Las heladas son fenómenos meteorológicos que suscitan gran temor en el sector agrícola. Consisten en un descenso de la temperatura ambiente a niveles inferiores al punto de congelación del agua, lo que provoca que el agua o el vapor presente en el aire se congele y se deposite en forma de hielo sobre las superficies.
Tipos de Heladas
Existen distintos tipos de heladas, clasificadas según el mecanismo que las genera:
Helada por Advección
Este tipo de helada es ocasionada por la invasión de una corriente o masa de aire frío con temperatura inferior a 0 °C. Las heladas advectivas son producidas por masas de aire frío que reemplazan al aire más cálido en un área determinada. Generalmente, se presentan en latitudes medias y altas y están asociadas a condiciones nubladas, vientos moderados a fuertes, sin evidencia de inversión en la tropósfera. Las temperaturas caen bajo cero y pueden mantenerse así durante todo el día.
En la zona central de Chile, las heladas más comunes son las heladas por advección y por radiación, registrándose entre mayo y agosto. Una helada por advección sucede cuando una masa de aire frío, generalmente de origen polar, se desplaza sobre el continente, provocando un descenso brusco de la temperatura. Suele ir acompañada de viento, lo que facilita que el frío se extienda por grandes áreas. Las temperaturas bajas pueden durar toda la noche, varias noches seguidas y también durante las mañanas.
Este tipo de heladas suelen ser las más dañinas, ya que se asocian a condiciones de aire seco y frío. Son las llamadas “heladas negras”, puesto que no se ve el hielo sobre la superficie, sino que el frío afecta directamente la estructura interna de las plantas, rompiendo sus células y provocando su oscurecimiento, como si estuvieran quemadas.
En nuestro país, este tipo de heladas se producen generalmente tras el paso de un sistema frontal, después de que ya ocurrió la lluvia e ingresa una alta presión con una masa de aire muy frío proveniente desde zonas subpolares o de altas latitudes. Estas heladas tienden a ser muy intensas, especialmente si se advecta aire desde zonas polares. Se presentan principalmente durante la madrugada y parte de la mañana, van acompañadas de vientos moderados a fuertes con velocidades mayores a 15 km/h y son más frecuentes durante el invierno. Esta helada es más intensa por el fuerte descenso en la temperatura y tiene un período de duración más prolongado que la helada por radiación.
Helada por Radiación
Las heladas por radiación ocurren en noches despejadas y sin viento, cuando la superficie terrestre pierde calor hacia el espacio. Sin nubes que actúen como una manta térmica, el enfriamiento del suelo es más severo, y las temperaturas cerca del nivel del suelo pueden caer bajo cero, aunque el aire más alto siga siendo más cálido.
En Chile, este tipo de heladas predomina a fines de otoño, durante el invierno y a comienzos de primavera. Se caracteriza por cubrir con hielo la superficie, de ahí que sean conocidas como “heladas blancas”.
Las heladas por radiación son las más comunes y se generan por la pérdida de calor del suelo durante la noche. Sabemos que durante el día el suelo absorbe radiación y se calienta, pero al anochecer -y sobre todo en noches sin nubes- se pierde calor por radiación. La figura inferior nos muestra cómo, durante una noche despejada y con una atmósfera seca, la radiación que el suelo absorbió durante el día se emite de vuelta al espacio, enfriando significativamente la superficie de la tierra; algo así como si destapáramos completamente una olla con agua caliente un par de minutos. Por otro lado, este escape energético al espacio es bloqueado, en gran medida, durante noches nubladas y de alta humedad, redistribuyendo la mayor parte de ese calor en la atmósfera y evitando descensos abruptos de la temperatura en superficie.
Pero vamos más allá, dado que lo que realmente caracteriza a las heladas por radiación es la inversión térmica, situación que se produce cuando la temperatura aumenta según la altitud.
Helada por Evaporación
Este tipo de helada es debida a la evaporación de agua líquida desde la superficie vegetal. Suele ocurrir cuando, debido a la disminución de la humedad relativa atmosférica, el rocío formado sobre las plantas se evapora. Las condiciones para que se produzca son que las superficies tengan una temperatura por debajo de 0 °C y que la humedad relativa del aire sea superior al 60 %, para que haya suficiente vapor de agua en la atmósfera.
Otro tipo menos común es la helada por evaporación, que se produce por la evaporación de humedad en el suelo o la vegetación, provocando un enfriamiento que hace que la temperatura baje al punto de congelación. Se dan en condiciones específicas, como tras lluvias, que son seguidas por vientos secos y fríos.
Heladas Mixtas
También hay ocasiones donde se registran heladas mixtas, que resultan de la combinación de la helada por advección y la radiativa, llegando a ser las más intensas debido a la gran pérdida de calor durante la noche y a la masa de aire frío que se desplaza por la zona afectada.
Clasificación de las Heladas según su Intensidad
En agricultura y jardinería, las plantas se clasifican como resistentes o no a heladas suaves, medias y fuertes.
Heladas Suaves
Las temperaturas bajan un poco por debajo de 0 °C de forma excepcional y las temperaturas vuelven a subir pasadas pocas horas. Un tipo concreto de helada suave es la helada por evaporación.
Heladas Medias
Las temperaturas bajan por debajo de 0 °C durante las noches y algunos días del invierno, siendo muy excepcional que se registren temperaturas por debajo de -10 °C. Las heladas medias suelen ser heladas por radiación, con inversión térmica.
Heladas Fuertes
Se produce por la entrada de una masa de aire seco y frío a temperatura inferior a 0 °C, acompañada de vientos con velocidades superiores a los 15 km/h. Esta situación se da con cielos nublados o semi-cubiertos. Las heladas por advección pueden llegar a matar a la planta.
Efectos de las Heladas en las Plantas
La vegetación puede no necesariamente dañarse en una noche en que las hojas se expongan a condiciones de congelación. Las hojas de las plantas forman una capa de estado líquido muy frío, asegurando temperaturas de −4 °C a −12 °C. Sin embargo, una vez que la escarcha se forma, las células vegetales de la superficie de la hoja pueden afectarse ante cristales de hielo filoso.
Las plantas anuales, como los tomates, morirán una vez que sucumban a la primera helada de todo el año. Las plantas caducifolias morirán también, pero volverán a brotar una vez que llegue la primavera. Las diferencias en el clima pueden influir fuertemente en el daño que la escarcha le haga a la planta.
Cuando las temperaturas son lo suficientemente bajas se puede producir la formación de hielo dentro de las plantas, lo cual puede producir daños serios en los tejidos de las plantas, dejándolas oscuras, quemadas y finalmente muertas.
Hay poca o nula evidencia acerca de los efectos de la duración de heladas sobre las plantas. Esto podría significar que los efectos dañinos no dependen de la duración del evento sino de la temperatura que se alcance.
En las plantas, cuando la temperatura es menor a 0 °C y existen sustancias que actúen como nucleador heterogéneo, el agua se congelará, esto por lo general sucede en las cavidades extracelulares en las cuales el agua se congelará primero. Caso contrario ocurre dentro de las células, ya que su contenido de solutos es alto y esto las protege de la congelación. Si las condiciones de temperatura se mantienen o la temperatura desciende, entonces la presión de vapor del hielo será más baja que la presión de vapor del agua en estado líquido. Como resultado, el agua líquida dentro de la célula pasará a través de la membrana semipermeable y se depositará en los cristales de hielo fuera de la célula.
El aspecto más importante de las heladas en relación con las plantas es que determinan la duración de la temporada de crecimiento: el período desde la última helada mortal en primavera hasta la primera helada mortal en otoño, con referencia a las plantas de cultivo más tiernas. Hay regiones donde la temporada alcanza una duración críticamente corta para la maduración de la mayoría de los cultivos utilizables y otras donde la temporada es tan larga que se puede cosechar más de una plantación de cultivos como el maíz y la alfalfa.
También llamadas heladas tempranas, son perjudiciales para los cultivos porque pueden interrumpir bruscamente el proceso de formación de botones de las flores y la maduración de frutos. A estas heladas se le atribuye la reducción de la producción agrícola de una región.
Se forman durante el invierno si la temperatura ambiente disminuye notablemente. Estas heladas afectan principalmente a los árboles perennes con frutos y especies forestales, especialmente cuando se hace más intenso el frío. Para que se presente esta helada es indispensable que el aire cercano al follaje y las flores tengan temperaturas iguales o menores que 0°C, de esta manera, el aire alcanza la temperatura del punto de rocío, ya que con ello existe condensación y de inmediato el vapor de agua del aire pasa al estado sólido para formar hielo.
Se desarrolla cuando el aire tiene poco vapor de agua (humedad baja) y la temperatura del punto de rocío es inferior a 0° C; de modo que existe escasa condensación y nula formación de hielo sobre la planta.
Impacto de las Heladas
Además de afectar a la agricultura, las heladas suponen riesgos para la salud humana, especialmente en poblaciones vulnerables, ya que aumentan los casos de enfermedades respiratorias y complicaciones asociadas al frío extremo.
En zonas urbanas, las heladas también pueden causar la formación de escarcha sobre carreteras y veredas, aumentando el riesgo de accidentes. Y en zonas rurales, pueden congelar cañerías, sistemas de riego o afectar al ganado.
Manejo y Protección contra Heladas
Dado el estado de floración de la planta, se impone introducir una buena poda. Conviene que el agricultor la realice en un plazo de entre cuatro a ocho días y no postergarla más allá de veinte, de modo que más tarde se desarrollen las yemas latentes que existan en los brazos y los troncos. Esta labor debe ser ayudada por el riego inmediato y trabajos superficiales que, al mantener mullido el terreno, impidan la pérdida de humedad, el desarrollo de malas hierbas y la producción de costra. Además, la aplicación de nitratos reforman el sistema vegetativo tan dañado.
Una de las situaciones más críticas para las heladas se encuentra en las regiones de los cítricos. Se despliegan sopladores potentes para simular el viento, evitando así la formación de acumulaciones de aire frío.
Existen variaciones sobre este tema:
- Una variedad es la máquina de viento, una hélice accionada por un motor y montada en un poste vertical que sopla aire casi horizontalmente. Las máquinas de viento se introdujeron como método de protección contra las heladas en California durante la década de 1920, pero no fueron ampliamente aceptadas hasta las décadas de 1940 y 1950. Ahora, se utilizan comúnmente en muchas partes del mundo.
- Otro es el sumidero invertido selectivo, un dispositivo que evita las heladas extrayendo la capa de aire frío adyacente al suelo y drenándola hacia arriba a través de una pequeña chimenea. Se desarrolló originalmente para evitar que las heladas dañaran los cítricos en Uruguay.
- En Nueva Zelanda, los helicópteros se utilizan de forma similar, sobre todo en las regiones de viñedos como Marlborough. Al arrastrar hacia abajo el aire más cálido de las inversiones, e impedir que el aire más frío se estanque en el suelo, los helicópteros que vuelan bajo evitan que se dañen las yemas de los frutos.
Estas medidas deben aplicarse con discreción, ya que pueden ser más perjudiciales que beneficiosas; por ejemplo, rociar los cultivos con agua puede causar daños si las plantas se sobrecargan de hielo.
Un método eficaz y barato para pequeñas explotaciones agrícolas y viveros aprovecha el calor latente de congelación.
Por otra parte, si esa medición de la temperatura registra valores cercanos a 3°C se denomina helada superficial, ya que la temperatura del aire es aún más baja cerca del suelo, debido a que este se enfría más rápido que el aire.
En cualquier manual de meteorología o informe meteorológico, se considera día de helada como aquel con temperatura mínima menor o igual a 0 ºC. Si, se dice que cuando las mínimas son de -0,3º ó -0,4º se redondean a 0º y se informa de que esa noche casi hiela.
Definición de Helada: Fenómeno consistente en la solidificación del agua del suelo, causada por un descenso de la temperatura por debajo de su punto de congelación. Las heladas se producen con mayor facilidad cuando el cielo se halla despejado, puesto que entonces la tierra pierde más calor por irradiación que por convección y basta que la temperatura descienda unas décimas por debajo de los 0° C. En cambio, con cielo cubierto, son precisos varios grados por debajo de cero para que tengan lugar las heladas. Las heladas se presentan particularmente en las noches de invierno por una fuerte pérdida radiactiva. Suele acompañarse de una inversión térmica junto al suelo, donde se presentan los valores mínimos, que pueden descender a los 2°C o aún más. Desde el punto de vista agroclimático, es importante considerar a dicho fenómeno, dados sus efectos en el sector agrícola.
Tendencias y Variabilidad Climática
Si bien en la actualidad la frecuencia de las heladas está disminuyendo casi en todas las regiones de latitudes medias y altas, debido al aumento de las noches cálidas, vinculado al cambio climático, las heladas no desaparecerán por completo, debido a la variabilidad natural del clima. Puede ocurrir que la temporada libre de heladas se extienda, pero el riesgo de heladas tardías o esporádicas seguirá siendo relevante.