Los Cardinales geográficos. Traza de la meridiana.

Los Cardinales geográficos. 

Traza de la meridiana.

Justificación de la práctica:

La traza de la meridiana es una actividad científica simple, accesible a cualquier nivel, que empodera al alumno de conocimientos milenarios. 
El trazo correcto de los cardinales debería suplantar al concepto de cardinal magnético, el cual solo es aproximativo, como se comprueba en los cursos de navegación o de aviación, donde se provee a los aspirantes de tablas para su corrección.

Para orientarnos, hoy tenemos rutas, carteles, sistemas de posicionamiento global, pero en el pasado la determinación de los cardinales fue crucial. 
Por medio de la meridiana, traza sin error que nos ubica geográficamente en el espacio, los conceptos: cardinal, horizonte, latitud y longitud, cobran sentido.

Desarrollo:

Estamos acostumbrados a ubicar los cardinales a partir del sitio por “donde sale el sol”.

Pero el sol no sale dos días consecutivos por un mismo punto, sobre el horizonte.

Debido a la inclinación del eje terrestre con respecto al plano de la órbita*, el punto por donde asciende el sol varía con cada jornada. 

Si observamos el horizonte Este, esto es lo que veremos el día del solsticio de diciembre:

 Prestemos atención al cardinal E señalado y a la posición del sol que emerge sobre el horizonte local.

Luego, en la jornada que corresponde al equinoccio de otoño (hemisferio sur), sí veremos al sol sobre el E:

Mientras que, en la jornada previa al solsticio de invierno local, la salida del sol se habrá desplazado hacia el norte del cardinal E:

Y, al retomar su camino, el día del equinoccio de primavera austral vuelve a "salir" el Sol por el Este:

Como se comprueba por observación, no amanece dos días seguidos por un mismo punto del horizonte**. Luego, la determinación de los cardinales no podrá basarse en ello, salvo que se conozca las fechas equinocciales, únicos días en que el astro aparece sobre el Este.

La solución:

El método que permite identificar cardinales geográficos sin error es la traza de la meridiana.

La meridiana es la línea imaginaria que señala el medio día solar y proyecta sobre el piso la dirección Norte-Sur geográficos***.

Traza de la meridiana.

La meridiana se logra al identificar la sombra más corta proyectada por un gnomon durante un día cualquiera del año (esto será válido para latitudes menores a las circumpolares; un buen ejercicio: experimentar con las alturas aparentes del sol sobre latitudes extremas).

Toda sombra se proyecta en función del paso aparente del sol. Pero el paso aparente del sol depende del giro de la Tierra sobre su eje. De modo que el paso de las sombras es función del giro terrestre sobre su eje (y de la inclinación de este eje con respecto al plano de la órbita en derredor del Sol).

Relojes de sol, gnómones.

Las sombras de la mañana, inclinadas sobre el oeste, se acortarán hasta un determinado punto y luego crecerán inclinadas hacia el este, pues el sol habrá pasado de su punto meridiano, es decir, del medio día: el sol habrá dejado de trepar y comenzará a declinar hacia el oeste.

Nos interesa la sombra meridiana, la sombra más corta del día. 

Esa sombra, en el hemisferio sur, apunta directo hacia el sur geográfico. 

La meridiana se traza desde la base del gnomon hasta el punto límite de la sombra más corta del día.

Un gnomon es un palo, una piedra o una cartulina doblada, de modo tal que proyecte sombras sobre una base llamada cuadrante. El gnomon se erige sobre el cuadrante y sobre él proyecta sombras que son función del paso aparente del sol. 

El gnomon más simple es un palo clavado en el piso, o el mástil de la bandera que proyecta sus sombras en el patio del cole****.

Una vez que se ha dado con la meridiana, es decir con la sombra más corta del día, se ha hallado la dirección norte sur geográfica proyectada sobre el piso, para ese observador.

Si se modela el proceso con una esfera de telgopor, iluminada por el mismo sol o por una linterna, con un alfiler clavado sobre ella a modo de gnomon, se verá cómo la sombra mínima coincide con la proyección del eje terrestre, cuyo trazado imaginario corre de polo a polo.

Una vez trazada la meridiana sobre el piso -o sobre el cuadrante del reloj de sol- estamos en condición de ubicar el resto de cardinales. El Este estará a 90° hacia el levante, y el Oeste a 90° hacia el poniente.

Notas.

*La inclinación del eje terrestre genera el paso aparente de sol sobre el horizonte; a este trazo imaginario del sol sobre el cielo diurno se le llama oblicuidad de la eclíptica.

**Los días solsticiales el sol aparece por el mismo cardinal en apariencia: el significado de solsticio es sol quieto.

***El norte geográfico terrestre difiere del norte magnético. Por tradición se toman ambos como iguales pero no lo son. La diferencia puede alcanzar los 7 grados y varía según longitud y latitud terrestre. Por el contrario, los cardinales geográficos son los mismos para cualquier sitio sobre el cual se los mida, pues dependen de la posición del eje terrestre y no de fluidos metálicos en movimiento.

****Sobre latitudes tropicales, habrá días en que un gnomon no proyectará sombra, o que la sombra apunte hacia el Norte en el hemisferio sur. Durante el solsticio de diciembre un gnomon vertical no proyectará sombra sito a 23,5° S, y la proyección de esta sombra será en sentido Sur Norte sobre gnómones sitos en latitudes menores a los 23,5° S. Ver, por ejemplo: Santa Catalina, Jujuy, Argentina sita sobre los 21,98° de latitud sur.