El granizo es un fenómeno natural de origen meteorológico que representa una amenaza para diferentes sectores productivos, siendo indudablemente el sector agrícola el más vulnerable debido su potencial para afectar cultivos y plantaciones. Es por esto que desde hace varias décadas se han concentrado esfuerzos en entender su física y establecer acciones que permitan mitigar su impacto. 

* Este artículo fue publicado en la Revista Geociencias SURA | Edición 4 | Diciembre de 2018. 

 

¿Cómo se forma el granizo?

Existen varios fenómenos naturales de origen meteorológico que presentan un gran potencial de afectación sobre las vidas humanas y los bienes materiales: huracanes, tornados, descargas atmosféricas, ráfagas de viento, lluvias torrenciales y granizadas.

Todos estos fenómenos tienen su origen en tormentas eléctricas, las cuales son sistemas con escalas espaciales que pueden variar desde unos pocos hasta algunos cientos de kilómetros, y escalas temporales que fluctúan desde algunos minutos hasta varias horas.

Los sistemas climáticos caracterizados por estas condiciones espacio temporales son conocidos en meteorología como sistemas de mesoescala, y están formados por masas de nubes cumulonimbus, comúnmente denominadas nubes de tormenta.

Las cumulonimbus corresponden al tipo de nubes con mayor altura que se pueden apreciar en la atmósfera. Son nubes convectivas, densas y potentes, que se diferencian de los demás tipos de nubes, debido a que su dinámica de formación hace que estas presenten estructuras de gran desarrollo vertical, pudiendo alcanzar alturas hasta de 22 km sobre la superficie terrestre, especialmente en el trópico.

Su formación se presenta cuando hay un alto gradiente de temperatura entre la superficie terrestre u oceánica, y las capas superiores de la atmósfera, lo cual da como resultado un ascenso de masa de aire húmedo y cálido que incrementa la altura de la columna de estas nubes en un proceso conocido como convección.

La formación de las cumulonimbus es frecuente en regiones que presentan un alto relieve topográfico, ya que los efectos orográficos favorecen los procesos convectivos que dan origen a este tipo de sistemas, y una vez formados pueden viajar, dependiendo de la velocidad y dirección de los vientos hacia regiones de llanura, llegando incluso hasta zonas costeras, como explica el Ph.D. Pablo Alberto Mercuri, Director del Centro de Investigación de Recursos Naturales del Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria de Argentina (INTA).

Es importante tener en cuenta que a pesar de que el fenómeno está directamente asociado a las cumulonimbus la formación de este tipo de nubes no implica necesariamente que haya procesos de formación de granizo. Stanley A. Changnon, estimó por ejemplo que solo el 60% de las tormentas eléctricas pueden dar origen al fenómeno.

Adicionalmente, aun cuando una nube cumulonimbus presenta las condiciones que garantizan la formación de granizo, es posible que este nunca llegue a la superficie terrestre, debido a que puede entrar en contacto con parcelas de aire cálido que se concentran cerca al suelo y cambian su estado sólido a líquido, causando que se precipite en forma de lluvia. Es por esta razón que las tormentas eléctricas rara vez producen granizo en regiones climáticas cálidas.

Por otra parte, respecto a la proporción entre la precipitación sólida y líquida que puede generar una cumulonimbus, Gokhale, 1975, estimó en sus estudios que el volumen de granizo que llega a la superficie terrestre es menor al 10% del volumen de lluvia producido por una tormenta eléctrica, y que este se precipita a una velocidad aproximada de 150 km/h.

 

El granizo que se precipita a tierra alcanza velocidades hasta de 150 km/h.

 

Granizo como riesgo agrícola 

El granizo puede tener impactos negativos para bienes y propiedades como casas, autos, embarcaciones, aeronaves, y ocasionalmente puede ser peligroso para la ganadería e incluso de manera excepcional, para las vidas humanas. Sin embargo, es posible afirmar que el sector más vulnerable a este tipo de fenómeno natural es el agrícola. 

El impacto que tiene el granizo para el sector agrícola se verifica en el caso de Argentina, donde la mayoría de la facturación de los seguros agrícolas corresponden a protección contra granizo (95%) y en menor medida, al seguro multiriesgo, en este último caso vinculado al desarrollo de políticas integrales de riesgo, como expresa María Fernanda Muñoz, Subgerente de Riesgos Agrícolas de Seguros SURA Argentina.

De forma general, los daños que el granizo puede causar sobre los bienes y las propiedades dependen principalmente de las características del evento como tamaño del granizo, ángulo de precipitación, velocidad de los vientos, cantidad de granizo precipitado por unidad de área, y las características de la zona impactada. Sin embargo, para el caso específico del sector agrícola, los daños a los cultivos están asociados a dos factores adicionales: el tipo y la etapa del cultivo.

Existen tipos de cultivos que pueden ser más sensibles al granizo que otros. Por ejemplo, el té y el tabaco pueden sufrir ante la ocurrencia de eventos pequeños de granizo, mientras que otros cultivos como el maíz son un poco más resistentes y solo se ven afectados ante granizo con tamaños mayores a 19 mm (Bal S. K., 2014).

El otro factor determinante en los daños que puede sufrir un cultivo debido al granizo es la etapa en la cual se presente la afectación. Una tormenta puede causar daños mínimos al inicio de una campaña de un cultivo específico, mientras que la misma tormenta puede causar daños significativos si se presenta en la etapa media.

La intensidad del granizo en cierta región geográfica se puede definir como la combinación de cuatro factores principales que dan cuenta de la severidad del fenómeno:

Frecuencia del evento: corresponde al número de veces que se registran eventos de granizo en una región geográfica específica.

Tamaño medio del granizo: el tamaño del granizo está directamente relacionado con los daños que puede causar. Entre más grandes sean los hidrometeoros, mayores pueden ser los daños ocasionados.

Número de hidrometeoros precipitados: estudios realizados muestran que en general, cuanto más frecuentes son las tormentas de granizo en un punto dado, mayores son los tamaños de los hidrometeoros y el número de elementos precipitados por unidad de área.

Velocidad del viento durante los eventos de granizada: el ángulo de caída del granizo depende del tamaño de la partícula y la velocidad del viento. A mayor ángulo de caída respecto a la vertical, las tormentas pueden causar más daños, ya que puede alcanzar superficies que de otra manera no se verían afectadas.

 

¿Cuáles son las medidas de protección contra el granizo?

Debido al alto impacto que tiene el granizo sobre el sector agrícola y a la dificultad que existe de anticiparse a la ocurrencia del fenómeno para tomar acciones que permitan mitigar su efecto, se han desarrollado varias técnicas, con el fin de reducir el daño que el granizo puede infligir sobre los cultivos. 

Algunas de estas técnicas están ligadas a la modificación artificial de las condiciones atmosféricas que dan origen al granizo, mientras que otras están enfocadas a medidas estructurales en tierra para proteger los cultivos:

Sembrado de nubes: se basa en la modificación de la microfísica de las nubes que da lugar a la formación y precipitación de el granizo. Consiste en introducir una sustancia dentro de la tormenta ya formada (por medio de aeronaves, generadores en tierra o cohetes antigranizo), para que alrededor de estas partículas se formen cristales de hielo adicionales que compiten por el exceso de agua en la nube.

Esto produce partículas de hielo más pequeñas, que en caso de precipitarse, es más probable que se derritan al entrar en contacto con aire más cálido, convirtiéndose en lluvia. Estos núcleos de hielo artificial son por lo general de yoduro de plata, aunque también se puede usar yoduro de potasio o dióxido de carbono sólido (hielo seco).

El sembrado de nubes también se puede realizar en una etapa temprana del sistema convectivo, y se hace con el objetivo de forzar la lluvia a caer prematuramente, de tal forma que no se alcance el potencial para la formación de hielo.

En Argentina, este sistema de mitigación es usado en la provincia de Mendoza desde hace varios años, y hace parte de un plan integral de lucha contra el granizo debido a la vocación agrícola que hay en esta región y a la alta amenaza de formación y precipitación de granizo de tamaños importantes que afectan principalmente los viñedos, perjudicando significativamente la calidad de las uvas.

Mallas antigranizo: son mallas protectoras, de alta resistencia mecánica y fabricadas generalmente en polietileno de alta densidad. Estas mallas soportan el impacto y el peso del granizo precipitado pero, en algunas ocasiones, pueden modificar el microclima del cultivo, factor a tener en cuenta en la factibilidad al momento de la instalación.

Sembrados de árboles: el sembrado de árboles contiguos a los cultivos es usado para interceptar el granizo y ayudar a disminuir la velocidad de los vientos y la velocidad de impacto del hidrometeoro sobre la superficie.

 

¿Cuáles son los sistemas para la medición y detección del granizo?

Satélites 

Mediante el uso de satélites se obtiene información sobre las condiciones meteorológicas en las que se desarrollan las tormentas severas con el potencial de producir granizo. Estos sensores permiten la medición de variables atmosféricas precursoras del fenómeno.

Radar meteorológico 

El radar mide distancias mediante ondas electromagnéticas. Se basa en la medición del tiempo que tarda en volver la onda emitida por el propio radar, una vez se refleja en la partícula. La mayoría de radares no detectan granizo de forma directa. Se debe inferir su presencia por medio de técnicas o criterios que usan los datos obtenidos por el radar y, en otros casos, estas mediciones se combinan con datos de sondeos o modelos numéricos.

Disdrómetros 

Se utilizan para medir todo tipo de precipitación, registrando el tamaño, la cantidad, el diámetro y la velocidad de caída del hidrometeoro. A partir de esta información es posible calcular el factor de reflectividad y la tasa de precipitación.

Granizómetros 

Placa de espuma rígida sobre la que quedan marcados los impactos del granizo al caer. A partir de esta placa es posible obtener información como el diámetro, la densidad del granizo (cantidad que ha caído), la intensidad del impacto (energía cinética) y el volumen total del hielo que ha caído en la zona.

Fuentes

  • Juan Pablo Restrepo. Ingeniero civil y especialista en Recursos Hidráulicos de la Universidad Nacional de Colombia.
  • Luisa Fernanda Vallejo. Ingeniera civil de la Escuela de Ingeniería de Antioquia y M.Sc. en Recursos Hidráulicos de la Universidad Nacional.
  • María Fernanda Muñoz. Ingeniera Agrónoma de la Universidad Nacional de La Plata, y especialista en Agronegocios de la Universidad de San Andrés.
  • Pablo Alberto Mercuri. Ingeniero en Producción Agropecuaria de la Universidad Católica Argentina, M.Sc. en Aplicaciones Agrícolas de la Teledetección, y Ph.D. en Ingeniería Agrícola y Biológica de la Universidad Purdue.
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