LA ENERGIA SOLAR. Aprovechamiento del Sol. Protección Solar:

Transcripción

1 Aprovechamiento del Sol LA ENERGIA SOLAR La energía emitida por el Sol es transmitida en forma de radiaciones ultravioleta ( onda corta ) e infrarroja ( onda larga ). La cantidad de energía radiante que llega a la Tierra, dependerá de: La declinación. La latitud. Azimut. La altitud del Sol, durante el día. La altura sobre el nivel del mar. El ángulo de incidencia. Las condiciones atmosféricas. Protección Solar: En algunos lugares del globo terráqueo y en determinadas estaciones del año, es menester poder controlar la radiación solar que puede causar molestias y disconfort. En consecuencia el profesional deberá considerar algunos factores como las trayectorias solares en distintas horas y meses del año, hacer un estudio del clima de la región, con todos los datos posibles como temperaturas, helifanía, nubosidad, etc, para así poder lograr evitar las aportaciones directas del astro. También será importante la implantación del edificio, para poder ver las incidencias solares sobre las fachadas y distintos espacios. Por supuestos las características edilicias, tipo y tamaño de las aberturas con sus usos deberán ser tenidas en cuenta, al igual que las construcciones y espacios vecinos.

2 Las diferentes posiciones y alturas del Sol en distintos meses del año. Los ángulos determinarán la medida de los aleros para la protección solar de los diferentes espacios del edificio. Para poder determinar las correctas proporciones de un alero, se deberán determinar los ángulos de sombra verticales y horizontales sobre la carpintería que se quiera proteger, para ello se utilizará un transportador de ángulos de sombras.

3 La Radiación Solar: A = h/tg. Sv El conjunto comprendido por la Tierra y la atmósfera, está sometido permanentemente al flujo energético procedente del Sol. Definiendo como flujo energético a la cantidad de energía correspondiente a una iluminancia energética dada. La energía total devuelta al espacio por el conjunto Tierraatmósfera es igual a la energía suministrada por el Sol. Por lo tanto la Tierra ni la atmósfera se calientan. La radiación solar es considerada aportación y de la totalidad de la radiación que llega hasta el límite de la atmósfera, el % es absorbido por la atmósfera y el 32 % es regresado al espacio por difusión. Del 53 % que llega al suelo, sólo el 6 % es devuelto por reflexión y el 47 % es absorbido por la superficie del suelo. La radiación terrestre es considerada restitución, siendo el 62 % del flujo energético inicial ( 47 % + % ), es restituido al espacio a través de la atmósfera, la cual absorbe la emisión del suelo y la evaporación antes de irradiar al mismo tiempo al suelo y al espacio. El movimiento de traslación de la Tierra alrededor del Sol, tiene una excentricidad de la órbita terrestre de sólo el 3 %, casi circular, aunque ligeramente elíptico. Esto genera variaciones según los meses del año; mientras que el movimiento de rotación produce variaciones horarias. El eje sobre el cual gira con una inclinación de 23º 27 respecto a la perpendicular al plano que forma la órbita terrestre alrededor del Sol, es la responsable de la variación estacional del clima.

4 Orbita terrestre alrededor del Sol En el solsticio verano, el Hemisferio Sur está inclinado hacia el Sol, durante este período esta porción del Planeta recibe una radiación mayor, por su proximidad al Astro. Por el contrario en el Hemisferio Norte se encuentran en la estación invernal. En el solsticio de invierno, el Hemisferio Sur recibe menos horas de asoleamiento, por lo tanto la radiación posee un ángulo menor, estando dicho Hemisferio más alejado del Sol. Durante los equinoccios de otoño y primavera, la radiación es constante para ambos hemisferios.

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6 CURVA DE INTENSIDAD DE RADIACION SOLAR BUENOS AIRES ( 34,40 S ) (*) Intensidad media durante las 24 hs. I.R.S. OTOÑO INVIERNO PRIMAVERA VERANO 5 6 0,00 0,00 0,00 43, ,98 0,00 40,84 4, , 42,28 7,09 3, ,66 2, 230,86 247, ,72 265,85 331,72 300,26 4,62 338,83 4,78 347,91 456,36 383,81 454,06 377,61 456,36 383,81 454,06 377,61 4,62 338,83 4,78 347,91 332,72 265,85 331,72 300,26 230,66 2, 230,86 247,27 5, 42,28 7,09 3,56 35,98 0,00 40,84 4, ,00 0,00 0,00 43,82 FECHA 23 DE MARZO 23 DE JUNIO 23 DE SEPTIEMBRE 23 DE DICIEMBRE PENDIENTE 90º 90º 90º 90º TOTAL 24 hs (*) 2,79 Watts/m² 97,82 Watts/m² 2,95 Watts/m² 4,54 Watts/m² ALBEDO 0,20 0,20 0,20 0,2 CLARIDAD ATM 0,52 0,47 0,52 0,52 Nº DE VIDRIOS 1,00 1,00 1,00 1,00 I.R.S ( Watts/m² ) 500,00 450,00 400,00 350,00 300,00 250,00 200,00 0,00 0,00 50,00 0, I.R.S. OTOÑO I.R.S. PRIMAVERA I.R.S. INVIERNO I.R.S. VERANO

7 CURVA DE INTENSIDAD DE RADIACION SOLAR TUCUMAN ( 26,80 S ) (*) Intensidad media durante las 24 hs. I.R.S. OTOÑO INVIERNO PRIMAVERA VERANO 5 6 0,00 0,00 0,00 25, ,31 0,00 43,19 0, ,96 72,72 9,08 5, , 3, 226,96 244, ,83 284,99 321,08 301,30 398,45 363,23 394,71 342,41 439,21 405,71 434,97 363,89 439,21 405,71 434,97 363,89 398,45 363,22 394,71 342,41 323,83 284,99 321,08 301,30 228, 3, 226,96 244,05 7,96 72,72 9,08 5,34 39,31 0,00 43,19 0, ,00 0,00 0,00 25,08 FECHA 23 DE MARZO 23 DE JUNIO 23 DE SEPTIEMBRE 23 DE DICIEMBRE PENDIENTE 90º 90º 90º 90º TOTAL 24 hs 9,74 Watts/m² 9, Watts/m² 9, Watts/m² 9,38 Watts/m² ALBEDO 0,20 0,20 0,20 0,2 CLARIDAD ATM 0,52 0,47 0,52 0,6 Nº DE VIDRIOS 1,00 1,00 1,00 1,00 I.R.S ( Watts/m² ) 500,00 450,00 400,00 350,00 300,00 250,00 200,00 0,00 0,00 50,00 0, I.R.S. OTOÑO I.R.S. PRIMAVERA I.R.S. INVIERNO I.R.S. VERANO

8 CURVA DE INTENSIDAD DE RADIACION SOLAR CATAMARCA ( 28,30 S ) (*) Intensidad media durante las 24 hs. I.R.S. OTOÑO INVIERNO PRIMAVERA VERANO 5 6 0,00 0,00 0,00 29, ,94 0,00 42,79 6, ,62 71,76 8,78 2, ,89 4,09 227,99 252,60 9 3,30 288,41 323,68 3,48 386,48 368,84 398,56 351,95 425,34 4,61 439,52 373,60 425,34 4,61 439,52 373,60 386,48 368,84 398,56 351,95 3,30 288,41 323,68 3,48 223,89 4,09 227,99 252,60 7,62 71,76 8,78 2,94 39,94 0,00 42,79 6, ,00 0,00 0,00 29,84 FECHA 23 DE MARZO 23 DE JUNIO 23 DE SEPTIEMBRE 23 DE DICIEMBRE PENDIENTE 90º 90º 90º 90º TOTAL 24hs (*) 6,55 Watts/m² 0,48 Watts/m² 0, Watts/m² 4,02 Watts/m² ALBEDO 0,20 0,20 0,20 0,20 CLARIDAD ATM 0,48 0,48 0,52 0,47 Nº DE VIDRIOS 1,00 1,00 1,00 1,00 I.R.S ( Watts/m² ) 500,00 450,00 400,00 350,00 300,00 250,00 200,00 0,00 0,00 50,00 0, I.R.S. OTOÑO I.R.S. PRIMAVERA I.R.S. INVIERNO I.R.S. VERANO

9 CURVA DE INTENSIDAD DE RADIACION SOLAR CORDOBA ( 31,40 S ) (*) Intensidad media durante las 24 hs. I.R.S. OTOÑO INVIERNO PRIMAVERA VERANO 5 6 0,00 0,00 0,00 33, ,37 0,00 41,86 1, ,43 59,51 8,02 8, , 1,87 229,74 230, ,03 277,57 328,29 282,23 408, 359,69 405,48 319,90 450,80 404,56 447,72 347,02 450,80 404,56 447,72 347,02 408, 359,69 405,48 319,90 330,03 277,57 328,29 282,23 230, 1,87 229,74 230,55 6,43 59,51 8,02 8,66 37,37 0,00 41,86 1, ,00 0,00 0,00 33,89 FECHA 23 DE MARZO 23 DE JUNIO 23 DE SEPTIEMBRE 23 DE DICIEMBRE PENDIENTE 90º 90º 90º 90º TOTAL 24hs (*) 1,91 Watts/m² 6, Watts/m² 1,76 Watts/m² 3,64 Watts/m² ALBEDO 0,20 0,20 0,20 0,20 CLARIDAD ATM 0,52 0,48 0,52 0,57 Nº DE VIDRIOS 1,00 1,00 1,00 1,00 I.R.S ( Watts/m² ) 500,00 450,00 400,00 350,00 300,00 250,00 200,00 0,00 0,00 50,00 0, I.R.S. OTOÑO I.R.S. PRIMAVERA I.R.S. INVIERNO I.R.S. VERANO

10 CURVA DE INTENSIDAD DE RADIACION SOLAR MENDOZA ( 32,90 S ) (*) Intensidad media durante las 24 hs. I.R.S. OTOÑO INVIERNO PRIMAVERA VERANO 5 6 0,00 0,00 0,00 41, ,38 0,00 42, 5, ,31 58,56 7,75 8, ,64 2,87 227,36 254, , 281, 323,68 309,80 400,45 365,53 399, 352,64 442,19 4,75 440,41 379,21 442,19 4,75 440,41 379,21 400,45 365,53 399, 352,64 324, 281, 323,68 309,80 226,64 2,87 227,36 254,57 5,31 58,56 7,75 8,04 37,38 0,00 42, 5, ,00 0,00 0,00 41,57 FECHA 23 DE MARZO 23 DE JUNIO 23 DE SEPTIEMBRE 23 DE DICIEMBRE PENDIENTE 90º 90º 90º 90º TOTAL 24hs (*) 9,68 Watts/m² 7,49 Watts/m² 0,04 Watts/m² 6,76 Watts/m² ALBEDO 0,20 0,20 0,20 0,20 CLARIDAD ATM 0,50 0,49 0,50 0,47 Nº DE VIDRIOS 1,00 1,00 1,00 1,00 I.R.S ( Watts/m² ) 500,00 450,00 400,00 350,00 300,00 250,00 200,00 0,00 0,00 50,00 0, I.R.S. OTOÑO I.R.S. PRIMAVERA I.R.S. INVIERNO I.R.S. VERANO

11 CURVA DE INTENSIDAD DE RADIACION SOLAR TANDIL ( 37,20 S ) (*) Intensidad media durante las 24 hs. I.R.S. OTOÑO INVIERNO PRIMAVERA VERANO 5 6 0,00 0,00 0,00 51, ,82 0,00 40,54 9, ,70 30,41 5,39 7, ,39 9,44 226,76 249, ,97 244,82 325,35 304,55 383,44 327,95 402,73 358,56 423,75 373,74 445, 390, 423,75 373,74 445, 390, 383,44 327,95 402,73 358,56 309,97 244,82 325,35 304,55 2,39 9,44 226,76 249,62 9,70 30,41 5,39 7,55 35,82 0,00 40,54 9, ,00 0,00 0,00 51, FECHA 23 DE MARZO 23 DE JUNIO 23 DE SEPTIEMBRE 23 DE DICIEMBRE PENDIENTE 90º 90º 90º 90º TOTAL 24hs (*) 4,09 Watts/m² 93,03 Watts/m² 0,49 Watts/m² 8,44 Watts/m² ALBEDO 0,20 0,20 0,20 0,20 CLARIDAD ATM 0,47 0,47 0,50 0,51 Nº DE VIDRIOS 1,00 1,00 1,00 1,00 I.R.S ( Watts/m² ) 500,00 450,00 400,00 350,00 300,00 250,00 200,00 0,00 0,00 50,00 0, I.R.S. OTOÑO I.R.S. PRIMAVERA I.R.S. INVIERNO I.R.S. VERANO

12 CURVA DE INTENSIDAD DE RADIACION SOLAR USHUAIA ( 54,80 S ) (*) Intensidad media durante las 24 hs. I.R.S. OTOÑO INVIERNO PRIMAVERA VERANO 4 5 0,00 0,00 0,00 34, ,00 0,00 0,00 72, ,59 0,00 25, 1, , 0,00 77,26 1, 8 9 2, 0,00 2,50 199, ,62 81,90 229,85 257,54 296,66 0,36 291,33 3,92 332,04 9,52 325,26 339,53 332,04 9,52 325,26 339,53 296,66 0,36 291,33 3,92 232,62 81,90 229,85 257,54 2, 0,00 2,50 199,51 73, 0,00 77,26 1, 19,59 0,00 25, 1, ,00 0,00 0,00 72, ,00 0,00 0,00 34,27 FECHA 23 DE MARZO 23 DE JUNIO 23 DE SEPTIEMBRE 23 DE DICIEMBRE PENDIENTE 90º 90º 90º 90º TOTAL 24hs (*) 92, Watts/m² 35, Watts/m² 91,78 Watts/m² 3,07 Watts/m² ALBEDO 0,20 0,20 0,20 0,20 CLARIDAD ATM 0,48 0,40 0,47 0,48 Nº DE VIDRIOS 2,00 2,00 2,00 2,00 I.R.S ( Watts/m² ) 400,00 350,00 300,00 250,00 200,00 0,00 0,00 50,00 0, I.R.S. OTOÑO I.R.S. PRIMAVERA I.R.S. INVIERNO I.R.S. VERANO

13 CURVA DE INTENSIDAD DE RADIACION SOLAR RIO GALLEGOS ( 51,40 S ) (*) Intensidad media durante las 24 hs. I.R.S. OTOÑO INVIERNO PRIMAVERA VERANO 4 5 0,00 0,00 0,00 25, ,00 0,00 0,00 65, ,32 0,00 26,66 8, ,48 0,00 81, 0, ,49 21,08 6,56 197, , 3,03 234,59 252,00 3,30 1,97 296,46 306,20 346,73 2, 330,54 336,07 346,73 2, 330,54 336,07 3,30 1,97 296,46 306,20 244, 3,03 234,59 252,00 0,49 21,08 6,56 197,66 78,48 0,00 81, 0,68 21,32 0,00 26,66 8, ,00 0,00 0,00 65, ,00 0,00 0,00 25,42 FECHA 23 DE MARZO 23 DE JUNIO 23 DE SEPTIEMBRE 23 DE DICIEMBRE PENDIENTE 90º 90º 90º 90º TOTAL 24hs (*) 96,79 Watts/m² 42,27 Watts/m² 93,83 Watts/m² 0,23 Watts/m² ALBEDO 0,20 0,80 0,20 0,20 CLARIDAD ATM 0,49 0,40 0,47 0,49 Nº DE VIDRIOS 2,00 2,00 2,00 2,00 I.R.S ( Watts/m² ) 400,00 350,00 300,00 250,00 200,00 0,00 0,00 50,00 0, I.R.S. OTOÑO I.R.S. PRIMAVERA I.R.S. INVIERNO I.R.S. VERANO

14 CURVA DE INTENSIDAD DE RADIACION SOLAR BARILOCHE ( 41, S ) (*) Intensidad media durante las 24 hs. I.R.S. OTOÑO INVIERNO PRIMAVERA VERANO 4 5 0,00 0,00 0,00 24, ,00 0,00 0,00 64, ,34 0,00 26,66 6, ,34 0,00 81, 7, ,57 21,08 6,56 195, ,63 3,03 234,59 253,67 301,94 1,97 296,46 3,29 337,39 2, 330,54 346, 337,39 2, 330,54 346, 301,94 1,97 296,46 3,29 237,63 3,03 234,59 253,67 6,57 21,08 6,56 195,43 77,34 0,00 81, 7,27 21,34 0,00 26,66 6, 19 0,00 0,00 0,00 64, ,00 0,00 0,00 24,79 FECHA 23 DE MARZO 23 DE JUNIO 23 DE SEPTIEMBRE 23 DE DICIEMBRE PENDIENTE 90º 90º 90º 90º TOTAL 24hs (*) 94,35 Watts/m² 42,27 Watts/m² 93,83 Watts/m² 0,93 Watts/m² ALBEDO 0,20 0,80 0,20 0,20 CLARIDAD ATM 0,48 0,40 0,47 0,52 Nº DE VIDRIOS 2,00 2,00 2,00 2,00 I.R.S ( Watts/m² ) 400,00 350,00 300,00 250,00 200,00 0,00 0,00 50,00 0, I.R.S. OTOÑO I.R.S. PRIMAVERA I.R.S. INVIERNO I.R.S. VERANO

15 LATITUD, LONGITUD & ALTURA SOBRE EL NIVEL DEL MAR DE CIUDADES DE ARGENTINA Y URUGUAY Algunas ciudades de Argentina: CIUDAD LATITUD LONGITUD ALTURA La Quiaca 22º 06 65º m. Jujuy 24º 65º 03 m. Salta 24º 51 65º m. Catamarca 28º 30 65º m. Tucumán 26º 48 65º 480 m. Santiago del Estero 27º 46 64º 199 m. Formosa 26º 58º 60 m. Resistencia 27º 27 59º m. Posadas 27º 22 55º 58 3 m. Iguazú 25º 44 54º m. Corrientes 27º 27 58º m. Goya 29º 08 59º 36 m. La Rioja 29º 23 66º m. Chilecito 29º 67º m. San Juan 31º 34 68º m. San Luis 33º 66º 21 7 m. Córdoba 31º 40 64º 425 m. Río Cuarto 33º 05 64º 421 m. Mendoza 32º 53 68º m. Santa Fé 31º 38 60º m. Rosario 32º 55 60º m. Paraná 31º 55 60º m. Gualeguaychú 33º 00 58º m. Santa Rosa 36º 34 64º 9 m. Junín 34º 33 60º m. Buenos Aires 34º 34 58º 25 6 m. Morón 34º 40 58º m. Hurlingham 34º 50 58º m. San Miguel 34º 55 58º m. Azul 36º 45 59º 50 2 m. Tandil 37º 20 59º 8 m. Mar del Plata 38º 03 57º 33 5 m. Bahía Blanca 38º 44 62º 83 m. San Antonio Oeste 40º 44 64º 57 7 m. Viedma 40º 51 63º 01 7 m. Neuquén 38º 57 68º m.

16 Trelew 43º 65º 39 m. Esquel 42º 56 71º m. Bariloche 41º 71º 845 m. San Martín de los Andes 40º 06 71º m. Comodoro Rivadavia 45º 36 67º m. Puerto Deseado 47º 44 65º m. Santa Cruz 50º 01 68º 32 m. Rio Gallegos 51º 40 69º 22 m. Rio Grande 53º 45 67º m. Ushuaia 54º 48 68º 19 m. Algunas ciudades de Uruguay: CIUDAD LATITUD LONGITUD ALTURA Montevideo 34º 52 56º 22 m. Artigas 30º 24 56º 23 7 m. Paysandú 32º 58º m. Colonia del Sacramento 34º 30 57º m. Maldonado 34º 09 54º 09 m. Horas de captación solar diaria para un colector o panel con una inclinación de latitud + º durante el mes de Junio para algunas ciudades de la República Argentina: CIUDAD LATITUD ALTURA S/DIA Buenos Aires 34º 34 6 m. 3,3 Morón 34º m. 3,3 Hurlingham 34º m. 3,3 San Miguel 34º m. 3,3 Azul 36º 45 2 m. 3,2 Tandil 37º 20 8 m. 3,2 Mar del Plata 38º 03 5 m. 3,2 Bahía Blanca 38º m. 2,9 Salta 24º m. 3,6 Catamarca 28º m. 4,3 Tucumán 26º m. 3,0 Santiago del Estero 27º m. 3,5 Formosa 26º 60 m. 4,2 Resistencia 27º m. 3,3 Posadas 27º 22 3 m. 3,6 Corrientes 27º m. 3,3 La Rioja 29º m. 4,2 Chilecito 29º 70 m. 4,2

17 Posadas 27º 22 3 m. 3,6 San Juan 31º m. 4,5 San Luis 33º 7 m. 4,2 Córdoba 31º m. 3,8 Río Cuarto 33º m. 3,3 Mendoza 32º m. 3,9 Santa Fé 31º m. 3,7 Rosario 32º m. 3,6 Paraná 31º m. 4,0 Santa Rosa 36º 34 9 m. 3,2 Junín 34º m. 3,3 Viedma 40º 51 7 m. 3,0 Neuquén 38º m. 3,0 Esquel 42º m. 2,9 Bariloche 41º 845 m. 2,7 San Martín de los Andes 40º m. 2,7 Comodoro Rivadavia 45º m. 2,7 Puerto Deseado 47º m. 2,5 Rio Gallegos 51º m. 2,0 Rio Grande 53º m. 1,5 Ushuaia 54º 48 m. 1,2 Horas de captación de calor solar diaria sobre panel inclinado con latitud + º, para el mes de Junio a una radiación solar de 1 KW/m² y latitud para diferentes localidades de Argentina Regiones solares en la República Argentina: La República Argentina tiene regiones solares y está comprendida por: Región Nº 1: ( La Puna ). Región Nº 2 : ( Templado Norte ). Región Nº 3: ( Templado cálido Norte ). Región Nº 4: ( Cálido ). Región Nº 5: ( Templado cálido ). Región Nº 6: ( Templado ). Región Nº 7: ( Templado seco ). Región Nº 8: ( Frío ). Región Nº 9: ( Muy frío ). Región Nº : ( Muy frío Sur ). La Puna: Hay mucha amplitud térmica y muy buena radiación solar, optimo para la incorporación de sistemas solares y cubiertas acumuladoras. Por su amplitud térmica se recomienda el uso de muros acumuladores como muros Trombe, ya que los mismos poseen gran inercia térmica. Templado Norte: Tiene temperaturas y amplitudes similares a la Puna, aunque se recomienda el uso de sistemas con ganancia directa. Hay que preveer ventilación cruzada.

18 Templado cálido Norte: Tiene amplitudes menores que las dos regiones anteriores. Posee temperaturas altas en el verano, por lo tanto se reconmienda el uso de sistemas con ganancia directa y protección solar para el verano. Hay que preveer ventilación cruzada. Cálido: Aquí los veranos son muy calurosos y los inviernos cortos y débiles. Se recomienda la protección solar, ya que hay que evitar los sobrecalentamientos. Hay que preveer ventilación cruzada. Templado cálido: Se recomienda la protección solar y el uso de cubiertas acumuladoras. Las temperaturas y las estaciones son muy similares a la zona anterior. Hay que preveer ventilación cruzada. Templado: Se deben considerar la protección solar en el verano y la aislación nocturna. Se recomienda el uso de ganancia directa, es lo ideal para esta región. Aunque los muros acumuladores y las cubiertas acumuladoras pueden ser una opción. No cuenta con una helifanía optima, aunque en los días con temperaturas bajas, el cielo se presenta favorable. Como en todo clima templado, hay que preveer ventilación cruzada. Templado seco: Los niveles de heliofanía y la amplitud térmica son optimos para usar muros acumuladores. Se deberá tener en cuenta la protección para la estación estival y aislación nocturna. Hay que preveer ventilación cruzada. Frío: Clima frío y seco, aunque se deberá considerar el uso de protección solar para los meses de verano, ya que la intensidad de radiación solar es buena. Se puede utilizar invernaderos, pero con protección solar móvil. Muy frío: En esta zona la disponibilidad solar es escasa durante el invierno y la demanda energética grande. Por lo tanto se recomienda el uso de invernaderos y aislación noctura con cortinas pesadas, para evitar la pérdidas de calor. Muy frío Sur: El clima es riguroso, sobre todo en invierno; aunque el aporte solar es considerable durante los equinoccios, pero durante la gran parte del año las aportaciones solares son bajas y por supuesto ya que en esta zona las latitudes superan los 40º, siendo baja la altura del Sol. Se recomienda el control de las aberturas y el uso de invernaderos puede mejorar los niveles de habiltabilidad, tendiendo al esperado confort. San Martín de Los Andes, República Argentina, está ubicado en la Región solar Nº 9: ( Muy frío ).

19 Mapa de las regiones solares para la República Argentina