domingo, 17 de diciembre de 2023

Monumentos históricos

 

Importancia de los monumentos históricos de la ciudad de Mérida en la enseñanza de la Astronomía 

Orlando B. Escalona T.1 y Ángel Díaz2

1, 2 Centro de Investigaciones de Astronomía, “Francisco J. Duarte” (CIDA), Av. Alberto Carnevali, vía La Hechicera, 5101, Mérida-Venezuela

1 Centro Latinoamericano y del Caribe para la Investigación de la Enseñanza de la Ciencia (CELCIEC), Facultad de Ciencias, Universidad de Los Andes (ULA), Núcleo Pedro Rincón Gutiérrez, Mérida-Venezuela.

 email: 1 escalona100@gmail.com

2 adiazcida@gmail.com

Resumen

En la ciudad de Mérida existen tres monumentos de singular importancia histórica, a saber: la Columna Bolívar, el Obelisco de la Plaza El Espejo y la Columna de Páez, los cuales se caracterizan por ser obras verticales de gran tamaño que se encuentran ubicados en diferentes sitios emblemáticos de la ciudad. Tales construcciones de indiscutible valor social, son bañadas a diario por la luz solar y tienden sus sombras desde el amanecer hasta el ocaso de nuestro astro rey. Características éstas, que les imprime un atractivo especial en la enseñanza de algunos conceptos de Astronomía relacionados con la vida cotidiana; en particular, el hecho que involucra la desaparición de sus respectivas sombras en dos días específicos del año y en una hora justa del mediodía. Esto ocurre durante el evento astronómico conocido como mediodía cenital. En el presente trabajo se propone una serie de actividades observacionales de corte pedagógico con cada uno de los monumentos, y otras de tipo virtual mediante simulaciones, a fin de entender aquel fenómeno del mediodía cuando los objetos pierden aparentemente sus sombras. 

Introducción

En el casco central de la ciudad de Mérida existen algunos monumentos históricos que hemos considerado de singular importancia por estar relacionados con la enseñanza de la Astronomía. El primero, es el adjudicado al Padre de la Patria, nuestro Libertador Simón Bolívar, el 17 de diciembre de 1842 a fin de conmemorar el traslado de sus restos desde Santa Marta, Colombia, hasta Caracas. Tan importante monumento sociohistórico donde, desde entonces se rinde tributo a nuestro Libertador, se conoce como la Columna Bolívar. Se encuentra ubicado en la calle 13, en el mirador noreste de la ciudad de la Mérida serrana con vista hacia las vertientes de los ríos Mucujún y Chama. Aunque en la ciudad existen tres estatuas más, dedicadas a conmemorar la gesta histórica del Libertador y su larga lucha por la emancipación; una, la estatua ecuestre de la Plaza Bolívar, otra, el busto en mármol del antiguo rectorado de la Universidad de Los Andes, y la tercera, que enaltece con su presencia la cumbre majestuosa de la Sierra Nevada; sin embargo, la Columna Bolívar cobra importancia vital por ser la primera dedicada a exaltar su memoria en suelo patrio. Los otros dos monumentos de importancia histórica de la ciudad, que proponemos como recursos pedagógicos en la enseñanza de la Astronomía son, el Obelisco de la Plaza el Espejo, erigido en honor al Soldado Desconocido y la Columna de Páez ubicada en el patio central del Cuartel de la Veintidós Brigada de Infantería Cnel. José Rangel Becerra. En la figura 1 se muestran la Columna Bolívar y el Obelisco.   


 
Figura 1. La Columna Bolívar (izquierda) y el Obelisco El Espejo (derecha). 

Desde el Centro de Divulgación Científica de la Fundación “Francisco J. Duarte” (CIDA), nos hemos propuesto visibilizar la trascendencia histórica de estos monumentos. En tal sentido, queremos destacar el valor pedagógico de estos tres, desde la visión que nos presenta la ciencia de la Astronomía, por estar vinculados con uno de los eventos astronómicos más representativos del movimiento del Sol a lo largo de la eclíptica (trayectoria aparente del Sol) durante el transcurso del año.

A pesar que dos veces al año pasa desapercibido, un evento astronómico singular llama la atención dentro de la gama de todos los existentes.  Es el mediodía sin sombra conocido en el argot astronómico como “Mediodía Cenital” del 11 de abril y el del 31 de agosto en el Municipio libertador del Estado Bolivariano de Mérida. En estos dos días, a la hora precisa de las 12 h 46 m del mediodía (Hora Legal de Venezuela), durante su recorrido aparente, el Sol alcanza la parte más alta de la bóveda celeste conocida como cenit. En consecuencia, nos alumbra desde lo más alto y a cualquier objeto que llegue su luz, lo ilumina en dirección completamente vertical. Producto de esto, los objetos no producen sombra en ese preciso instante. Por tal razón, la Astronomía también ha bautizado esos acontecimientos como “mediodías de sombra cero”. Evento astronómico que sólo es posible en aquellas localidades ubicadas dentro de la zona intertropical del globo terrestre, es decir, las situadas entre el trópico de Cáncer del hemisferio norte y el trópico de Capricornio del hemisferio sur. Cómo nuestro país, y por supuesto el estado Mérida, se encuentra dentro de los límites geográficos antes señalados, las permanentes sombras diurnas podrán juguetear en ese preciso instante a las escondidas con las estructuras de los objetos que les dan forma.

Aunque es notable en todos los objetos, el efecto de la carencia de sombra se hace más patente en aquellos que se encuentran en posición completamente vertical, tal como la Columna Bolívar, el Obelisco del Espejo y la Columna Páez, por cumplir con estos requerimientos geométricos, que permiten vincular la ciencia de la Astronomía con la historia patria y las actividades pedagógicas en las escuelas.

En consecuencia, queremos destacar el potencial de estos monumentos como recursos didácticos en la enseñanza-aprendizaje de diferentes conceptos de temas relacionados con el movimiento del Sol durante un día completo y durante todo un año; también aspiramos convertirlos en laboratorios vivenciales para la enseñanza de la geometría y la trigonometría a nivel de primaria y secundaria. 

Actividades realizadas

Columna Bolívar

Dos actividades se llevaron a cabo en la plazoleta de este monumento histórico. La primera se realizó el 21 de junio de 2022 durante el inicio del solsticio de verano en el hemisferio norte, a fin de medir la declinación solar a las 12:46 HLV; y con la medida de la longitud de la sombra subtendida en la base del monumento, se determinó la altura de la Columna Bolívar. Es esa oportunidad se contó con la presencia de un representante del consejo comunal de la Parroquia Milla.

La segunda tuvo lugar el 31 de agosto del mismo año a fin de realizar la medida correspondiente de la declinación solar y observar a las 12: 46 HLV la desaparición de la sombra del monumento justo al mediodía cenital. Varios miembros de la comunidad de la parroquia estuvieron presentes, así como algunos docentes de educación primaria y secundaria, a pesar de estar disfrutando de sus vacaciones laborales; además de un representante activo del Batallón Justo Briceño.  

Obelisco de El Espejo 

La actividad se realizó el día 23 de septiembre del 2022 (un día después del equinoccio de primavera) al mediodía, con la finalidad de determinar aproximadamente la latitud del lugar, porque el día anterior la ciudad amaneció con mucha nubosidad. Se midió la declinación solar y la longitud de la sombra subtendida por el obelisco sobre el piso de la plaza, en tiempos diferentes. Con estos datos se obtuvo la altura promedio 30 metros del obelisco. También se determinó su altura mediante el método geométrico, midiendo previamente los ángulos subtendidos por la punta desde dos puntos diferentes sobre el piso de la plaza.

 Actividades observacionales propuestas

De modo que, con la experiencia acumulada de estas visitas, consideramos que se podrían ejecutar las siguientes actividades pedagógicas en la escuela:

1.               Ubicación geográfica de los monumentos en la ciudad

 El objetivo de esta actividad es lograr que los estudiantes reflexionen sobre la importancia de ubicar objetos en el plano y el espacio mediante los sistemas de coordenadas definidos para tal fin. En tal sentido, se les introduce en la medida de distancias angulares mediante el uso de las coordenadas terrestres de longitud y latitud.



Para esto, se recomienda primero que determinen su posición en el continente, en el hemisferio (norte o sur) terrestre, en el país, en el estado, en la ciudad. Es decir, que ubiquen coloquial -con sus propias palabras- y cuantitativamente -mediante coordenadas terrestres de longitud y latitud en grados- los monumentos en el plano de la ciudad utilizando las plataformas de Google Maps y Google Earth. De esta manera, se logra posicionar con precisión la ciudad y los monumentos en el globo terrestre. Como ejercicio adicional se les propone realizar, con un capturador de pantalla, un video que se inicie con el globo terráqueo y luego que vaya presentando el continente, el país, el estado, la ciudad, hasta que finalmente se ubique la plaza del respectivo monumento.

También, a fin de que internalicen estos conceptos, se les propone la elaboración a grosso modo de un modelo de globo terráqueo y que posicionen los objetos del presente estudio. Posteriormente, con los modelos del globo terrestre de la institución escolar se puede precisar mejor lo anterior.

Con esta actividad, el docente también podrá explorar las ideas previas de los estudiantes respecto a la forma del planeta Tierra, y aprovechar el momento para realizar una lectura crítica de algunos hechos históricos relacionados con la comprensión de su esfericidad y la primera medida de su tamaño (diámetro) realizada por Eratóstenes en la antigüedad.

2.               Ubicación del punto cardinal Este mediante una brújula desde el Mirador de la Plazoleta de La Columna

Se pretende con esta actividad que los estudiantes determinen aproximadamente las posiciones de los puntos cardinales y se orienten sobre el plano de su horizonte local en el lugar de la plazoleta de cada monumento. 


Para esto se utiliza la propiedad de orientación de la brújula en el campo magnético terrestre. De esta manera el docente podrá iniciar una reflexión con sus estudiantes sobre el magnetismo terrestre (propiedades, generación, usos) y el porqué de la orientación permanente adoptada por la brújula; para luego solicitarles la elaboración de un modelo de campo magnético terrestre que permita explicar cualitativamente lo observado.

A continuación, se les pide que extiendan un trozo de hilo de varios metros al lado del monumento, siguiendo la dirección dada de la brújula; es decir, que uno de los extremos apunte al punto cardinal Norte (N) y el otro al punto cardinal Sur (S); seguidamente, con ayuda de un transportador, se coloca otro trozo de hilo perpendicularmente al anterior para determinar los puntos cardinales Este (E) y Oeste (O). Y con el método de los brazos extendidos se comprueba lo anterior, tal como se ilustra en la figura 2. Al tener ubicado el Este, se le menciona que es por ahí por dónde sale aproximadamente el Sol.

Esta actividad es propicia para incorporar recursos didácticos digitalizados de la web, tal como cualquiera de las Apps de brújulas y niveladores digitales.

Figura 2. Determinación de los puntos cardinales en el horizonte mediante el método clásico de orientación de los brazos extendidos.

3. Determinación del punto cardinal Este a partir del 21 (o 22) de marzo y el 21 (o 23 de septiembre).
























Se pretende con esta actividad que los estudiantes determinen aproximadamente las posiciones de los puntos cardinales y se orienten sobre el plano de su horizonte local en el lugar de la plazoleta de cada monumento.

Esos días se pueden aprovechar para determinar con buena precisión, mediante un método astronómico, el punto cardinal Este. Dos métodos se pueden usar:

·     Observación directa del Sol cuando emerge en el horizonte

     Por nuestra ubicación geográfica en la cordillera andina es imposible visualizar la línea del horizonte astronómico. Sin embargo, aproximadamente, podemos determinar el Este observando el punto de salida del Sol sobre el perfil de la Sierra Nevada. Se puede dejar un registro gráfico mediante la elaboración de un dibujo del perfil de la montaña, tomando una fotografía o grabando un video.

·     Mediante la sombra tendida por el monumento

     En tal sentido, se hacen observaciones desde las diez de la mañana (10:00 HLV) hasta las dos (3:00 HLV) de la tarde para observar y medir la longitud de la sombra subtendida por cada monumento sobre el terreno de su plazoleta. Cada quince minutos se marca sobre el piso (con una tiza, pintura, u otra forma) donde caiga la punta de la sombra del monumento elegido. Al terminar la observación se traza una línea que una todos los puntos anteriores. Resulta una curva de forma, aproximadamente, parabólica cuyo eje de simetría la divide en dos ramas iguales. Con el trazado del eje de simetría se obtiene la dirección Norte-Sur. Y la línea perpendicular al eje de simetría permite obtener la dirección Este-Oeste. De esta manera se pueden identificar los puntos cardinales Este y Oeste: puntos sobre el horizonte por donde sale y se oculta el Sol el 21 (o 22) de marzo y el 21 (o 23) de septiembre, respectivamente.

            De modo alterno, se puede usar un gnomon (palo en posición vertical montado sobre una base circular plana pintada de blanco donde se proyecta la sombra) para determinar a menor escala los puntos Este y Oeste astronómicos. Al tener su orientación, se compara con la obtenida con la brújula. Por estos puntos cardinales, sale y se oculta el Sol, el 21 (o 22) de marzo y el 21 (22 o 23) de septiembre. En marzo ocurre el equinoccio de primavera y en septiembre el equinoccio de otoño, respectivamente, para el hemisferio norte terrestre. Con esta actividad debe quedar claro a los estudiantes que sólo en estos dos días el Sol sale por el Este y se oculta por el Oeste; el resto del año sale a la derecha o a la izquierda del Este y se oculta a la izquierda o derecha del Oeste.

4.                 Orientación del frente del monumento de la columna (cara del busto) con una brújula.

Se pretende con esta actividad que los estudiantes orienten sobre el plano de su horizonte terrestre un lado del monumento, en particular la cara del busto del monumento La Columna Bolívar. Qué logren identificar hacía dónde “está viendo” el busto de Bolívar y que logren cuantificar esa dirección. También, se les puede solicitar la representación gráfica de la estatua en una hoja que contenga el plano de la ciudad impreso desde Google Maps.

 

5.               Observación del fenómeno astronómico mediodía cenital en la Columna Bolívar, el Obelisco de Belén y La Columna de Páez.

Con esta actividad se busca sembrar la curiosidad en los estudiantes sobre los movimientos del Sol durante el transcurso del día y el año, para incentivar una reflexión sobre su posición en la esfera celeste y determinar su incidencia en el tamaño de las sombras tendidas por los objetos alargados justo en el momento del mediodía cenital. 

Para entender la ocurrencia de este singular fenómeno, se debe considerar lo siguiente. Durante todo el año, en nuestra posición geográfica particular (Mérida: ), el Sol sale un poco desplazado a la derecha o la izquierda del punto cardinal Este, y se oculta por el Oeste. Y a medida que el día avanza, asciende por la esfera celeste hasta alcanzar su punto más alto y al mediodía comienza a descender hasta el ocaso donde se oculta. Sin embargo, puede que no llegue al Cenit (punto más alto en el cielo ubicado sobre la vertical del observador), a menos que coincida con dos fechas y una hora específica: los días 11 de abril y 31 de agosto a las 12 h 45 minutos. Esos días, a esa hora precisa, el Sol se encuentra sobre la vertical (cenit) y nos alumbra desde arriba. Como su luz nos baña en esa dirección, sí miramos con detenimiento el piso, en posición completamente erguido, observaremos que nuestro cuerpo no proyecta ninguna sombra. ¡Ese día, por unos cuantos segundos, no tendremos sombra! Pero, no sólo eso, también desaparecen las sombras de todos los demás objetos que se encuentran a nuestro alrededor. Es el momento oportuno para observar este fenómeno astronómico y poder apreciar en toda su magnitud su ocurrencia, con los tres monumentos señalados anteriormente.


Figura 3. Sombras en La Columna Bolívar durante el mediodía cenital del 11 de abril de 2022.

 

 

 

    En la figura 3 (izquierda, centro y derecha) que se muestra, se pueden observar tres posiciones de la sombra desplegada por la Columna Bolívar en el momento cercano (dos minutos antes), el momento justo (12:46 HLV) y un poco después del mediodía cenital. Se puede apreciar en la foto central la iluminación completa de la base del pilar del monumento. En ese preciso momento la luz solar baña la Columna Bolívar desde su punto más alto en la esfera celeste y por consiguiente no se produce ninguna sombra. A medida que suceden los minutos, la sombra va apareciendo de nuevo hasta que se extiende sobre el piso de la plaza.  

 

Actividades virtuales

 

Recientes avances en pedagogía y tecnología plantean un importante reto al estudiante y al docente de ciencias. Nuevos instrumentos tecnológicos que están a su disposición, le permiten analizar la diversidad de procesos naturales de manera efectiva, presentar sus conceptos, formular sus leyes y realizar aplicaciones. Uno de estos recursos didácticos lo representan las simulaciones; las cuales, no sólo están en manos del científico para su trabajo especializado, sino que ahora se encuentran a disposición libre de docentes y estudiantes para la comprensión de su entorno físico cotidiano. Diferentes tipos de software se han creado para simular procesos naturales; uno de gran utilidad, disponibilidad y de uso extendido a nivel mundial es GeoGebra, especialmente diseñado para elaborar applets de matemática, y que perfectamente se puede usar en enseñanza y aprendizaje de la ciencia, y en particular de la Astronomía. GeoGebra es un software matemático interactivo de libre uso, que permite el trazado dinámico de construcciones geométricas, representaciones gráficas, el tratamiento algebraico y el cálculo de funciones reales, sus derivadas e integrales.

 

Con este software se elaboró el applet “Movimientos del Sol” (ver Apéndice A) para simular algunos eventos astronómicos relacionados con nuestro astro rey. El mismo, permite describir el desplazamiento aparente del Sol durante un día específico “alrededor de la Tierra”; y también, cómo durante un año completo, su salida y ocaso cambia de posición sobre el horizonte alrededor del Este y el Oeste. Igualmente se puede simular la ocurrencia del día cenital en un determinado lugar del planeta.  

 

Las actividades de simulación que se proponen son las siguientes:

 

1.                Orto y ocaso del Sol y mediodía cenital sobre el ecuador terrestre (latitud cero)

 

Con el botón negro L se elige un lugar sobre la superficie terrestre de latitud cero. Esto es válido para cualquier punto del ecuador terrestre. Por supuesto, en este caso el plano del horizonte es paralelo al Eje del Mundo, como se puede apreciar en la figura 4.

Figura 4. Applet para simular la salida y puesta Sol, y del mediodía cenital sobre un punto del ecuador terrestre. El simulador se activa desde la plataforma GeoGebra pulsando la figura con la tecla de control del ratón.  

 


 

Ortos y ocasos del Sol. Colocar el botón T del deslizador en el 21 de marzo (21 de septiembre) de modo que la eclíptica coincida con el ecuador. Se puede observar que el plano de la eclíptica, por ser paralelo al plano del ecuador celeste, coinciden en el cenit del observador tal como se ilustra en la figura 5.

A continuación, se propone realizar las siguientes actividades:

·     Con el cursor se desplaza el Sol hacia el Este y se coloca sobre el horizonte. Está amaneciendo. ¡Aparece justo por el Este! Sólo estos dos días del año el Sol se despierta por el Este, los demás no.

·     Luego, se desplaza a lo largo de la eclíptica hasta llegar al cenit. En esta posición es mediodía y el Sol se encuentra en culminación, es decir, su punto más alto en el meridiano local. Además, el Sol se encuentra en la posición de altura máxima y por lo tanto, la visual con el observador forma un ángulo recto (90o) con el horizonte (ver figura 5).

·     Se deja que el Sol siga su camino y llegue al horizonte donde ocurre el ocaso. Está anocheciendo. El Sol se oculta exactamente por el punto cardinal Oeste. Cae la noche.

·     Al pulsar el botón Inicio la eclíptica se desplaza hacia norte hasta coincidir con el trópico de Cáncer (21 de junio), luego regresa, pasa por el ecuador (21 de septiembre) y avanza hacia el sur hasta coincidir con el trópico de Capricornio (21 de diciembre); retrocede y avanza al norte de nuevo hasta coincidir otra vez con el ecuador (21 de marzo). Pulsar el botón Pausa. Ha transcurrido un año completo. Durante 365,2 días la salida del Sol se ha desplazado entre el Noreste y el Sureste, excepto el 21 de marzo y el 21 de septiembre que sale exactamente por el punto cardinal Este y se oculta por el punto cardinal Oeste. En conclusión, durante el año el Sol se mueve sólo entre los trópicos y son estas latitudes las que establecen la zona intertropical en la superficie de la Tierra.

Lo anterior aplica al ocaso del Sol por el Oeste.

 

Mediodía cenital. Colocar al Sol en el punto Este del horizonte. Luego, con el cursor, se desplaza a lo largo de la eclíptica hasta llegar al cenit, como se muestra en la figura 5. Como se mencionó antes, en esta posición es mediodía y se encuentra en la posición de altura máxima. Por lo tanto, la visual con el observador forma un ángulo recto (90o) con el horizonte. En otras palabras, a esa hora precisa del mediodía, el Sol se encuentra sobre la vertical y nos alumbra desde arriba. Como su luz nos baña en esa dirección, cualquier objeto en posición vertical, no producirá ninguna sombra. Por unos segundos ¡las sombras desaparecen! Este evento particular del año se conoce como mediodía cenital para ese determinado lugar del globo terráqueo.

 


2.          Orto y ocaso del Sol y mediodía cenital sobre los trópicos (latitud )(latitud 23,5 grados)

 

Con el botón negro L se elige la latitud de 23,5 grados. Esto es válido para cualquier punto sobre el trópico de Cáncer. Por supuesto, en este caso, el Eje del Mundo forma un ángulo de  23,5 grados con el plano del horizonte, como se puede apreciar en la figura 6. En consecuencia, los planos del ecuador, la eclíptica y los trópicos se inclinan hacia el Sur. 


Figura 6. Simulación del mediodía cenital sobre un punto del ecuador terrestre. El simulador se activa desde la plataforma GeoGebra pulsando la figura con la tecla de control del ratón.  

 


Ortos y ocasos del Sol

A continuación, se propone continuar con las siguientes actividades:

·     Se coloca el botón del deslizador en el 21 de junio que marca el comienzo del solsticio de verano en el hemisferio norte. La eclíptica coincide con el trópico de Cáncer. Con el cursor se desplaza el Sol hacia el noreste (NE) y se coloca sobre el horizonte. Está amaneciendo. ¡Aparece justo por el noreste! Sólo este día del año el Sol se despierta por ese punto cardinal, los demás no.

·     Luego, se desplaza a lo largo de la eclíptica hasta llegar al cenit. En esta posición es mediodía y el Sol se encuentra en culminación, es decir, en su punto más alto del meridiano local. Además, el Sol se encuentra en la posición de altura máxima y por lo tanto, la visual con el observador forma un ángulo de 90o con el horizonte.

·     Se deja que el Sol siga su camino y llegue al lado opuesto del horizonte donde ocurre el ocaso. Está anocheciendo. El Sol se oculta por el noroeste (NO) y cae la noche.

Mediodía cenital. Colocar al Sol en el punto NO del horizonte. Luego, con el cursor, se desplaza a lo largo de la eclíptica hasta llegar al cenit, como se muestra en la figura 7. Como se mencionó antes, en esta posición es mediodía y se encuentra en la posición de altura máxima. Por lo tanto, la visual con el observador forma un ángulo recto (90o) con el horizonte. En otras palabras, a esa hora precisa del mediodía, el Sol se encuentra sobre la vertical y nos alumbra desde arriba. Como su luz nos baña en esa dirección, cualquier objeto en posición vertical, no producirá ninguna sombra. Por unos segundos ¡las sombras desaparecen! Este evento particular del año se conoce como mediodía cenital para ese determinado lugar del globo terráqueo.

 

Lo mismo aplica para el trópico de Capricornio el 21 de diciembre, comienzo del invierno en el hemisferio norte.

 

3.          Mediodía cenital en la ciudad de Mérida (latitud +8,6 grados; longitud -71,14 grados)

 

A medida que el día avanza desde el amanecer, el Sol asciende siguiendo la eclíptica hasta alcanzar el meridiano del lugar, punto más alto en el cielo del mediodía. Sin embargo, puede que no llegue al cenit, a menos que coincida con dos fechas y una hora específica, en el caso de la ciudad de Mérida: los días 11 de abril y 31 de agosto a las 12 h 45 minutos (ver Apéndice B). Esos dos días, el Sol sale cerca del Este y se oculta cerca del Oeste, como se muestra en la figura 7. Y a esa hora precisa del mediodía, se encuentra sobre la vertical (cenit) y nos alumbra desde arriba. Como su luz nos baña en esa dirección, sí nos observamos con detenimiento, en posición corporal completamente erguida, no tendremos sombra. ¡Ese día, por unos segundos, nuestro cuerpo no proyecta sombra! Pero, también desaparecen las sombras de todos los demás objetos que se encuentran a nuestro alrededor. En particular, un edificio alto, una torre o un obelisco, la proyección de la “no sombra” es mucho más notoria.

 












 Figura 7. Simulación del mediodía cenital en la ciudad de Mérida. El simulador se activa desde la plataforma GeoGebra pulsando la figura con la tecla de control del ratón.  

 

A fin de realizar la simulación para la ciudad de Mérida, se elige la latitud de +8,6 grados con el botón negro L. Por supuesto, en este caso, el Eje del Mundo forma un ángulo de 8,6  grados con el plano del horizonte, como se puede apreciar en la figura 7. En consecuencia, los planos del ecuador, la eclíptica y los trópicos se inclinan esta cantidad hacia el Sur.

 

A continuación, se propone continuar con las siguientes actividades:

 

·     Se coloca el botón rojo del deslizador en cualquier fecha (por ejemplo, entre septiembre y diciembre). Luego, se lleva al Sol desde el Este hasta el punto más alto en el meridiano del lugar (círculo negro). Se puede notar que el Sol no coincide con el Cenit del observador.

·     Pulsa Inicio y cuando el Sol haya llegado al Cenit se detiene con el botón Pausa. Ese día corresponde al 11 de marzo (o al 31 de agosto) y a las 12: 46 pm (Hora Legal de Venezuela). Son los días de “sombra cero” o “días sin sombras” cuando la visual del Sol con el observador forma un ángulo de 90 grados.  Es el momento de disfrutar el mediodía cenital.

 

Conclusiones

Las actividades propuestas se realizaron en dos de las plazoletas antes descritas con sus respectivos monumentos históricos.  El 11 de abril de 2022 en La Columna Bolívar para observar el evento del mediodía cenital. Se le hizo un seguimiento al movimiento de la sombra tendida por el pedestal de la columna, tal como estaba previsto; y se pudo comprobar que, efectivamente, a las 12:46 HLV la sombra de la columna desapareció por completo por unos segundos y luego, fue restableciéndose hasta extenderse poco a poco, con el paso de los minutos, sobre la base del monumento.

En cuanto, al obelisco de El Espejo, señalamos que el 22 de septiembre no fue posible realizar la observación por la marcada nubosidad que se mantuvo durante todo el día. Sin embargo, al día siguiente, aunque se realizaron algunas medidas, grosso modo, de posicionamiento y longitud de la sombra, la nubosidad impidió cumplir completamente con los objetivos establecidos. A pesar de lo señalado, consideramos que efectivamente estos monumentos históricos de la ciudad se prestan para realizar algunas actividades pedagógicas relacionadas con el tema de la astronomía.     



Bibliografía

1. Escalona T., Orlando B., Díaz Ángel, Ortiz Carlos y Oviedo Francy (2023). Mediodías sin Sombras. Centro de Investigaciones de Astronomía -CIDA (comunicación personal).

2. GeoGebra (2000). Manual de GeoGebra. Recuperado el 15 de abril de 2022 de: https://wiki.geogebra.org/es/Libro

3. Institutional Asset and Monuments of Venezuela (13 de marzo de 2017). La Columna Bolívar, el primer monumento del mundo al Libertador. Recuperado el 21 de febrero de 2023 de: https://iamvenezuela.com/2017/12/la-columna-bolivar-el-primer-monumento-del-mundo-al-libertador/

4. Mendoza T., Eduardo (2010). Introducción a la Astronomía y a la Astrofísica. Instituto Nacional de Astrofísica Óptica y Electrónica (INAOE), Puebla-México

5. Rojas P. Isaías (2012). Astronomía Elemental V1. Editorial USM, Chile.

6. Zuluaga G., Mónica M. (2013). Astronomía de posición como eje transversalizador en la Básica Primaria. Tesis de grado de Magister, Universidad Nacional de Colombia, Facultad de Ciencias Medellín, Colombia.


Apéndice A

AppletMovimientos del Sol

Applet para simular el movimiento del Sol sobre la esfera celeste.  Se puede seguir el mediodía cenital en Mérida el 11 de abril y el 31 de septiembre cuando el Sol se encuentra en el cenit; la esfera amarilla simula su posición a las 12:46 HLV. El simulador se activa desde la plataforma GeoGebra pulsando sobre la figura de arriba con la tecla de control del ratón.  

 



 

Descripción del Applet. Con este modesto simulador de eventos astronómicos de la figura de arriba, elaborado con el software GeoGebra, se muestra el desplazamiento aparente del Sol durante un día específico alrededor de la Tierra; y también, cómo durante un año completo, su salida y ocaso cambia de posición sobre el horizonte alrededor del Este y el Oeste. La esfera celeste (ideal, lugar donde aparentemente se mueven los astros, sin ningún radio establecido, concéntrica con el centro de la Tierra) se representa en azul; tiene circunscrita en su interior el horizonte del observador (circunferencia resultante de la intersección del plano del observador con la esfera celeste) para la latitud geográfica del lugar. La semicircunferencia negra que va de Norte a Sur por encima y debajo del horizonte representa el meridiano del lugar que pasa por el cenit (punto de intersección de la vertical del lugar con la esfera celeste) y el nadir (punto opuesto al cenit). La circunferencia amarilla es la eclíptica (intersección del plano de la órbita terrestre con la esfera celeste), es decir, es la trayectoria aparente que sigue el Sol sobre el fondo de las estrellas durante el año. La circunferencia blanca continua que va de este a oeste se refiere al ecuador celeste (proyección del ecuador terrestre sobre la esfera celeste). La recta azul representa al eje del mundo (prolongación en el cielo del eje terrestre), y que por definición es perpendicular al plano del ecuador celeste; en la figura anterior se muestra inclinado respecto al plano del horizonte, porque el observador se encuentra ubicado a 8,5o de latitud norte (ciudad de Mérida).

Se muestra también el trópico de Cáncer (círculo blanco segmentado de latitud +23,5 grados) hacía el norte y el trópico de Capricornio (círculo blanco segmentado de latitud -23,5 grados) hacia el sur. Durante el año el Sol se mueve entre estos dos trópicos, y sobre el horizonte sale un poco desplazado a la derecha o la izquierda del punto cardinal Este, y se oculta cerca del Oeste.

 

La vista gráfica de la izquierda (recuadro blanco) contiene las etiquetas identificadoras de cada objeto virtual y la vista gráfica de la derecha (recuadro verde) los controles Inicio, Pausa y Reinicio, para activar o desactivar las acciones del applet. Cerca del cenit se dispone de un botón negro circular L, para elegir la latitud del lugar colocándole encima el cursor para moverlo; en la cinta verde se puede leer el valor de la latitud.

 

También cuenta con el botón T sobre el deslizador (barra vertical) para cambiar la posición de la eclíptica durante el año. La perspectiva se puede cambiar moviendo el cursor en cualquier dirección sobre la esfera celeste. 

 

Con el cursor sobre la esfera amarilla del Sol, éste se puede mover a lo largo de la eclíptica durante el día.


Apéndice B

Cálculo del tiempo de ocurrencia del mediodía cenital en Mérida

La hora legal (HLV) de la República Bolivariana de Venezuela se rige por el huso horario TUC-4 tomando como referencia el meridiano de 60o que pasa por Punta Playa en el estado Delta Amacuro, al oriente del país. Cuando el Sol del mediodía se encuentre en el cenit en Punta Playa a las 12:00 HLV, aunque en Mérida los relojes marquen la misma hora, aún le falta recorrer cierta distancia a lo largo del paralelo de 8,5 grados para que los podamos apreciar directamente en su posición de máxima altura.

    Por lo tanto, para conocer la hora exacta de ocurrencia del mediodía cenital basta calcular a cuantos grados de longitud se encuentra Mérida del meridiano de 60o. Como la longitud de Mérida es de -71,1434 grados oeste, entonces la diferencia es de 11,1434 grados. Como durante un día de 24 horas el Sol recorre 360o, entonces cada hora (60 minutos) recorre 15o. Por consiguiente, 11,1434o los recorre en 44,57 minutos.

    Es decir, el Sol llegará a Mérida a las 12:45 HLV. A esa hora tendrá lugar el mediodía cenital.

    Para otras localidades se procede de la misma manera. Se busca en la Web la longitud del lugar y se calcula el tiempo adicional.

 

 

 

 

 

 

 

 

 


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