Reloj de sol | Equinoccial | con Brújula | Latón | 2010
Serie SOLARES
Por: Sílvio Pereira
- Reloj de sol equinoccial (o ecuatorial) de bolsillo;
- Fabricante: Desconocido
- Material: Latón.
- Dimensiones: Diámetro 47,0 mm; Espesor 19,7 mm
- Peso: 101,26 g;
- Descripción: Compuesto por dos partes: 1.ª Brújula con gnomon e indicación de las horas. 2.ª Indicación de hora mundial. Al unir las dos partes, el reloj queda cerrado.
- Modo de empleo: Colocar el reloj en un lugar nivelado. Orientar la brújula hacia el norte. Abrir el gnomon hasta que quede perpendicular al reloj. La sombra proyectada por la punta del gnomon (donde se encuentra la flecha) sobre la escala horaria del reloj marcará la hora.
Nota - El reloj marca el tiempo solar, que puede no ser el real. En la tabla de la ecuación del tiempo que se encuentra en el reverso del reloj (última foto) se indica la diferencia en minutos entre el tiempo solar y el real. La letra "F" quiere decir que hay que adelantar un reloj; la "S" es para atrasarlo.
Qué es y cómo funciona un reloj de sol equinoccial (o ecuatorial)
Reloj equinoccial del Parque Astronómico de La Punta (Argentina)
Todos los relojes de sol se basan en la regularidad del movimiento del Sol durante su trayectoria aparente diurna, reflejo del movimiento de rotación de la Tierra. Y también en la regularidad de su ciclo anual.
En esta familia de relojes de sol (equinocciales) tenemos:
El indicador (el gnomon):
· se sitúa paralelo al eje de la Tierra;
· está contenido en el plano meridiano del lugar;
· y forma con el horizonte un ángulo igual a la latitud del lugar donde está instalado.
La esfera, donde se proyectan las sombras:
· es plana y perpendicular al indicador;
· por lo tanto, es paralela al ecuador celeste, de ahí la denominación de este tipo de reloj de sol.
Buscar la dirección del plano meridiano
Para determinar la dirección del plano del meridiano del lugar, con el fin de colocar el gnomon, se determina primero la línea meridiana o dirección norte-sur local.
La línea meridiana, además, coincide también con la sombra que proyecta el gnomon en el momento del paso del Sol por el plano meridiano del lugar.
Las líneas horarias
La determinación del cuadrante, es decir, el trazado de las líneas horarias, se realiza dibujando un círculo con centro en el polo del cuadrante y dividiéndolo en 24 partes de 15° cada una (360° = 24 x 15°); después se trazan los 24 radios correspondientes a esa división.
El mediodía
De todos los radios trazados, el que coincide con la intersección del plano correspondiente al meridiano del lugar con el plano del cuadrante y que se dirige hacia el horizonte es el radio de las 12 h.
El Este y el Oeste (salida y puesta del Sol)
Las líneas horarias trazadas al oeste señalan las horas anteriores al mediodía local (es decir, antes de que el Sol alcance su altura máxima de esa fecha) y, después del mediodía, las líneas trazadas al este.
Las líneas que determinan las horas 6 y 18 corresponden a la dirección este-oeste.
El Observatorio Astronómico de Jaipur (India)
Este Observatorio se encuentra en buen estado de conservación gracias a Chandra Dhar Sharma Guleril, que lo restauró en 1901. Actualmente lo gestiona el Departamento de Arqueología y Museos del estado de Rajastán. De su conservación se encargan un supervisor y un equipo de mantenimiento.
Este “Observatorio a Simple Vista” fue proyectado y construido por el maharajá Jai Singh II (1681-1743). Contiene instrumentos diferentes y complejos, uno de ellos inacabado; algunos necesitan luz solar y otros funcionan con el reflejo de la luz lunar y estelar.
Los instrumentos monumentales de Jaipur proporcionan una medida precisa del tiempo, la declinación solar, el acimut, la localización de las constelaciones a la luz del día, los eclipses y otros fenómenos celestes. Cuando no se podían usar los relojes de sol a causa de la lluvia o del cielo nublado, se utilizaba la clepsidra (el reloj de agua) para medir el tiempo.
Observatorio Astronómico de Jaipur
Cuando Jai Singh II proyectó los observatorios, uno de sus principales objetivos era crear instrumentos astronómicos que fuesen más precisos y permanentes que los instrumentos de metal en uso en la época. Su solución fue hacerlos grandes, muy grandes, y construirlos de piedra y mampostería. Esa decisión sencilla, pero notable, creó una colección de estructuras a gran escala para la medición del movimiento celeste que hoy no tiene igual. Entre las muchas impresiones sorprendentes para quien visita uno de los observatorios está la escala de los instrumentos: uno queda literalmente envuelto y sobrecogido por un espacio que es tanto estético como matemático.
Plano del complejo astronómico de Jaipur
El Samrat Yantra
El Samrat Yantra o Great Samrat, también llamado “Instrumento Supremo”, es un reloj de sol equinoccial de enormes dimensiones. Aunque es uno de los instrumentos más sencillos, y no muy diferente de los relojes de sol desarrollados cientos de años antes, el Samrat Yantra es importante porque mide el tiempo con una precisión nunca antes alcanzada. La escala de tiempo del Reloj de Sol Ecuatorial –el Samrat Yantra– de Jaipur, por ejemplo, incluye subdivisiones de hasta dos segundos.
Detalle del interior del Samrat Yantra
La escala temporal de todos los instrumentos se elaboró originalmente con las unidades de medida indias de la época, las antiguas unidades ghatikas, palas y vipalas; sin embargo, en la restauración de 1901 se convirtieron a horas, minutos y segundos.
Las subdivisiones de 2 segundos del Samrat Yantra
Las partes esenciales del Samrat Yantra son el gnomon, una pared triangular con su hipotenusa paralela al eje de la Tierra, y un par de cuadrantes a cada lado, paralelos al plano del ecuador.
En un día despejado, a medida que el sol pasa de este a oeste, la sombra del gnomon cae sobre la escala del cuadrante, indicando la hora local. Como un reloj de sol solo da la hora exacta para su ubicación concreta, se usa una fórmula para obtener la hora oficial, que compensa la diferencia de longitud entre la ubicación del instrumento y su huso horario y el ajuste diario que debe hacerse debido a la órbita de la Tierra alrededor del Sol.
¿Qué tal montar el reloj Samrat Yantra en cartón?
Maquetas del Samrat Yantra para construir
En cada uno de los observatorios indios se construyó un Samrat Yantra para proporcionar una medición precisa del tiempo:
· El mayor está en Jaipur, con un gnomon de 22,6 metros de altura.
· El Samrat Yantra de Delhi es el segundo, con 20,7 metros.
· Las alturas de los gnómones de Ujjain y Benarés son de 6,7 y 6,8 metros.
Los instrumentos de Jaipur y Delhi pueden leerse con una precisión de 2 segundos, mientras que los de Ujjain y Benarés tienen una precisión de 20 y 15 segundos, respectivamente.
Los instrumentos de Jaipur y Delhi incluían Shasthamsa Yantras construidos en cada una de las estructuras que sostenían los cuadrantes.
En el sitio web de los Observatorios, www.jantarmantar.org, se han modelado los instrumentos. Varios estudiantes de arquitectura crearon maquetas basadas en las mediciones de Virendra Sharma, en los dibujos de GR Kaye y Andreas Volwahsen y en las fotos panorámicas aquí presentadas. Las maquetas y representaciones gráficas de la galería de imágenes de arriba fueron creadas por Bei Xu, Cornell M.Arch 2017.
Descargue las plantillas y monte una maqueta del Samrat Yantra.
· Plantilla para recortar: https://www.jantarmantar.org/resources/Projects/SY-Model/Samrat-Yantra-Model-Templates.pdf.
· Instrucciones de montaje: https://www.jantarmantar.org/resources/Projects/SY-Model/Instructions-SY-web.pdf.
Mejorar la precisión de la lectura de las horas
Los mayores relojes de sol son capaces de mediciones extremadamente precisas del tiempo gracias a una manera especial de “leer” la sombra del gnomon.
Una de las críticas habituales a la precisión del Samrat Yantra es que, debido a la distancia entre el borde del gnomon y la escala del cuadrante, su sombra tiene un “borde suave”, es decir, algo abierto o “desenfocado”. Esto significa que, aunque la superficie del cuadrante lleva inscritas marcas finas para indicar intervalos de tiempo de 2 segundos, el borde suave de la sombra puede abarcar 6-7 de esas marcas y el centro de la sombra solo puede estimarse.
La solución es sostener un objeto fino, como una cuerda tensa, paralelo al borde de la sombra y a cerca de 1 cm por encima de la superficie del cuadrante. Mover la varilla hacia dentro y hacia fuera de la sombra y observar el punto de la superficie donde su sombra desaparece proporciona una indicación exacta del centro de la sombra.
En la versión simplificada del Parque Astronómico de La Punta, todos los postes de madera semidura son cuadrados, de 10 cm de lado; el poste mayor tiene una altura de 2,40 metros, el menor de 90 cm y los dos postes laterales a escuadra tienen 1,70 metros de altura.
Definiciones técnicas
Reloj de sol equinoccial
Reloj de sol equinoccial: Se caracteriza por tener una esfera paralela al plano ecuatorial, con el gnomon polar perpendicular a ella.
Reloj de sol ecuatorial: otro nombre (histórico) del reloj de sol equinoccial.
Plano ecuatorial: Es el plano que atraviesa la Tierra definido por el Ecuador.
El reloj de sol equinoccial es el más sencillo de todos. Puede hacerse sin cálculos matemáticos y usarse en cualquier latitud. Puede utilizarse para determinar las líneas horarias de la mayoría de los demás tipos de relojes de sol mediante las técnicas del dibujo gráfico.
El reloj tiene líneas horarias igualmente espaciadas, a intervalos de 15° alrededor del gnomon. La Figura de abajo ilustra una plantilla para un reloj de sol equinoccial y presenta intervalos de 5, 10, 15, 30 y 60 minutos.
Esfera del reloj de sol equinoccial
Para usar el reloj de sol equinoccial, en cualquier latitud, el usuario solo debe asegurarse de que el gnomon apunte al polo celeste. Para ello, la placa de la esfera debe formar con una superficie horizontal un ángulo igual a la colatitud (90° - latitud). La
Figura de abajo ilustra cómo debe colocarse el reloj de sol equinoccial.
Posición correcta de un reloj de sol equinoccial
Como la placa de la esfera es paralela al Ecuador, hay periodos en los que el Sol está por encima de la esfera y otros en los que está por debajo. Desde el equinoccio de otoño hasta el equinoccio de primavera, la luz solar incidirá en la parte inferior de la placa de la esfera. Para usar el reloj de sol durante este periodo, el gnomon debe sobresalir por debajo de la placa de la esfera, como se muestra en la Figura de arriba. Las líneas horarias deben aparecer en ambos lados de la placa de la esfera. La numeración de la parte superior de la placa girará en sentido horario, mientras que la de la parte inferior girará en sentido antihorario. El reloj de sol mostrará desde la salida hasta la puesta del sol.
La Figura de abajo muestra la parte superior e inferior de la placa de la esfera de un reloj de sol equinoccial en el hemisferio Norte. La placa de la esfera superior mostrará las horas, ya que está iluminada entre los equinoccios de primavera y otoño. La placa de la esfera inferior mostrará menos horas, pues está iluminada entre los equinoccios de otoño y primavera. Para el hemisferio Sur se invierte el número de horas.
Esferas superior e inferior
La esfera del reloj puede girarse para tener en cuenta la ecuación del tiempo, la longitud, el horario de verano y las correcciones de tiempo.
Como se mencionó anteriormente, el reloj de sol equinoccial puede usarse para crear muchos otros relojes de sol. La Figura de abajo ilustra una serie de ellos y cómo pueden dibujarse mediante la proyección de las líneas horarias de un Ecuatorial sobre varias superficies.
Varios tipos de relojes de sol
Comentarios