Mediodías
sin sombras
Fig. 1 El “mediodía cenital”, ilustrado con un mástil completamente vertical, los días 11 de abril y 31 de agosto a las 12 h 45 minutos. Cuando el Sol se encuentra en el cenit la luz llega a los objetos de la superficie terrestre en dirección completamente vertical y no se proyecta ninguna sombra. |
El día sin sombras, el día de sombra cero, o mediodía cenital en el argot astronómico, entre otros apelativos, es el instante en que el Sol se encuentra en su punto más alto en el cielo, y por lo tanto, los objetos no producen ninguna sombra porque se encuentran justo debajo de él.
El mismo ocurre el 10 de abril y el 31 de agosto en el municipio Libertador del Estado Bolivariano de Mérida. En estos dos días, a la hora precisa de las 12 h 45 m del mediodía, durante su recorrido aparente, el Sol alcanza la parte más alta de la bóveda celeste conocido como cenit. En consecuencia, nos alumbra desde lo más alto y a cualquier objeto que llegue su luz, lo ilumina en dirección completamente vertical.
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. El trópico de Cáncer está ubicado a 23,5 grados al norte del Ecuador terrestre y el trópico de Capricornio también a 23,5 grados al sur. Como 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 le 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 las astas donde cuelgan la bandera tricolor de la escuela, los postes de alumbrado eléctrico, los obeliscos, las torre, los edificios alto, entre otros. En la figura 1 se muestra un montaje experimental con un gnomon (palo vertical) para observar el evento.
Para entender la ocurrencia de este singular fenómeno, se debe considerar lo siguiente. Durante todo el año, en nuestra posición geográfica particular (Mérida: latitud 8,6 grados norte; longitud -71,1434 grados oeste ), 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 hasta alcanzar su punto más alto en el cielo del mediodía. 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.
Con el applet de la figura 2 se puede simular gráficamente el movimiento del Sol durante el día y el año. En tal sentido basta elegir, en primer lugar, la latitud del observador desplazando el punto negro L con el ratón de la laptop. El valor de las coordenadas terrestres del lugar de observación se consigue en la web. Luego, se desplaza el botón del deslizador rojo (segmento rojo vertical a la derecha) hasta que el círculo cenital (amarillo) coincida con el cenit del lugar. Finalmente, con el ratón se lleva el Sol hasta el cenit. El applet se puede activar desde GeoGebra pulsando en las figuras o en la siguiente URL: https://www.geogebra.org/m/xdjwhjv9
A
B
Fig. 2 Simulación
del movimiento del Sol en la esfera celeste (esfera azul) con un Applet de
GeoGebra; en su interior se encuentra circunscrito el horizonte del observador
(círculo rojo) para la
latitud geográfica del lugar. La circunferencia amarilla se conoce
como círculo de declinación solar y no es más que la trayectoria aparente que
sigue el Sol durante el día y el año. La línea recta azul representa
al eje del Mundo y está inclinado respecto al horizonte según la latitud del
lugar (Mérida). Se muestra también el trópico de Cáncer (círculo blanco de
latitud 23,5 grados) hacía
el Norte y el trópico de Capricornio (círculo blanco de latitud 23,5 grados) hacia
el Sur. Durante
el año el Sol sale, se oculta y mueve entre estos dos trópicos. En A el Sol
se encuentra hacía el norte, más cerca del trópico de Cáncer, en B se movió
al sur. La posición C se corresponde con el día sin sombras en la ciudad de Mérida, Venezuela.
La hora legal (HLV) de la República Bolivariana de Venezuela se rige por el huso horario TUC-4 tomando como referencia el meridiano de 60 grados 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 m (HLV), aunque en Mérida los relojes marquen la misma hora, aún le falta recorrer cierta distancia a lo largo del paralelo de 8,6 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 60 grados. 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 360 grados, entonces cada hora (60 minutos) recorre 15 grados. Por consiguiente, 11,1434 grados 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.
