El documento describe el proceso de construcción de un reloj de sol prototipo. Explica que se ha diseñado para una pared orientada al suroeste y que los cálculos geométricos los ha realizado un profesor. El prototipo permitirá verificar la fiabilidad de los cálculos a través de comprobaciones astronómicas y de referencia respecto al día solar medio. También servirá para comprender la lectura del reloj y sus posibilidades y limitaciones.
4. Este prototipo consiste en un reloj de sol
vertical para una pared orientada al sur-
suroeste (declinante dieciséis grados) situada en
la fachada posterior del edificio principal.
5. DIÉDRICO: Cálculo de la oblicuidad del gnomon sobre el plano vertical.
Transformación anamórfica de las líneas horarias para una pared declinante 17,3º
g’, g: proyecciones vetical y horizontal del Gnomon o estilo.
g(av) y g(ah) abatimientos de G sobre el plano vertical y horizontal.
h: cota de la intersección con el plano vertical
a: alejamiento de la intersección con el plano horizontal
22,0703º 49,9225º g(av)
(22º) (50º)
desviación ángulo de
sobre G con PV
la vertical
h
Norte g‘ a
ESTE
OESTE h
72,5042º
SUR
g
a
g(ah)
36,6551º
latitud
SUR
Los cálculos geométricos los ha realizado el profesor
de Dibujo, utilizando unos conceptos, que dice son un
tanto complejos para nuestro nivel educativo.
6. 15 abril
e.d.t.: +/- 0
rz o
21 Ma
oc cio
Equin
Con este prototipo se pretende verificar la fiabilidad de
estos cálculos a través de una serie de comprobaciones;
tanto astronómicas, como de referencia respecto al día
solar medio (tiempo de reloj común).
7. Ecuación de tiempo
También nos sirve para iniciarnos en su correcta lectura,
y en la comprensión de sus posibilidades y limitaciones.
8. Hemos diseñado el reloj con una doble lectura: una para
la hora de Puerto Real y otra para la de Greenwich.
9. Para este prototipo nos hemos inspirado en el Libro de
horas del Ducado de Berry, concretamente en el mes de junio.
El definitivo será diseñado por nosotras/os y será realizado
en cerámica esmaltada, acero inoxidable y acero corten.
11. Lo primero que hemos observado es que cuando el
reloj de sol marca las XII en Puerto Real en el reloj
convencional son aproximadamente la 13: 25 en
invierno y las 14: 25 en verano.
12. Para comprender esto tenemos que tener en cuenta
lo siguiente.
Cuando el reloj de sol marca las XII nos está indicando que el
sol ha realizado la mitad de su recorrido por el cielo: está en
el mediodía o ha alcanzado su cenit; en ese momento el sol
indica el sur en el cielo y queda la mitad de tiempo de luz.
13. Esto era muy importante antiguamente para
calcular el tiempo en el trabajo del campo o para
situarse geográficamente en la navegación
marítima, terrestre o aérea.
14. Rotación
Puerto Real Tavşanli
Sol
Dependiendo de donde estemos este mediodía sucederá en momentos
diferentes. Si tomamos como referencia Tavsanli en Turquía podremos
observar que cuando allí es mediodía, todavía queda mucho tiempo para que
lo sea en Puerto Real (aproximadamente 2 horas y 30 min.) o lo que es lo
mismo, cuando sean las XII del mediodía en Puerto Real, en Tavsanli ya
habrán pasado unas 2 h 30 min. desde que el sol estuvo en su cenit.
15. hora civil: 13:24 hora solar: XI
Esta diferencia del paso del sol según nuestra
localización es uno de los motivos que hace que la hora
del reloj convencional no coincida con la del reloj de sol.
16. El reloj convencional marca la hora en la que el Sol
alcanza el mediodía en el meridiano 0 o meridiano
de Greenwich (Inglaterra). Según el país en el que
estemos, para sincronizar los relojes de todo el
mundo, se suman o restan horas, es lo que se
llaman husos horarios.
17. Para España, aunque el meridiano 0 pasa por nuestro país, se
ha decidido utilizar una hora más. Esto se hace para utilizar
el mismo horario que buena parte de la Europa continental.
Así que, en vez de coincidir con el horario del meridiano de
Greenwich (gtm +0), se usa una hora más (gmt +1) en otoño-
invierno y dos horas más (gtm +2) en primavera-verano.
18. El cambio horario (lo de gtm +1 y gtm +2) es un
adelanto o atraso de una hora que se hace en buena
parte del mundo industrializado para mejorar el
aprovechamiento energético. Lo estudiaremos en fases
posteriores del proyecto.
19. Volviendo a nuestro reloj de sol en Puerto Real, y por los
motivos expuestos anteriormente, a la hora de
interpretar nuestro reloj tendremos que tener en
cuenta lo siguiente:
20. 6º11’10
1. La diferencia entre el paso del sol por el
mediodía en el meridiano 0 y en el
meridiano de Puerto Real es de 24 min.
21. XII = 14 : 24
2. Según sea otoño-invierno o primavera-verano ha
de sumarse una o dos horas.
15 abril: XII = 12 h. + 2 h. + 24’ = 14 h. 24 min.
22. Dicho de otro modo: cuando nuestro reloj de sol marca el
mediodía en Puerto Real el reloj convencional marcará
las 13: 24 en otoño-invierno o las 14: 24 en
primavera-verano, y la misma diferencia se dará en las
distintas horas de nuestro reloj.
23. ¿Por qué no pasa el sol
siempre por el mismo sitio a
la misma hora?
Analema:
Imagen del sol tomada en el mediodía durante
un año
24. ★ 25 marzo : 14 : 18 (-6 min.)
★ 5 abril : 14 : 22 (-2 min.)
★ 15 abril : 14 : 24 (+0 min.)
★ 25 abril : 14 : 26 (+2 min.)
★ 15 mayo: 14 : 28 (+4 min.)
Otras de las cosas que hemos observado es que el sol no
pasa siempre por la línea de las XII a la misma hora. Para
que coincida con lo estudiado anteriormente tendría que
pasar a las 13: 24 en invierno y a las 14: 24 en verano.
Sin embargo hemos comprobado que esto no es así.
25. Para explicar esto tendremos que seguir haciendo
diferencias entre el reloj convencional y lo que
pasa verdaderamente entre la Tierra y el Sol.
26. Una de las experiencias que podríamos realizar es
comprobar si el día dura exactamente 24 h.
27. Si tomamos un cronómetro y medimos el paso del
sol por dos mediodías consecutivos podemos
observar que normalmente esto no sucede en 24 h.
28. El cálculo de 24 h. (tiempo solar medio) es un promedio
para dividir el tiempo en días de igual duración y
relacionar de manera sencilla la rotación terrestre con
la traslación en 365 días y 6 horas.
29. Esta diferencia del tiempo entre lo que mide el reloj
convencional (tiempo solar medio) y el paso del Sol por el cielo
(tiempo solar aparente) puede llegar a ser de 16 min. en
torno al 3 de noviembre, con el Sol más rápido que reloj
convencional (Sol rápido); y 14 min. entorno al 14 de febrero,
con el Sol más lento que el reloj convencional (Sol lento).
30. De igual modo hay cuatro días en que esta
diferencia es mínima y podría decirse que el sol va a
la misma velocidad que el reloj convencional estos
son: el 15 de abril, el 14 de junio, el 1 de septiembre
y el 25 de diciembre (coinciden aproximadamente
con los equinoccios y solsticios).
31. Existe una gráfica con una ecuación aplicada que
calcula la diferencia entre el tiempo que muestra
un reloj de sol y la corrección para aproximarlo a la
hora que marca un reloj convencional para cada
día del año. Se denomina ecuación de tiempo.
32. ¿Por qué el Sol no pasa
siempre por el mismo sitio?
33. solsticio
21 diciembre
equinoccio
21 marzo
22 septiembre
solsticio
21 junio
También hemos comprobado que según pasan los meses el
estilo o gnomon de nuestro reloj de sol no proyecta su
sombra por el mismo sitio.
34. Esto es debido a la inclinación del eje de la Tierra y su
desviación de la eclíptica solar.
35. solsticio
22 décembre
equinoccio
21 marzo
22 septiembre
solsticio
21 junio
El eje está desviado de la eclíptica unos veintitres grados y hace
que en invierno tengamos menos horas de luz. También origina
que tengamos menor proyección de sombra en nuestro reloj
porque el sol está más bajo en el cielo. El día mas corto coincide
con el solsticio de invierno el 21 de diciembre.
36. solsticio
22 diciembre
equinoccio
21 marzo
22 septiembre
solsticio
21 junio
En verano ocurre lo contrario tenemos más horas de luz
y la proyección de sombra sobre nuestro reloj es mayor
porque el sol esta más alto en el cielo. El día más largo
21 de junio coincide con el solsticio de verano
37. solsticio
22 décembre
equinoccio
21 marzo
22 septiembre
solsticio
21 junio
En los equinoccios el plano perpendicular al eje de la tierra coincide con el
plano de traslación (eclíptica solar) y al rotar origina que todos los
puntos de la tierra tengan tanto tiempo de luz como de oscuridad. En
estos dos días: 21 de marzo y 22 de septiembre, el extremo de la sombra
de nuestro gnomon describe una línea recta en una posición intermedia
entre las cur vas que se producen en el solsticio de invierno y verano.
38. Estas son las comprobaciones, evidencias y correcciones que
hemos podido apreciar en el reloj de sol. Serán útiles para la
construcción e interpretación del reloj, e igualmente
permitirán la relación con otros fenómenos naturales,
sociales y culturales que abordaremos en las siguientes fases.
40. Con estos datos estamos en disposición de poder
construir nuestro reloj con cierto grado de exactitud.
Podemos aprender a interpretar lo que nos muestra.
Hemos podido obser var las relaciones astronómicas que
conlleva.
También podremos entender las relaciones
convencionales que los seres humanos establecemos
para relacionarnos con el tiempo y en el tiempo.
42. solsticio
22 diciembre
equinoccio
21 marzo
22 septiembre
solsticio
21 junio
Terminaremos de realizar las comprobaciones en el
prototipo: líneas de solsticios, desviaciones máximas y
mínima del tiempo solar aparente y medio.
43. Usaremos el prototipo actual como material de
ensayo y didáctica: experiencias y exposiciones
como la semana cultural.
44. planificaremos y abordaremos la construcción del reloj
definitivo: estudio de materiales, soporte, diseño,
infraestructura, etc..
45. Realizaremos un trabajo interdisciplinar sobre la medición
del tiempo como elemento fundamental del desarrollo
humano (Agricultura, ganadería, Biología, Geografía,
Geología, Geometría, Historia, Física, Tecnología, Música,
Danza, Artes Plásticas…)
47. Estos trabajos se incluirán en las programaciones y
formarán parte de las metodologías de sensibilización para
una ciudadanía más consciente de su naturaleza y de su
relación con el medio.
