El balance energético es una cuenta de entradas, salidas y cambios de energía. Permite entender por qué recibir sol no equivale a calentar inmediatamente el aire: una parte puede reflejarse, otra viajar con la evaporación y otra entrar en el suelo. Estos ocho ejercicios propios enseñan a ordenar la cuenta antes de interpretar un número. Todos los datos son educativos, independientes y prescritos, sin estación o episodio reconstruidos. Intenta resolver cada pregunta antes de leer la solución. El objetivo es poder explicar qué significa el resultado y qué información falta, además de obtener una cifra correcta.

1. ¿Cuánta radiación queda después de las salidas?

Pregunta: llegan 650 W/m² solares y se reflejan 130. La radiación térmica aporta 340 desde arriba y salen 410. ¿La ganancia radiativa es 650? Solución: solar neta 650−130=520; térmica neta 340−410=−70; total 450 W/m² entrantes. Neta significa entrada menos salida. Un vatio es un julio por segundo y aquí se reparte por metro cuadrado. El signo negativo de la parte térmica indica una pérdida que reduce la ganancia solar. No se ha calculado todavía cuánto almacena el material. Los valores comparten superficie y periodo por hipótesis; mezclar una media diaria y un instante impediría esta suma aunque ambas cifras llevaran W/m².

2. ¿Dónde puede almacenarse la energía?

Pregunta: una interfaz ideal, sin espesor ni masa, recibe 450 W/m² de radiación neta y entrega 100 al aire por intercambio térmico y 300 mediante evaporación. ¿Cuánto conduce al material inferior? Solución:450−100−300=50 W/m². La interfaz ideal equilibra flujos y no almacena. Ahora considera una capa con espesor que recibe esos 50 por arriba y pierde 20 por su base: almacena 30 W/m². Son cuerpos distintos. El sensible es intercambio asociado a diferencias térmicas; el latente lleva energía ligada al cambio de fase. Equilibrio de la frontera ideal no significa que todo el suelo mantenga temperatura constante. Hay que decir a qué cuerpo pertenece cada cuenta.

3. ¿Cómo se pasa del almacenamiento a grados?

Pregunta: una capa material acumula 30 W/m² durante 2400 s, con capacidad por área 240000 J/(m²·K). Se mantienen constantes los valores y no faltan procesos ni cambios de fase. Solución: energía 30×2400=72000 J/m²; aumento 72000/240000=0,30 K. La capacidad indica cuánta energía necesita el cuerpo para cambiar su temperatura. Este intervalo equivale a un aumento de 0,30°C, no a una temperatura absoluta de 0,30°C. No es pronóstico de temperatura del aire: se ha calculado la respuesta de la capa definida. Si hubiera fase todavía pendiente o entradas que cambian, habría que completar la cuenta antes de aplicar esta conversión.

4. ¿Qué lámina equivale a un flujo evaporativo?

Pregunta: se prescriben 196 W/m² de flujo latente evaporativo constantes durante 1800 s. Usa calor de vaporización aproximado 2450000 J/kg cercano a 20°C y densidad del agua 1000 kg/m³. Solución: energía 352800 J/m²; masa 352800/2450000=0,144 kg/m²; lámina 0,144 mm. Es equivalente de agua evaporada durante media hora. No lluvia recogida ni dosis de riego recomendada. La cifra no procede de un porcentaje de humedad: el flujo era una entrada. La conversión conserva la energía de fase una vez; restarla de nuevo después de incluir el flujo latente duplicaría la misma transferencia dentro del presupuesto.

5. ¿Qué cambia al leer una ficha de modelo?

Pregunta: dos datos educativos con la definición de ECMWF son−360000 J/m² de sensible y−441000 J/m² de latente, ambos integrados en 1800 s. ECMWF cuenta positivo hacia abajo. ¿Son−360000 y−441000 W/m²? Solución: dividir por 1800:−200 y−245 W/m² en esa convención. Expresados como salidas desde la superficie, son sensible 200 y latente 245. La suma saliente 445 no determina radiación neta o almacenamiento. No son datos extraídos de un modelo real. El periodo debe comprobarse en cada producto: no se supone automáticamente una hora, ni se mezclan valores integrados con flujos instantáneos por compartir colores en un mapa.

6. ¿Cuál es la media de dos tramos distintos?

Pregunta: el sensible saliente es 120 W/m² durante 30 minutos y 60 durante 90 minutos. ¿La media de dos horas es 90? Solución: pasar a segundos:1800 y 5400. Las energías son 216000 y 324000 J/m²; total 540000. Dividir por 7200 s da 75 W/m². El promedio simple 90 daría a ambos tramos igual duración, que no tienen. Esta operación no predice cómo cambió la temperatura durante esas horas. Sólo integra el flujo prescrito. Conservar inicio, final y huecos de una serie es tan necesario como conservar unidades; un tramo sin datos no debe rellenarse con cero para completar la media.

7. ¿Una diferencia señala qué sensor falla?

Pregunta: unas estimaciones educativas dan radiación neta 250, sensible 80, latente 140 y conducción saliente 20 W/m². Se estima además almacenamiento 5. ¿Qué queda sin explicar? Solución:250−80−140−20=10; al restar almacenamiento 5 queda residuo 5 W/m². No identifica automáticamente una avería ni autoriza sumar 5 a evaporación. Podrían faltar procesos, compatibilidad temporal o representatividad; aquí no se ha analizado ninguna campaña. La conservación relaciona términos, pero una diferencia no decide cuál se estimó mal. La respuesta completa mantiene visible el residuo y explica qué comprobación adicional permitiría contrastar una causa, en lugar de corregir por comodidad el término menos conocido.

8. ¿Cómo se compara sensible y latente?

Pregunta: sensible 80 y latente 320 W/m² son salientes bajo la misma convención. ¿Qué vale su relación de Bowen? Solución:80/320=0,25, sin unidades. Compara dos flujos, no temperatura o probabilidad de lluvia. Si latente fuera 0, la división quedaría indefinida, no sería 0. Otro escenario con sensible 80 y latente−20 daría−4: signos distintos, con latente entrante. No se ha identificado una superficie real o recuperado el balance completo. Antes de comparar relaciones hay que comprobar convenciones y si el denominador está cerca de cero, porque entonces pequeños cambios pueden alterar mucho el cociente.

9. Errores comunes y buenas prácticas

Los tropiezos se concentran en confundir solar recibida con radiación neta, W/m² con J/m², interfaz ideal con capa material y evaporación con lluvia. Escribe primero qué cuerpo y periodo estudias; después cada entrada con unidad y dirección. Comprueba la operación inversa: energía dividida por duración debe recuperar flujo medio. Define las palabras: conducción es transferencia a través del material; almacenamiento es cambio de su energía; residuo es lo todavía no explicado. Una respuesta honesta puede ser «falta capacidad» o «falta periodo». Los ejercicios resuelven sólo lo que sus entradas permiten.

10. Resumen y claves finales

Primero completa radiación; después intercambios y almacenamiento del cuerpo elegido. Multiplica flujo por tiempo para energía, y usa capacidad únicamente cuando el presupuesto térmico esté completo. Para evaporación, conserva fase, constante y periodo. En productos de modelo revisa definición y signo; en series temporales pondera por duración. El residuo necesita investigación y Bowen necesita denominador válido. Entender esas condiciones permite corregir una cuenta y también detener una interpretación que se adelanta a los datos, sin convertir un ejercicio educativo en observación o pronóstico local.

Fuentes y lecturas recomendadas

• Stull: conservación, superficie ideal y flujos.
• FAO: energía, evaporación y condiciones del balance.
• ECMWF: energía sensible integrada y convención de signo.
• ECMWF: energía latente integrada y periodo.
• NIST: potencia, energía y diferencias de temperatura.

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