miércoles, 22 de marzo de 2017

Física Cotidiana 2


Física Cotidiana
La Cocina
Se propone abordar la enseñanza de la ciencia a partir de la cotidianidad. Los fenómenos naturales que transcurren diariamente en nuestro ámbito espacio-temporal cotidiano los convierten en simples hechos comunes y de aparente simplicidad; sin embargo, en todo momento y alrededor nuestro, se producen cambios de diferente naturaleza que inciden de una u otra manera en el desenvolvimiento de nuestras vidas. Ignorarlos sólo contribuye a acentuar el desconocimiento de nuestra realidad objetiva; prestarles atención, motiva el análisis y la reflexión y nos prepara para desentrañar los “secretos” del mundo natural. Aunque lo cotidiano está sujeto al contexto sociocultural, económico, político y religioso de los individuos, existe sin embargo, un conjunto de objetos, conceptos y procesos naturales que son comunes para todo el mundo, independientemente del lugar donde se encuentren. Por supuesto, la ocurrencia cotidiana para el niño warao es muy diferente a la del niño de Curarigua, y más aún, a la del niño de un rascacielos típico de cualquier urbe norteamericana. No obstante, por ejemplo, el aire y el agua con toda la serie de procesos físicos, químicos y bioquímicos que conllevan su consumo, son cotidianos para todos los seres humanos; así como el fuego con los conceptos de energía, calor, propagación, temperatura; igualmente la gravedad con el conjunto de procesos mecánicos que la involucran; el día y la noche con los procesos astronómicos observables desde cualquier parte del planeta.

     Por otra parte, es indiscutible que entre los ambientes más cotidianos, se cuenta la cocina con todos sus enseres y procesos físicos, químicos, fisicoquímicos, entre otros; igualmente, el ámbito de la habitación con la parafernalia de artículos de tocador, vestidor y la cama. Además, hay que agregar las actividades lúdicas cotidianas propias de los juegos y juguetes; así como el ambiente inmediato externo al hogar y la escuela, el planeta Tierra y el Universo.

 



Física Cotidiana 1

Física Cotidiana
Entretenimiento y Actividad Lúdica

Los humanos, nos diferenciamos de las demás especies del planeta por nuestra capacidad creativa de modificar y adaptar el entorno a las necesidades inmediatas. Con las múltiples inteligencias que nos caracteriza, como indica H. Gardner, se han resuelto los problemas más intrincados desde los tiempos remotos y se han elaborado todo tipos de productos, desde los más sencillos hasta los más sofisticados e inverosímiles. Entre estos, destacan los juguetes, presentes en todas las culturas del mundo desde los tiempos primitivos, vitales para la socialización de los seres humanos, algunos de los cuales han generado esquemas de comportamiento colectivos. Existe diversidad de juegos y juguetes tradicionales propios de cada cultura, pero también destacan aquellos que se han convertidos en universales y que forman parte del acervo cultural mundial. 

     En la actualidad, el juguete se usa no sólo para el entretenimiento y la diversión de grandes y pequeños, sino también para la adquisición de conocimiento científico en los cursos de ciencias puras y aplicadas, así como para el desarrollo de habilidades y destrezas contempladas en cada una de las inteligencias múltiples de manejo obligado por cualquier docente en las instituciones educativas, a saber: lógica matemática, lingüística, espacial, físico-cinestésica, musical, interpersonal, intrapersonal y naturalista.




Electromagnetismo

Electromagnetismo

El electromagnetismo comprende todo el conjunto de procesos físicos donde se manifiestan los fenómenos relacionados con las cargas eléctricas en movimiento, involucrados simultáneamente con efectos eléctricos y magnéticos... 
Más en:
http://senderospedagogicos.blogspot.com/p/electromagnetismo.html


 



Electrostática

Electrostática


La electrostática engloba aquellos fenómenos donde se manifiestan las propiedades eléctricas de la materia, pero en condiciones estacionarias, es decir, invariables en el tiempo. Desde la antigüedad se viene estudiando la naturaleza de tales fenómenos, e implementando teorías para su explicación. Hoy en día se ha alcanzado un alto grado de conocimiento de los mismos y por tal razón utilizaremos para su explicación, lo establecido por las teorías modernas de aceptación generalizada... Más en:


 

Las animaciones y videos están disponibles en: 
http://senderospedagogicos.blogspot.com/p/la-electrostatica.html

lunes, 6 de marzo de 2017

Evento

Universidad Nacional Experimental
"Rafael María Baralt"





IV JORNADAS 
DE
 MATEMÁTICA Y FÍSICA

 III JORNADAS DE INVESTIGACIÓN EN EDUCACIÓN MATEMÁTICA Y FÍSICA

Dra. MARÍA BAUTISTA



FECHA: 03 y 04  de mayo de 2017

Objetivos:

·         Propiciar un espacio para el encuentro de docentes e investigadores en el área de Matemática y Física provenientes de todos los niveles y modalidades del Sistema Educativo
·         Socializar experiencias exitosas de aprendizaje de la Matemática y la Física tanto en la Educación Formal como en las comunidades.
·         Divulgar y debatir trabajos de investigación relacionados al proceso de enseñanza-aprendizaje de la Matemática y la Física


Temáticas:

·         Formación del docente de Matemática y Física
·         Historia y Epistemología de la Física y la Matemática y su relación con el proceso de enseñanza-aprendizaje de estas ciencias
·         Tecnologías de la Información y la Comunicación en la enseñanza de la Matemática y la Física
·         Educación en Matemática y Física para personas con Necesidades Educativas Especiales
·         Experiencias escolares y comunitarias efectivas en Matemática y Física
·         Interrelación de la Matemática y la Física con otras ciencias
·         Transformaciones curriculares en Venezuela y la enseñanza de la Matemática y la Física
·         Aspectos socioculturales de la Educación Matemática


Fechas importantes:

Recepción de extensos: 13 al 25 de marzo
Evaluación de extensos: 26 de marzo al 14 de abril
Respuesta de la evaluación: 17 de abril
Recepción de las presentaciones: 21 al 24 de abril


Los trabajos deben ser enviados al correo electrónico:

proyecmatematicayfisica@gamil.com

jueves, 23 de febrero de 2017

Mi Feria Escolar

   Pulse arriba para descargar 


A continuación se propone una serie de actividades pedagógicas a realizar durante una feria exposición escolar con experimentos demostrativos, a fin de incentivar la curiosidad por el estudio de los fenómenos naturales en los estudiantes de Primaria y Media General. Algunas fichas se refieren a pequeños proyectos educativos que se pueden emprender con materiales sencillos.



El material descriptivo de las fichas se encuentra alojado en: 
         1.  La Electrostática
         2. El Electromagnetismo
         3. Ondas que nos Rodea
         4. Sendero Pedagógico para la Enseñanza 
              y Divulgación de la Ciencia

          
  







jueves, 24 de noviembre de 2016

Del Pensamiento de Don Luis Zambrano a la Acción Pedagógica

 “No espere saber pa’ ponerse a hacer, póngase a hacer pa’ poder saber”


               
 

   

 El presente trabajo trata de la interpretación y análisis del pensamiento del Tecnólogo Popular Don Luis Zambrano, hombre de saberes llevados al plano experimental con la finalidad de contribuir con la solución de diversos problemas de la comunidad. Se eligió el pensamiento No espere saber pa’ ponerse a hacer, póngase a hacer pa’ poder saber por representar éste su principio de vida y porque consideramos que se puede aplicar en el plano pedagógico a fin contribuir con la enseñanza de la ciencia en la educación primaria y secundaria bolivariana.
No espere saber…” es no esperar la realización de estudios especializados en una determinada área para emprender cualquier actividad; hay que realizarla de una vez para poder aprender y adquirir conocimiento a medida que se desarrolla. No es indispensable, según Don Luis, poseer un amplio conocimiento sobre un determinado tema para realizar un aporte en esa área; se requiere emprender la tarea y a medida que las dificultades se vayan presentando, se van analizando y solucionando. Así, se aprende al hacer.
Según Planchart (2007), este ilustre merideño resume el concepto que tiene sobre el saber en la siguiente frase: “El mundo del saber no hay que esperar que le llegue a uno, sino que uno debe irse arrimando al mundo del saber. Cuando usted sube el primer peldaño de la escalera no hay que permitir que se derrumbe. No mire pa’ bajo ni pa’ atrás. En el ejercer está el saber.” Concepción del saber que se concretiza en No espere saber pa’ ponerse a hacer, póngase a hacer pa’ poder saber
Don Luis Zambrano durante toda su vida fue un cultor del auto aprendizaje. Su origen humilde de familia andina campesina, su entorno intelectual propio de la época y las restrictivas características educativas de la localidad rural donde nació y creció, no fue impedimento para su crecimiento personal en búsqueda del conocimiento científico y técnico. Como hombre de inquietudes innovadoras, no esperó ir a la academia para obtener el conocimiento requerido en sus investigaciones experimentales habituales. Fue un asiduo constructor de saberes  en los espacios de la ciencia y la tecnología; en su constante búsqueda de la solución de los problemas prácticos de las comunidades andinas, fue su norte la preparación autodidáctica. No conocía la existencia del número pi  y no esperó “saber pa ponerse… “ sino que con la agudeza propia de los investigadores más connotados de la época, lo redescubrió para dar respuestas a sus inquietudes relacionadas con los engranajes en rotación y aprovechar la energía hidráulica de las caídas de aguas para convertirla en trabajo mecánico y electricidad; no tenía a la mano el tornillo requerido para sustentar una pieza mecánica y con la maestría del mejor tecnólogo de academia lo diseñaba y construía. Su escasa escolaridad no constituyó barrera para inventar los más insólitos dispositivos mecánicos que competían con los importados y que eran de difícil adquisición en un país rural como el nuestro, en su época. Don Luis no esperó el Doctorado Honoris Causa que le otorgó tardíamente la Universidad de los Andes, para “saber”; no, al contrario se puso “a hacer pa poder saber” y dar así respuestas a sus inquietudes intelectuales. Esta frase sintetiza su filosofía del vivir, propia de un hombre en constante búsqueda de cómo incrementar la calidad de vida de sus coterráneos a través de la investigación y desarrollo tecnológico; nos abre un camino para seguir su ejemplo. 
Estas sabias enseñanzas de Don Luis, se encuentran diseminadas en la obra del ilustre pedagogo Samuel Robinson (SR), formador de la recia personalidad de nuestro Libertador. El primero lo aplica en tecnología, el segundo en educación. Igualmente, SR tampoco esperó tener a la mano un modelo pedagógico europeo o norteamericano para utilizarlo en su desempeño como maestro; al contrario, hizo propuestas a las autoridades caraqueñas para mejorar la enseñanza en la escuela primaria. Por eso y mucho más, sus enseñanzas pedagógicas constituyen uno de los pilares fundamentales del Nuevo Currículo Nacional Bolivariano que el MPPE prontamente implementará en el sistema educativo nacional.
Tal como Robinson, el pensamiento de Don Luis es pieza clave para el desarrollo de un modelo educativo cónsono con las necesidades educativas de los educandos en todos los subsistemas, desde el Inicial hasta Secundaria Bolivariana. El “no espere…” es el “o inventamos o erramos…”; es  una filosofía de vida, una actitud para aprender, un método de aprendizaje, un método para enseñar; propio de la necesidad de conocer la naturaleza de las cosas, de cómo funcionan y cómo se interrelacionan con los demás componentes del todo. Pero esta necesidad por conocer y aprender como la sintió Don Luis, se puede convertir en un principio fundamental para enseñar, para educar construyendo, sin esperar al catedrático para que nos guíe y nos enseñe con su modelo importado y que ha probado en espacios educativos extraños a nuestros intereses nacionales y, por lo general, descontextualizados de nuestra realidad educativa. 
Las escuelas con sus estudiantes, maestros, personal y comunidad, tienen los espacios propicios para la aplicación de esta máxima (“no espere…”). En particular, la enseñanza de la ciencia se puede abordar a partir de esta máxima, considerándola un axioma pedagógico.  
La enseñanza de la ciencia en nuestro sistema educativo se ha hecho, y aún se hace, exclusivamente en forma teórica. En los cursos que se imparten, no se prevé la búsqueda del conocimiento y el logro de destrezas y aptitudes a través de la manipulación de los objetos, sino que se hace énfasis en la “física, la química y la biología de tiza y pizarrón” y el libro de texto. En particular, los cursos de Física, Química y Matemática, aún se enseñan bajo el esquema de conceptos aislados y descontextualizados de la realidad. Según las directrices del Modelo Educativo Bolivariano la ciencia se debe enseñar bajo un enfoque abierto, flexible, contextualizado, y con una perspectiva inter y transdisciplinaria, compatible con los requerimientos de una escuela productiva e interconectada con el trabajo comunitario.
En consecuencia, en el proceso enseñanza aprendizaje de la ciencia es preciso que el maestro “no espere…” disponer en cada escuela de un laboratorio equipado con la última tecnología de punta, para desempeñarse. Al contrario, fundamentado en el “…póngase a hacer pa’ poder saber, que utilice todo su potencial creativo para diseñar estrategias metodológicas experimentales a fin de enseñar la diversidad de procesos, conceptos y leyes  presentes en el área de las ciencias naturales (física, química y biología).  Con material reutilizable, tal como hacía Don Luis Zambrano para concretar sus inventos, podría diseñar un laboratorio para la enseñanza, donde se aplique el método científico y dar así al estudiante, la oportunidad de explorar y observar, comparar y relacionar, inferir y argumentar; para realizar predicciones sobre el comportamiento del mundo natural mediante la elaboración de modelos científicos sencillos, acorde a su nivel cognitivo.
Con los Proyectos de Aprendizaje (PA), se tiene la oportunidad de aplicar el aprender haciendo que utilizó el hijo ilustre de Bailadores como principio de vida. Proyectos estos que deben ser interdisciplinarios para que los estudiantes aprecien las relaciones existentes entre las diferentes disciplinas. 

Biografía en: http://www.liceus.com/cgi-bin/ac/pu/Zambrano.pdf
La fotografía en: http://saparapanda.blogspot.com/2008/12/los-libros-y-el-amor-segn-don-luis.html
Algo más en: http://www.encaribe.org/es/article/luis-zambrano/2187


jueves, 20 de octubre de 2016

Sistema Teleférico Mukumbarí



Mukumbarí: 
El ascensor de la Sierra más largo y alto del Mundo 
(Primera parte)

Orlando B. Escalona T. 
Gregoria Cabral


Fig. 1 La majestuosidad de la sierra se retrata en esta postal.

Mukumbarí, “lugar donde duerme el Sol” en lengua originaria para designar a la majestuosa Sierra Nevada (figura 1), despierta hoy como el ingenio mecánico en su tipo, técnicamente más elaborado del planeta. Ya entró en funcionamiento el nuevo sistema teleférico que cada día nos acerca más a la cima de las altas cumbres andinas para contemplar de cerca las Cinco Águilas Blancas de Don Tulio Febres Cordero, que “vinieron del cielo estrellado en una época muy remota”, “…revolotearon por encima de las crestas desnudas de la cordillera, y se sentaron al fin, cada una sobre un risco, clavando sus garras en la viva roca; y se quedaron inmóviles, silenciosas, con las cabezas vueltas hacia el Norte, extendidas las gigantescas alas en actitud de remontarse nuevamente al firmamento azul”, originándose así cinco enormes masa de hielo, los picos: Bolívar, Humboldt, Bonpland, La Concha y El Toro.

    Totalmente reconstruido por el Gobierno Bolivariano. Desde la estación Barinitas a 1.578 m s.n.m (figura 2.a) en la ciudad de Mérida, Venezuela, inicia su recorrido hasta el Pico Espejo ubicado a 4.765 m s.n.m en el Parque Nacional Sierra Nevada de la Cordillera Andina. En sus modernos funiculares (cabinas) se asciende 3.188 m a lo largo del sistema de guayas de 12,5 km de longitud a la velocidad promedio de 9 m/s (32 km/h), haciendo escala en cuatro tramos con sus respectivas estaciones de trasbordo (La Montaña, La Aguada, Loma Redonda y Pico Espejo).


Fig. 2.a Estación Barinitas en la ciudad de Mérida.
Fotografía de: @Minturvenezuela (Mérida, 2016).


Fig. 2.b Estación La Montaña. 
Fotografía de: @Minturvenezuela (Mérida, 2016).


Fig. 2.c Vista de la ciudad de Mérida desde la estación La Montaña. 
Fotografía de: Grupo WhatsApp La Tropa (Mérida, 2016).


Fig. 2.d Estación la Aguada. 
Fotografía de: Grupo WhatsApp La Tropa (Mérida, 2016). 

    Este elevador de la Sierra Nevada, además de la contemplación del exótico paisaje andino, permite la exploración y estudio de la diversidad de procesos naturales relacionados con cambios de las condiciones atmosféricas. El ascenso y descenso del teleférico se realiza en la tropósfera, capa atmosférica en contacto con la superficie terrestre a nivel del mar (0 m s.n.m) con alrededor de 16 km de espesor en el ecuador terrestre. 


Caracterización de la tropósfera

El estudio de cualquier sistema físico requiere su caracterización previa, al igual que la de aquellos agentes externos con los cuales interacciona, a partir de las teorías y leyes establecidas por la Física. Esto permite cuantificar la importancia de los procesos que se manifiestan en el sistema, y sus trascendencias en la conformación de su estructura y evolución temporal.

    El aire atmosférico, el cual se extiende desde la superficie terrestre, ha sido confinado y estructurado por la gravedad en capas con características particulares que han permitido el desarrollo y mantenimiento de la vida en el planeta. Cinco son las capas que conforman la atmósfera: tropósfera, estratósfera, mesósfera, termósfera y exósfera; cada una con sus particularidades físicas y funciones específicas en la dinámica atmosférica. En el presente trabajo, restringimos el análisis a la tropósfera, escenario de nubes, vientos, lluvias y nevadas, y teatro de operaciones de nuestro magno artilugio electromecánico de la sierra.

    La tropósfera, ubicada a menor altitud en la atmósfera terrestre, es una suerte de amalgama de varios gases neutros; está compuesto de 78 % de nitrógeno (N2), 21 % de oxígeno (O2), trazas de otros elementos (argón, neón, dióxido de carbono, metano, óxido nitroso, ozono, hidrógeno, helio), aerosoles (partículas de polvo, polen, ceniza volcánica, esporas) y vapor de agua (H2O); aunque esta composición varía a medida que se asciende. El oxígeno es vital para la vida, el CO2 permite la fotosíntesis, y el vapor de agua actúa como regulador térmico, entre otras funciones. 

     La atracción gravitacional atrae las moléculas y trata de mantenerlas cerca de la superficie terrestre; pero no se mantienen a esa altura porque, en primer lugar, la luz solar calienta la superficie de los continentes, y luego reemite una parte de esa energía en forma de radiación infrarroja; radiación, que al ser absorbida por las moléculas, les suministran suficiente energía para desplazarse, rotar sobre sí mismas y excitarse. En segundo lugar, la tropósfera también adquiere energía térmica por conducción debido a la diferencia de temperatura que mantiene con la superficie caliente; y en tercer lugar, mediante el desplazamiento vertical de masas caliente de aire, proceso termodinámico de transporte e intercambio energético conocido como convección de calor. En consecuencia, las moléculas se mueven en forma aleatoria con diferentes velocidades, y el aire adquiere la temperatura y la presión que caracteriza su estado termodinámico. De tal enjambre de moléculas, aquellas con mayor masa como el nitrógeno (N2) y el oxígeno (O2) molecular, serán más lentas, y con mayor fuerza serán atraídas por la Tierra hacia el fondo de la tropósfera (0 m s.n.m), aumentando sus concentraciones a nivel del mar; aquellas otras de menor masa, como el hidrógeno (H2) y el helio (He), podrán adquirir velocidades más altas, y estarán más concentradas en las capas superiores de la atmósfera (termósfera y exósfera), de dónde algunas se han escapado hacia el espacio interplanetario. En resumen, por acción del campo gravitatorio terrestre, las capas inferiores de la atmósfera más cercanas al nivel del mar, estarán comprimidas por el peso de las capas superiores, resultando que se establezca en la tropósfera un gradiente de presión, con disminución de ésta con la altura. En parte, esto provoca a su vez la disminución de la temperatura y la densidad del aire con la altura, como veremos más adelante. 

   Como todo gas neutro, la tropósfera está caracterizada por tres parámetros termodinámicos (presión p, densidad ρ y temperatura T) relacionados mediante la conocida ecuación de estado p = f(ρ,T). La presión atmosférica es el peso por unidad de área ejercida por la columna de gas ubicada por encima del punto de medida. Se mide en pascal, atmósfera, Torr, psi (lib/pulg2), mmHg, entre otras unidades; a nivel del mar la presión atmosférica es de 101.325 Pa = 1,01325 bar = 760 Torr = 760 mmHg = 14,70 psi (en comparación algunos cauchos de automóvil se podrían inflar a 30 psi de presión), por ejemplo. La densidad es la masa por unidad de volumen y se mide en g/cm3 o kg/m3; a nivel del mar la densidad del aire es de 1,31 kg/m3 (es decir, un volumen de 1  m3 contiene una masa de 1,31 kg). Por otra parte, la temperatura nos permite tener idea de qué tan caliente, tibio o frío está un cuerpo respecto a un valor de referencia, está asociada con los movimientos aleatorios (desordenados) de traslación de los átomos y moléculas de la atmósfera, y depende proporcionalmente de la energía cinética promedio debido al movimiento de traslación de las moléculas; en consecuencia, a mayor agitación molecular mayor es la temperatura de la atmósfera. La temperatura se mide en grados kelvin (K) o grados Celsius (oC) (dónde T(oK)= t (oC)+ 273 es la relación entre éstas). 

    Por las consideraciones anteriores, nuestra tropósfera no es más que un gas ideal conformado por aire seco (moléculas diatómicas) y vapor de agua (entre el 2% y el 5%), confinado por la gravedad terrestre, y calentado por la luz visible y ultravioleta de la radiación solar. Este modelo se conoce como Atmósfera Estándar Internacional (en inglés ISA, International Standard Atmosphere), y a pesar de su simplicidad da cuenta de la estructura y comportamiento general de la tropósfera (ver Tema avanzado). 

    El aire de la tropósfera es húmedo ya que contiene, en mayor o menor grado, cierta cantidad de vapor de agua en suspensión; cantidad que dependerá de la temperatura que tenga el aire en ese momento, de modo que podrá alojar más vapor de agua mientras mayor sea su temperatura. Se define de varias formas. La humedad absoluta del aire se mide por la masa (g) de vapor de agua contenida en cierto volumen (m3) de aire, para determinados valores de presión y temperatura; aunque también se puede medir mediante la humedad específica, expresada como la masa (kg) de vapor de agua contenido en cierta masa (kg) de aire húmedo. También se define la humedad relativa como la relación del número de moles -otra forma de medir la masa- de vapor de agua al número de moles del aire húmedo no saturado, para cierta temperatura; no saturado significa que el aire a esa temperatura no acepta más vapor de agua, de modo que cualquier cantidad extra de vapor que se le agregue al aire, condensaría, pasando al estado líquido. La humedad absoluta del aire no supera los 40 g/m3 y la relativa varía entre 0 y 100%. Una atmósfera con 90 % de humedad contiene mucho vapor de agua. Así por ejemplo, la humedad absoluta en la estación Pico Espejo durante el mes de julio de 2005, en promedio fue de 6,5 g/m3, con fluctuaciones de hasta de 2,0 g/m3 entre la noche y el día; según registro de la Red Bioclimática del Parque Nacional Sierra Nevada de Mérida. En forma porcentual la humedad relativa fue del 85% en promedio. 

    El vapor de agua que se aloja en el aire atmosférico actúa como regulador térmico mediante el intercambio de calor y energía entre los diferentes componentes del sistema climático.


Agentes externos de interacción

Varios factores intervienen en el sistema que hemos denominado tropósfera. Campos externos, radiación y partículas, articulan sus efectos para generar la estructura troposférica con las propiedades que conocemos.

    La masa terrestre es, principalmente, la fuente de la gravedad en el espacio ocupado por la atmósfera. La intensidad del campo gravitacional g tiene un valor aproximado de 9,80 N/kg a nivel del mar y disminuye con la altura. En consecuencia, la Tierra actúa con una fuerza de atracción (llamada peso) dirigida hacia su centro e induce aceleraciones de 9,80 m/s2 sobre los cuerpos que se mueven cerca de su superficie; y de menor magnitud a elevadas alturas. Por consiguiente, la Tierra atrae con menor fuerza a los cuerpos que se encuentran a mayor altura, de modo que al ascender verticalmente disminuye el peso de los mismos. Sin embargo, aun en el límite superior de la tropósfera a 16 km de altura, podemos considerar g constante; aunque, para una altitud fija, cambia de región a región sobre la superficie terrestre dependiendo de las características particulares de la topografía local y su composición química.

    Para caracterizar la atmósfera terrestre, hay que tener en cuenta lo siguiente. Como ya mencionamos, se trata de un sistema gaseoso homogéneo constituido por moléculas de diversos tipos más algunos aerosoles, sometido a la acción de los campos gravitacional, magnético y eléctrico de la Tierra, expuesto al efecto de la radiación (espectro electromagnético) y viento solar (núcleos de hidrógeno y helio), así como a la radiación electromagnética (rayos x, rayos gamma) y rayos cósmicos (electrones, protones y partículas alfa) del espacio intergaláctico. Sin embargo, consideraremos aquí un modelo muy simplificado de este complejo caldo de componentes atómicos y moleculares, bajo la acción de agentes externos que inducen la diversidad de procesos físicos de la atmósfera. Por su parte, el campo magnético terrestre, viento solar, rayos gamma, rayos cósmicos, rayos x, neutrinos, entre otros, no intervienen directamente en la dinámica atmosférica a nivel troposférico, aunque sí son determinantes de diferentes procesos que se dan en las capas superiores (de ozono, magnetósfera) ubicadas a elevada altura, indispensables en la protección de la vida del planeta. 

    Nuestro Sol es la fuente principal de la energía que llega a la Tierra, con su amplio abanico espectral electromagnético de radiación infrarroja, ultravioleta, luz visible, rayos x y rayos gamma. La energía interceptada por la Tierra, en promedio, es de 1.350 W/m, es decir, a cada metro cuadrado de superficie le cae 1.350 W (J/s); en consecuencia, sí toda esta energía se aprovechara, en principio se podrían prender 13 bombillos de 100 W cada uno. Aproximadamente el 50% de la luz visible y una fracción de la ultravioleta pasa a través de su atmósfera e incide sobre la superficie terrestre (continentes), y al ser absorbida por ésta, la calienta. El aire de la región más baja de la troposfera se calienta también por conducción al estar en contacto con un suelo de mayor temperatura. Por efecto del calentamiento, el suelo emite radiación infrarroja de longitudes de onda largas que son absorbidas por la capa de aire más adyacente de la tropósfera, la calienta y aumenta su temperatura. 

 Modelo de Atmósfera Estándar

Por debajo de 86 km los diferentes componentes atmosféricos se han mezclado tan bien, que se cuenta con un gas homogéneo. Bajo estas condiciones el aire seco o húmedo se comporta como un gas ideal con peso molecular promedio M, presión P, densidad ρ y temperatura T; y en cualquier punto de la atmósfera estas magnitudes están relacionadas mediante la ecuación de estado del gas ideal P = R ρ T/M, donde R es la constante universal de los gases; y donde P es igual a la suma de las presiones parciales de los componentes atmosféricos. 

    Por otra parte, como el aire troposférico se encuentra sometido a la acción del campo gravitacional constante g, se mantiene en equilibrio mecánico (hidrostático) con un gradiente vertical de presión, y en consecuencia la presión P sólo depende de la altitud z. Relación analítica dada por

dP/dz = -g ρ z, 

donde ρ es la densidad del aire atmosférico. Esta ecuación resalta el hecho de que la atmósfera se puede considerar estratificada en capas delgadas y que el peso de cada cada una de ellas es soportado por el gradiente vertical de presión; con la cual se puede encontrar la dependencia de la presión de la altitud.

    Aunque la tropósfera está en equilibrio mecánico, no está en equilibrio térmico; de modo que la temperatura T (en grados oK) también será función de la altitud z (en m), y se puede expresar aproximadamente como:

T= To - GA z

donde To es la temperatura de referencia a nivel del mar e igual a 288,15 oK (15 oC) para el modelo estándar de aire seco, y GA es el gradiente adiabático. Aquí se toma en cuenta el hecho de que la disminución de la temperatura en grados oC con la altitud es aproximadamente GA = 6,5 oC/km; significa esto que cada vez que se asciende verticalmente 1 km, la temperatura disminuye 6,5 oC. Este parámetro se conoce como gradiente adiabático húmedo y su valor depende del grado de humedad del aire; el gradiente adiabático húmedo con el valor anterior de 6,5 oC/km se diferencia del gradiente adiabático seco cuyo el cual es de 9,8 oC/km.

     Con las tres ecuaciones anteriores se puede demostrar que la presión y la altitud z siguen la dependencia potencial expresada de la siguiente manera: 

P = Po (1 - GA x/To)5,23

donde Po = 760 mm Hg es la presión atmosférica a nivel del mar, (ver Tema Avanzado). Según esta última ecuación, la estación Barinitas en la ciudad de Mérida, ubicada a 1.578 m, tiene la presión atmosférica de 729 mm Hg, y Pico espejo a 4.765 m, tiene 419 mm Hg; es decir, al subir a la estación Pico Espejo, la más alta del Sistema Teleférico Mucumbarí, la presión disminuye en un 40% comparada con Barinitas. 

    Las correspondientes gráficas de la variaciones de la presión P (en mm Hg) y la temperatura t (en oC) con la altitud z (en m), se muestran en las figuras 3 y 4, respectivamente. Se dan los valores de las presiones en las demás estaciones, considerando que GA es de 6,1 oC/km, a fin de hacer el ajuste correspondiente de parámetros para reproducir, dentro del intervalo de oscilaciones diarias, los valores medios de presión y temperatura. Se puede observar cómo disminuyen P y t con z a medida que se asciende hasta la última estación. Como las estaciones Barinitas y Pico Espejo están separadas 3.200 m de altura, la diferencia de temperatura será de aproximadamente 20 oC .


Fig. 3 Presión atmosférica P en función de la altitud z. 
Se muestran los valores en cada estación del teleférico. 



Fig. 4 Temperatura del aire t en función de la altitud z. 
Se muestran los valores en cada estación del teleférico. 

    A medida que se realiza el ascenso desde la primera estación, las condiciones térmicas de la atmósfera cambian; la presión atmosférica, en primer lugar, disminuye; por igual, la temperatura se reduce; así mismo, la densidad del aire. Esto ocurre porque la gravedad terrestre, entre otros factores termodinámicos, establece gradientes de presión, densidad y temperatura con la altura, es decir, disminuciones progresivas a medida que se asciende. Tales cambios de temperatura, presión y densidad no son estáticos, al contrario, varían durante el día y los años, ajustándose a los cambios atmosféricos continentales. 

    En las gráficas de las figuras 5 y 6 se muestran las variaciones de la temperatura en las estaciones La montaña y Loma Redonda, durante el mes de julio de 2005, según los registros climáticos de la Red Bioclimática del Parque Nacional Sierra Nevada de Mérida. Se pueden notar las fluctuaciones diarias de la temperatura entre el día y la noche, así como la variación día a día. Por ejemplo, en Loma Redonda se dieron variaciones de hasta 16 oC entre el día y la noche, aunque pueden ser mayores según la época del año. 


Fig. 5 Temperatura del aire en función del tiempo durante 21 días del mes de julio de 2005 en la estación Loma Redonda según registro climáticos de la Red Bioclimática del Parque Nacional Sierra Nevada de Mérida (disponible en http://www.cme.farm.ula.ve/registros.html). La línea roja horizontal corresponde al valor medio de ese mes. Adaptación hecha por los autores. 



Fig. 6 Temperatura del aire en función del tiempo durante 21 días del mes de julio de 2005 en la estación La Montaña según registro climáticos de la Red Bioclimática del Parque Nacional Sierra Nevada de Mérida (disponible en http://www.cme.farm.ula.ve/registros.html). La línea roja horizontal corresponde al valor medio de ese mes. Adaptación hecha por los autores. 

    Por otra parte, en relación a la estación Pico Espejo, se puede señalar que la temperatura media es de 1 oal mediodía, con variaciones que van desde -8 oC en la madrugada hasta 4 oal mediodía.

Continuará!