No hay manera más sencilla de seguir un eclipse de Sol que aprovechar el principio de la cámara oscura para proyectar la imagen del disco de nuestra estrella. Aunque la idea es simple, no conviene improvisarla sobre la marcha el mismo día del fenómeno. Por eso aquí comentamos algunos detalles que hay que tener en cuenta y tratamos algunas de las muchas formas en que el principio de la cámara oscura se aplica en estos casos. Nos apoyamos en algunas imágenes obtenidas durante el eclipse solar anular que pudo disfrutarse desde la península Ibérica el 3 de octubre de 2005. Vayámonos preparando para la terna ibérica de eclipses solares 2026 (total), 2027 (total), 2028 (anular).
El principio de la cámara oscura es bien conocido desde tiempos muy remotos y consiste en que un orificio muy pequeño es capaz de proyectar sobre una superficie una imagen completa, aunque invertida, de todo lo que hay enfrente.
El concepto podría aplicarse para construir un dispositivo del tamaño de una habitación que permita formar imágenes del disco solar. Consta que Kepler empleó este sistema para estudiar un eclipse solar parcial en julio del año 1600, y que llegó a divisar una gran mancha solar del mismo modo en mayo de 1607, aunque al principio interpretó el fenómeno (erróneamente) como un tránsito del planeta Mercurio ante el disco del Sol.
La idea es simple pero no se puede aplicar de manera apresurada. Ante todo, hay que tener en cuenta que la imagen del disco solar que se obtiene de este modo es bastante diminuta, pues viene a medir, en milímetros, 8.7 veces la distancia entre orificio y pantalla si se expresa esta en metros.
Podemos construir una cámara oscura con forma de canuto, usando para ello un tubo de cartón. En la parte frontal se aplica una lámina de papel de aluminio en la que se practica el agujerito, mientras que en el otro extremo se adhiere un trozo de papel vegetal que hará las veces de pantalla. Se puede añadir un parasol para facilitar la observación.
Quien posea unos conocimientos básicos de trigonometría podrá deducir la relación entre longitud del tubo y tamaño de la imagen del Sol que se plasma en esta gráfica:
Con mis medios y habilidades limitados intenté construir mi propio canuto solar para el eclipse anular del año 2005. En alguna de las imágenes se ve que le añadí un sistema de apuntado para facilitar cazar la imagen del Sol, porque apuntar el artilugio no resulta nada fácil, y menos aún si se hace a mano alzada (no tuve la previsión de acoplar el invento a ningún sistema de fijación como un trípode o similar).
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Mi canuto solar: vista frontal. Se ve en primer plano la lámina de papel de aluminio en la que se practica el agujero. Al fondo, el parasol. Entre ellos, el par formado por una cartulinita negra con agujero y un trocito de papel vegetal que conforman el sistema rudimentario de apuntado. |
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Así se apunta, o se puede intentar apuntar, con el canuto solar. Resulta mucho más difícil de lo que parece, por lo que conviene apoyar el aparato en algún soporte fijo. |
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Vista lateral del dispositivo, apoyado, ahora sí, en un objeto fijo sólido. |
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Vista de una de las fases parciales del eclipse anular con mi canuto solar. Como puede verse, con más o menos dificultades el sistema funciona bien. |
Como no podía ser de otro modo, Pepe montó su propio canuto con materiales más sólidos y con mucha mayor previsión y calidad en todos los aspectos. Utilizó para ello tubería de plástico, y le dio una longitud más generosa, lo que amplía la imagen solar aunque complique el apuntado. También incorporó un parasol pero, sobre todo, la clave de su invento estuvo en acoplar el tubo a un trípode.
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El canuto de Pepe, un giro de sofisticación y calidad que lleva el aparato a dimensiones desconocidas |
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Vista frontal del canuto de Pepe: realmente estamos en otro nivel |
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El disco solar antes del eclipse |
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El eclipse en fase anular |
La realidad brinda remedos espontáneos de cámaras oscuras. Ya la jornada anterior, cuando preparábamos el campo de observación del eclipse, nos dimos cuenta de que había un arbolito situado estratégicamente para que, dejando caer una sábana blanca sobre una barandilla, se produjera la magia por sí sola: cada hueco pequeño entre las hojas proyectaba sobre la sábana una imagen del eclipse. Las fotos que siguen muestran varios ejemplos en fases parciales y de anularidad.
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El arbolito y la sábana, en fase parcial |
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Una vista más de cerca de lo mismo |
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En fase anular |
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Vista ampliada: cada disco solar es un anillito |
El efecto arbolito se eleva a la máxima potencia cuando en lugar de un ejemplar de porte reducido se recurre a un olmo de más de diez metros. Bueno, usted puede hacer la cuenta por sus propios medios: estime el tamaño de las imágenes solares que arrojaba este árbol (compare, por ejemplo, con la rueda del automóvil) y deduzca su altura aproximada:
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A poco que piense en el asunto se dará usted cuenta de que un espejo se comporta como una cámara oscura. El área del espejo se comporta como el orificio y si arroja la imagen del Sol sobre una pared en sombra, esta cumplirá la misma función que la pantalla del canuto. Por tanto, basta usar un espejo lo bastante pequeño (comparado con la distancia a la pared de destino) para que el reflejo se convierta en un disquito solar o en la lúnula que corresponda a la fase del eclipse.
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Manolo con un espejo al que se antepone una cartulina opaca con un agujero que deja libre solo un trozo pequeño de superficie reflectante |
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El efecto sobre la pared: el espejo se comporta como el orificio de una cámara oscura |
Pero más sorprendente aún es el hecho de que una mota negra en el centro de una superficie reflectante más amplia provoca como resultado… ¡una proyección del eclipse en negativo! Las fotos no hacen justicia a la visión realmente sorprendente de este efecto, pero la explicación geométrica del fenómeno no deja lugar a dudas: un obstáculo puntual (o pequeño comparado con las distancias involucradas) arroja una sombra que ha de tener la misma forma del objeto emisor. Como se aprecia en la fotografía de la izquierda, Manolo sostiene un espejo en el que se ha hecho lo siguiente: la parte que sostiene con su mano derecha está tapada, salvo un fragmento pequeño, que actúa como orificio de cámara oscura normal, mientras que la parte que toca a su mano izquierda está descubierta salvo una mota pequeña opacada en el centro (un trozo de cinta adhesiva), lo que provoca la imagen en negativo sobre la pared.
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Una mitad del espejo está tapada, salvo un trozo central reflectante que se deja descubierto. La otra mitad del espejo está descubierta, salvo una mota central que se opaca con un adhesivo. |
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El resultado: una imagen en positivo como resultado de una cámara oscura normal (a la derecha), y una imagen en negativo como resultado de una cámara oscura «invertida» (a la izquierda). |
Como es natural, hicimos todo tipo de experimentos del estilo de la cámara oscura. El del colador, espumadera o paleta de freír también lo hicimos, pero es tan conocido que no voy ni siquiera a enseñar las fotos. Pero sí tiene su gracia el efecto cámara oscura logrado con las manos, al estilo de las sombras de la China, o incluso entre los cabellos si están lo bastante cortos y tiesos. Véase:
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Cámara oscura «sombras de la China» |
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El resultado, visto algo más de cerca |
Medios y recursos:
- Con fotografías de Pepe Caro Ramón, Manolo Morales García (gracias a ambos) y mías
- Enlace a un manual de instrucciones para construir el canuto
- El diagrama inicial de la cámara oscura procede de D. Galadí-Enríquez y J. Gutiérrez Cabello, De la Tierra al universo: Astronomía general teórica y práctica, 2.ª edicion, Ediciones Akal (ISBN 978-84-460-5145-9)
- La relación de Johannes Kepler con la cámara oscura para la observación del Sol y la narración de la que parece ser la primera observación de una mancha solar en occidente se recogen en el libro de Max Caspar, Johannes Kepler, Publicacions de la Universitat de València (2018), traducción de Dulcinea Otero-Piñeiro. En las páginas 128 y 129 se trata la construcción de una cámara oscura y su uso para observar el eclipse solar del 10 de julio de 1600. En la 159 se trata brevemente su teoría de la cámara oscura incluida en Astronomiae pars optica. La observación de una mancha solar, confundida con un tránsito de Mercurio en mayo de 1607, se describe en las páginas 183 y siguientes, junto con más detalles sobre observación de eclipses (en este caso, el de 1605).
- Si le ha interesado este artículo, ya está usted tardando en descargar en su teléfono celular la magnífica aplicación Android gratuita para el cálculo de eclipses solares y lunares desarrollada en la Universitat de Barcelona, Eclipse Calculator 2.0, obra de Eduard Masana Fresno
- Sobre la cámara oscura y sus aplicaciones en astronomía hay un artículo estupendo de Anicet Cosialls Manonelles que ha aparecido en dos publicaciones de la Asociación para la Enseñanza de la Astronomía (ApEA): revista Nadir número 44 (página 13 y siguientes) y Publicaciones de ApEA número 41 (página 31 y siguientes)
