¿Qué es la capacidad calorífica?
La capacidad calorífica es la cantidad de energía térmica que un cuerpo o sustancia necesita absorber o liberar para que su temperatura varíe un grado. Se expresa en julios por grado (J/K) o, más habitualmente en ciencias de la Tierra, como capacidad calorífica específica: la energía por unidad de masa y por grado, en J/(kg·K). El agua tiene una capacidad calorífica específica excepcionalmente alta: 4.186 J/(kg·K), lo que significa que se necesita mucha energía para calentarla y libera mucha energía al enfriarse. El suelo seco, con unos 800-1.000 J/(kg·K), se calienta y enfría mucho más rápidamente.
Efectos en el clima y la temperatura
Las diferencias de capacidad calorífica entre el agua y el suelo explican buena parte de los contrastes climáticos entre costa e interior. Las zonas costeras tienen climas oceánicos con oscilaciones térmicas moderadas porque el mar almacena y libera calor lentamente, moderando tanto los veranos como los inviernos. Las zonas del interior, donde el suelo seco se calienta y enfría rápidamente, experimentan amplitudes térmicas mucho mayores: veranos muy calurosos e inviernos muy fríos. En España, la meseta central tiene una amplitud térmica anual de 20-25 °C, mientras que las Islas Canarias apenas alcanza 8-10 °C.
Capacidad calorífica y urbanismo
Los materiales urbanos (hormigón, asfalto, ladrillo) tienen capacidades caloríficas intermedias pero alta densidad, lo que les confiere una gran inercia térmica volumétrica. Absorben calor solar durante el día y lo liberan lentamente por la noche, contribuyendo al efecto isla de calor urbana. Las noches tropicales en ciudades como Madrid o Sevilla se explican en parte por la liberación nocturna del calor almacenado en las estructuras urbanas durante el día.
Aplicaciones en meteorología
Los modelos numéricos de predicción incluyen mapas de capacidad calorífica del suelo para calcular correctamente la evolución de la temperatura de superficie. Un suelo húmedo tiene mayor capacidad calorífica que uno seco (el agua aporta su alta capacidad), por lo que tras las lluvias las oscilaciones térmicas diarias se reducen. Este efecto es importante para la predicción de heladas: suelos húmedos se enfrían más lentamente y protegen parcialmente contra las heladas de radiación.
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