…also nur Vorname, obwohl ihr mein voller Name bekannt ist und mit dem Schlußgruß „un cordial saludo“…

Das ist üblich und überhaupt nicht unhöfflich. Vor allem Menschen die jünger sind (bzw. eine „niedrigere“ Stellung haben- Lehre/Schüler) , werden nur mit den Vornamen angesprochen. Am restlichen Text bzw. am Schlußgruß kann man erkennen, dass der Umgang doch „formell“ ist.

Frage: Wie spreche ich sie nun in meiner Antwort-Mail an?

Ich würde auf Nummer sicher gehen und das „estimada“ zwar übernehmen, aber dann den kompletten Namen (+ Prof.Dra.) schreiben. Da sie die „höhere“ Stellung hat, würde ich nicht ohne weiteres auf „nur Vorname“ springen.
Es würde mich aber nicht wundern, dass nach einer gewisser Zeit des Kennenlernes, die Prof. sich einfach „per Vorname“ ansprechen lässt. Aber Achtung!: Immer schauen wie die restliche Anrede ist: Man nennt sich oft mit Vornamen, dennoch siezt man weiter.Allein die Tatsache, dass man der Vorname nennen darf, bedeutet nicht automatisch, dass man auf dutzen springt.

Apropos: Wieso hat eigentlich das „Prof.“ kein a am Ende?

Gute Frage 🙄 wahrscheinlich weil das „a“ schon beim Dra. vorhanden ist 🙄
Ganz ganz richtig sollte man Profª (ähnlich wie Nº) schreiben, aber das macht so gut wie keiner und man schreibt nur „Prof“ da „Profa“ sich dumm anhört.

cuya