduras solares, así que echemos un vistazo a la parte UV del espectro. Alrededor del 95% de la radiación UV que llega a la superficie de la Tierra es luz UVA, que se encuentra entre longitudes de onda de 320-400 nm. Puede ver en el gráfico que el coeficiente de absorción en esta región está entre aproximadamente [matemática] 10 ^ {- 2} [/ matemática] y [matemática] 10 ^ {- 1} [/ matemática] por metro. Es decir, si está nadando a una profundidad de 1 metro, la fracción de luz que atraviesa esta profundidad es

[matemáticas] I / I_0 = e ^ {- 1/10} \ aprox. 0.9 [/ matemáticas]

Por lo tanto, más del 90% de la luz UVA llega a su piel, causándole quemaduras solares. Ahora, eso supone que está nadando a una profundidad constante de un metro, lo que probablemente no es así. Si estás cerca de la superficie, el agua no absorbe casi nada de la luz UVA dañina.

Nota: no tomé en cuenta la reflexión. Sin embargo, agrega solo una pequeña corrección. Para la luz visible no polarizada, menos del 10% se refleja desde la superficie del agua (suave) para ángulos de incidencia de hasta 65 grados. Para la luz UV, es probable que sea muy similar.

Editar: Se señaló que las quemaduras solares provienen principalmente de rayos UVB (280–320 nm). La absorción en este rango está más cerca de [matemática] 10 ^ {- 1} [/ matemática] por metro, que ya había explicado.

Debido a que solo absorbe un poco, ciertamente a las profundidades que un humano típicamente nada (y puede notar que sus peores quemaduras de natación son la cara, los hombros y la espalda o el estómago, dependiendo de qué tan arriba estaba nadando, las partes que gastaron) mucho tiempo fuera del agua o a unas pocas pulgadas de la superficie). No tiene nada como la absorción del bloqueador solar.

Y algo bueno también, de lo contrario el agua alrededor de sus pies se congelaría mientras que alrededor de su cuello estaría incómodamente caliente, y cuando bajara más de unos pocos metros, el agua se convertiría en hielo.

Si baja varios cientos de metros, la mayoría de los rayos IR y UV desaparecen, pero cuando nada en una piscina o en el mar, realmente no va más allá de dos metros, y una buena parte de su cuerpo es menos de medio medio metro de profundidad, que es una cantidad de agua que ofrece poco más que un simple disipador de calor para su piel.

Todo es cuestión de grados de exposición. Si está nadando lo suficientemente cerca de la superficie para obtener aire, aún está expuesto a algunos rayos UVB y UVA principalmente. Además, nadar cerca de la superficie aún tendría ciertas áreas continuamente expuestas sobre la superficie, como la cara, el cuello y los hombros. Cuanto más profundo vayas, más luz UV y visible se absorbe. Pero el hecho de que el agua haga que su piel se sienta “fresca” cuando en realidad está recibiendo daño de los rayos UV, puede dar una falsa sensación de seguridad y puede flotar cerca de la superficie durante horas. Por ejemplo, en el aire seco, puede notar que su piel se calienta notablemente después de “quemarse” en 20 minutos, mientras que puede producirse una cantidad similar de quemaduras en 40 o 60 minutos bajo aguas poco profundas, pero es posible que ni siquiera note que su piel se calienta. y puedes soportar los rayos del sol por más tiempo. Por supuesto, “nadar” hacia arriba y hacia abajo reducirá la cantidad de exposición en comparación con solo flotar cerca de la superficie, no lo elimina por completo (a menos que esté por debajo de 200 metros).