La medición del tiempo fue una inquietud del hombre desde muy antiguo. En una época los relojes solares fueron una herramienta muy útil. En estos tiempos de relojes atómicos, puede parecer una pérdida de tiempo el construir, utilizar y hasta entender los relojes solares. Sin embargo en el Año Internacional de la Astronomía (2009) quisimos resaltar su importancia. Ellos marcan una hora que está fundamentalmente relacionada con nuestra vida, el mediodía que ellos marcan es efectivamente el instante en que el Sol está más alto, instante que divide al Día Natural en dos partes iguales y por lo tanto está relacionado con nuestros ritmos vitales, mucho más que el tiempo que marcan nuestros relojes. Es claro que no podemos utilizar este tiempo para las actividades que tienen que ver con horarios de trabajo, de clase, de TV, etc. Pero este nos marca por ejemplo las horas en que es peligroso tomar sol por las radiaciones UV. Son dos medidas de tiempo diferentes, ambas útiles y es siempre interesante pensar un poco en sus diferencias y las causas de esas diferencias. Es por esos motivos que no aconsejamos hacer corrección por longitud al reloj. El ser humano ganó en confort con la luz eléctrica, pero salvo el que tiene una actividad relacionada con la vida de animales y plantas se acostumbró a trasnochar y a correr su “Día” comenzándolo cuando el Sol hace rato que alumbra y terminándolo entrada la noche, entonces no está mal que nuestros relojes marquen cerca de las 13h o de las 14h al verdadero mediodía, pero un reloj solar nos marcará siempre una hora que es natural, ajustada a nuestros ritmos vitales y siempre si queremos podemos convertir a la hora de nuestros relojes (Hora Legal) con una simple suma, solo es necesario conocer la diferencia de longitud con el huso horario vigente (expresada en horas, a una hora cada 15º) y la ecuación del tiempo de la fecha.
Estas correcciones son necesarias pues la hora legal corresponde a la hora del meridiano central del huso elegido, (en nuestro caso el de -3h o 45º Oeste normalmente). Además los días solares no son todos iguales, problema que se solucionó con un Sol medio, que en algunas épocas adelanta respecto del verdadero y en otras atrasa. La Ecuación del Tiempo es el valor de la diferencia entre ambos “soles” para cada fecha del año, se tienen gráficas que permiten conocerlo para cada fecha.(Ver figura 1)
La medición del tiempo en función de fenómenos astronómicos se remonta muy lejos en la Historia dado que los movimientos de la Tierra y de la Luna producen fenómenos periódicos que el hombre primitivo tuvo que observar y utilizar.
Una unidad fundamental, el día, se basa en la rotación de la Tierra, que produce una rotación aparente de la esfera celeste y todos los astros a su alrededor. Antiguamente esta rotación parecía uniforme y solo había una diferencia según se midiera la rotación respecto de las estrellas o del Sol.
(Ver figura 2)
Día sidéreo -Tiempo transcurrido entre dos culminaciones consecutivas del punto Aries (o de una estrella).
Día Solar– Tiempo transcurrido entre dos culminaciones consecutivas del Sol.
Esa diferencia llevó a la definición de dos tiempos, el sidéreo y el solar. En la figura la diferencia está exagerada, pero se nota que el día sidéreo es más corto que el solar, claro que esa diferencia es de solo cuatro minutos. Finalmente en un año la acumulación de esos cuatro minutos aproximados completa 24 horas, hay un día sidéreo más que días solares. Podríamos decir que el Sol perdió una vuelta alrededor de la Tierra, en el movimiento aparente diario.
Los círculos que el Sol recorre aparentemente en ese movimiento diario tienen todos sus centros en el eje de giro de la Tierra, al que llamamos Eje del Mundo, de manera que si colocamos una varilla en la dirección del eje del Mundo (Gnomon) y un plano en la dirección del Ecuador la sombra de esa varilla sobre el Ecuador se desplazará girando alrededor del gnomon, dando una vuelta en un día, de modo que se desviará 15º por hora. (Ver figura 3).
Esa configuración, eje en dirección del Eje del Mundo y plano en dirección del Ecuador constituye el más sencillo de los relojes solares, los hay con planos físicos, que funcionan de una cara en primavera y verano y de la otra cara en Otoño e Invierno. (Ver figura 4)
Los hay con el Ecuador representado por una banda circular (Ver figura 5),
que también son llamados armilares porque tienen algunos círculos que representan elementos de la esfera celeste.
Es importante comprender que la varilla en dirección del eje del mundo siempre dará la sombra en la misma dirección a la misma hora, y eso ocurrirá en cualquier superficie en que se recoja la sombra, solo cambiará la longitud de esta. La observación de esta propiedad de la sombra dio lugar a la construcción de gran variedad de relojes solares, de los que los más comunes son los horizontales y los verticales. Los horizontales llevan en general un gnomon que puede ser un triángulo rectángulo del que la hipotenusa sigue la dirección del eje del Mundo y uno de los catetos es vertical. (Ver figura 6)
Los ángulos en este caso, como en los verticales no son todos iguales.
Entre los verticales los más sencillos se colocan en un plano vertical en la dirección Este Oeste. Ese plano se llama Vertical primario. (Ver figura 7).
Si el plano vertical no es primario, se dice que el reloj es vertical declinante. (Ver figura 8)
Una variedad de Horizontal no muy conocida es el de gnomon vertical, en que solo el extremo de la sombra marca la hora. Ver figura 9)
Para pasar de la hora que nos da el reloj solar a la hora legal (la de nuestros relojes, se le debe sumar la diferencia entre la longitud del lugar donde el reloj está instalado y la del meridiano central del huso horario establecido por ley. Ese dato es conveniente que se encuentre a la vista de los usuarios. Por ejemplo, si la longitud del lugar es 56º20' Oeste y el huso elegido es el de -3h (45ºoeste- Caso de Montevideo-Uruguay), la cantidad a sumar siempre es la diferencia 11º20' pasado a horas. Cada grado equivale a 4 minutos de tiempo, cada minuto de arco equivale a 4 segundos de tiempo, relaciones deducidas de los 15º por hora explicados arriba. 11º=44m 20'=80s=1m20s. El valor fijo a sumar es entonces 45m20s.
La otra corrección que se debe hacer es la de la ecuación del tiempo, para eso debería estar visible la gráfica de arriba.
Por ejemplo en el 20 de marzo, según la gráfica la ecuación del tiempo es +8m.
Por lo tanto, si mi reloj solar marca las 16h25m, para tener la hora legal le sumo 43m20s y +8m o sea 51m20s y obtengo 17h16m20s.
Por supuesto que si hay cambio de horario de verano, se le deberá sumar otra hora.
Me reconcilio con Internet -cada vez más a menudo por suerte- cuando encuentro sitios como los blog suyos.En particular he leído hoy todo el artículo "Reloj de Sol". No pretendo inventar la pólvora pero he conceptuado que sólo aquellas personas que dominan profundamente un tema lo pueden explicar de manera tan completa y sencilla, para que los ignorantes como yo lo asimilemos sin dificultad. Entre ellas la ubico.
ResponderEliminarAh! he accedido a sus blog buscando modo de comunicarle las Felicitaciones de María Isabel Finocchietti por su Asteroide!!! a las cuales me sumo plenamente, si me lo permite.