Reloj Solar

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reloj de sol

el reloj de sol

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reloj de sol

La medición del tiempo existe desde hace  El tiempo es aquello manufacturado por  los relojes. Sir Hermann Bondi

Reloj solar celta.

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miles de años. Se sabe que los hombres de Cromagnon utilizaban varas de madera empotradas en tierra, y que de acuerdo con la longitud de la sombra que proyectara el Sol al caer sobre ellas podían saber qué hora del día era: si la sombra era igual a la longitud del bastón en la mañana, eran las 9:00 a. m. Si esto sucedía en la tarde, eran las 3:00 p. m. Los griegos utilizaban el sistema sexagesimal, que divide una circunferencia en 360 grados. Como el día tiene tiene 24 horas y equivale a una revolución completa completa de la Tierra, entonces cada hora corresponde a un ángulo de 15 grados (360 / 24 = 15), es decir decir,, el Sol recorre recorre 15 grados grados sob sobre re el cielo cada hora. Sabemos abemos que que el Sol Sol t iene dos do s clases de movimientos: los ab-  solutos y los aparentes. Los ab-

solut olu t os son los l os inhere inh erent ntes es al propropio Sol, Sol, por ejemplo: la rotación sobre su eje, que realiza en unos 25 días en la región ecuatorial y en 29 en las regiones polares; o la traslación a través de la galaxia, a una velocidad velocidad de 220 kilómetros por segundo. Estos movimientos no afectan la medición del tiempo t iempo del reloj de sol. sol. Los movimientos aparentes del Sol, que son los más importantes y que también se deben

Introducción

al movimient movi mientoo de nuest nuestro planeplaneta, son los que observamos desde la Tierra. Todos los días, el desplazamiento del Sol desde el horizonte oriental hasta el occidental, 15 grados cada hora, se debe a la rotación de la Tierra. En la región que llama llamamos mos “ t ropica ropical” o “ zona tórrida” , ent ent re los t rópicos rópicos de Cáncer y de Capricornio, esto es, cerca del ecuador de la Tierra, tal desplazamiento tarda más o menos doce horas (la diferencia de la duración del día es de sólo unos minutos en diversas épocas del año). Obelisco egipcio utilizado como reloj de sol.

De otro lado, el Sol se desplaza durante el año sobre la esfera celeste hacia el norte y hacia el sur 23.5 grados desde el ecuador celeste; seis meses viaja hacia el norte y seis hacia el sur, por esta razón se dan las estaciones. Los puntos en que el Sol cruza desde el norte hacia el sur y viceversa se llaman equinoccios. Esto sucede aproximadament damentee el el 21 de marzo marzo y el 22 de septiembre. Cuando el Sol se encuentra más al norte o más al sur se dice que está en solsticio de verano o en solsticio de invierno respectivamente: estos se dan el 21 de junio y el 22 de diciembre. Este cambio aparente de la posición del Sol durante el año se debe a la inclinación del eje de rotación de la Tierra, que es exact exact amente amente de 23.5 grados grado s. Durante los solsticios el Sol está perpendicular a las líneas imaginarias de los trópicos de Cáncer al norte y de Capricornio al sur, que están justamente a 23.5 º de latitud. El Sol se astrasa o adelanta para salir al 3

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Artificio astronómico astron ómico de la época de Nicolás Copérnico.

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Introducción

amanecer o ponerse al atardecer varios minutos durante el año (¡hasta 16 minutos en noviembre!), esto se debe a que la órbita de la Tierra no es un círculo culo sino una una elípse. elípse. Segú Segúnn la la sesegunda ley de Kepler la Tierra se mueve más rápido en su perihelio, esto causa que el Sol se desplace visualmente en diferentes épocas del año. Para calcular el atraso o adelanto del reloj se usa la llamada ecuación  del tiempo. Este desfase se repres present entaa en los los relojes de Sol Sol sobre una figura fig ura en en forma f orma de ocho ocho llamada analema. En otras palabras, si la órbita del sol fuera circular, circular, el analema sería sería sim simpl pleemente una línea recta de sur a norte que mostraría solamente el desplazamiento del Sol hacia los lo s sols olst icios icio s. Es Est e despl desplaza azami mienento aparente del sol hacia los trópicos no solamente es responsable de de las est est aciones aciones,, sino que que hace que los dias sean más largos en verano y más cortos en invierno.

Es de anotar que esto no tiene que ver con la diferencia con respecto a la hora oficial, y que los extremos sur y norte del analema analema no n o correspon corresponden den exactamente a las fechas de los solsticios olsti cios y tampoco t ampoco el cruce por el meridiano corresponde a los equinoccios. Se sabe que los babilonios, por ser muy buenos buenos ast ast rónom rónomos os,, comprendían bien los movimientos del Sol y de los planet as. as. Divid Dividieron ieron el año en en 365 365 días y construyeron relojes 1.500 años antes de Cristo. Heródoto, que vivió en Grecia 450 años antes de Crist Crist o, escribió: escribió: “ De los babilonios Grecia aprendió de sombras, gnomos y divisiones del del día día” . Los caldeos, que conocían bien las constelaciones, dieron nombre al zodiaco, zodiaco, dividieron divid ieron el año en doce meses y diseñaron un reloj solar simple llamado Hemisferium, que, se le atribuye a Berosus, sacerdote y astrónomo caldeo, hacia el 290 a. C.

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Los megalitos de Stonehenge en Inglaterra se consideran uno de los primeros relojes solares de Europa.

Los relojes de sol

Los relojes de sol son instrumentos que nos permiten interpretar algunos principios básicos de la astronomía y de los movimientos propios del Sol y de la Tierra. Durante muchos siglos, en plazas públicas, edificios, cementerios, monasterios y universidades, se usaron como medidores del tiempo. Los megalitos de Stonehenge en Ingl I nglaterra aterra se consideconsideran uno de los primeros relojes solares de Europa. En Francia se utilizaron cotidianamente hasta principios del siglo XX como control de horarios de los ferrocarriles. 6

Con la aparición de los relojes de péndulo, de resortes, de cuarzo y atómicos, los relo jes de sol fueron perdiendo su importancia. Sin embargo, los primeros relojes de péndulo eran controlados cont rolados con relojes de sol. En la actualidad han recu-

perado perado su import impor t ancia, ancia, no sólo como elemento decorativo en los campus universitarios o planetarios, sino porque representan un instrumento científico muy útil út il para comprende comprenderr los movimientos diurnos del Sol. Se debe tener algún conocimiento básico de astronomía para entender el funcionamiento de un reloj de sol. Este debe ser construido con todas las especificaciones técnicas y ubicarse de acuerdo con las coorden coordenaadas geográficas del lugar para que cumpla con su función, esto es, medir el tiempo. En el pasado cada ciudad tenía su tiempo local propio. Cuando los viajes se hicieron más rápidos, la gran variedad de horas ho ras locales se convirt convir t ió en un problema. A finales del siglo XIX la Tierra fue dividida en 24 zonas llamadas husos horarios, cada zona tiene una diferencia de una hora. Sobre la superficie terrestre una hora corresponde a 15º de longitud, la hora en cada zona se determi-

na de acuerdo con la hora local media para cada longitud 0º, 15º, ..., 345º. La hora del meridiano cero que pasa sobre Green-wich es usada como referencia y es llamada Tiempo Univers Uni versal al (TU). En el verano mum uchos países cambian su horario debido a la mayor cantidad de luz solar. El propósito de esto es hacer que el tiempo en que las personas están despiertas coincida con la duración del día y se ahorre electricidad. Durante los cambios de horario la diferencia entre el tiempo solar aparente y la hora oficial se hace mucho más grande. Relojes de sol portátiles.

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Introducción

El reloj de sol del Planetario de Bogotá

Existen muchos tipos de relojes de sol: horizontales, ecuatoriales, verticales, analemáticos, etc. Todos son montados de acuerdo a las coordenadas geográficas del lugar. Por eso, un reloj construido en Boston no funcionaría en Bogotá. El reloj del Planetario de Bogotá es horizontal, ecuatorial y analemático. También podría llamarse heliocronómetro. Está diseñado para las coordenadas del lugar en el que está localizado. Dichas coordenadas f ueron est est ablecidas mediante el uso de un GPS (Global Positioning System), el meridiano fue f ue localiza localizado do con el sist ist ema de somb sombras ras a la hora hora ofiof icial (unive (uni vers rsal al ti t i me) me) o tiempo de Greenwich. El analema se encuentra en una plataforma móvil que se desplaza sobre la circunferencia horaria. Adicional-mente, el diseño corrige la diferencia horaria solar entre el meridiano 75 º y el meridiano de Bogotá.

Por tradición se acostumbra a colocar en los relojes de sol una u na fras f rasee en en latín, lat ín, generalmente relacionada relacionada con la filof ilosofía y las diferentes concepciones sobre el tiempo. Se ha elegido para el reloj del d el PlanePlanetario un mote que se considera tiene gran valor filosófico: Memor esto brevis aevi.

(Recuerda que la vida es breve). Nuestro reloj de sol debe ser un gran símbolo, que nos recuerde permanentemente que la ast ast ronomía rono mía es la madre de todas las ciencias.

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Circunferencia horaria

Gnomon

11:25 a.m.

Analema 10

Rosa de los vientos

Glosario

glosario for ma de ocho Analema · Curva en forma en la que se representa la diferencia entre el tiempo solar a-  parente y el tiempo solar me-  dio  di o  (la ecuación del tiempo),

esto es, la posición del Sol en su recorrido entre los trópicos a lo largo del año. A veces se dibuja dibu ja en los globos glob os t erráqueos. erráqueos. Analemático · Que tiene relación

con el analema. qu e se se diConstel Cons telac ación ión · Zonas en que vide el cielo con fines de nomenclat menclat ura. Conju Conjunt ntoo de varias est est rellas f ijas ij as contenidas cont enidas en en una un a figura imaginaria en el firmamento. La esfera celeste contiene un total de 88 definidas por la Unión Astronómica Astron ómica Internacional. Por el lugar que ocupan las constelaciones se clasifican en australes, boreales o zodiacales. Coordenadas geográficas· Sirven

para determinar la posición de un lugar sobre la superficie de la Tierra. Son dos: la longitud y

la latitud. La primera se cuenta sobre obr e el ecuador ecuador t errest errest re a partir de la intersección del mismo con un primer meridiano (el de Greenwich) o meridiano cero, y puede ser oriental u occidental; la segunda es la distancia que hay desde el punto que se considera hast hast a el ecuador, y se cuenta sobre el arco del meridiano que qu e pasa pasa por dicho d icho lugar; lu gar; puede ser septentrional o meridional, ridio nal, dependiendo de que el lugar esté en el hemisferio boreal o austral. ecorrido ido aparent aparentee que Eclíptica · Recorr sigue el Sol alrededor de la esf era celes celestt e durant dur antee el año. Es Est á inclinada 23.5 grados con respecto al ecuador celeste. Ecuación del Tiempo · Es la dife-

rencia entre el tiempo solar aparente y el tiempo solar medio. Su valor máximo positivo it ivo es aproximada aproxim adament mentee 16 minutos, el mínimo negativo es cerca de - 14 minutos minut os..

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Ecuador Celeste Celeste · Es la proyección

del ecuador terrestre sobre la esfera celeste. Equinoccio · Puntos sobre la esfe-

ra celeste en los cuales la eclíptica cruza el ecuador celest e. Épo Época ca en en que q ue por hallars hall arsee el sol sobre obre el ecuador ecuado r los l os días son iguales a las noches en toda la Tierra. Esto acontece del 20 al 21 de marzo y del 22 al 23 de septiembre.

derthal en Europa. Su superioridad se debió a la capacidad para desarrol desarrollar lar herramient herr amientas as,, a la facultad facult ad para articular un lenl enguaje y en la ingestión de una dieta más equilibrada. Antepasado del hombre contemporáneo, u Homo sapiens arcaico, el hombre de Cromagnon tenía su frente abovedada, arcos superciliares apenas esbozados y un mentón bien acusado. M egali egalitos tos de Stonehenge · M o-

Galaxia Vía Láctea · Faja de luz

blanca y difusa que atraviesa oblicuame obli cuament ntee cas casi toda t oda la esf esf era celes celestt e, y que, q ue, mirada mi rada con el telescopio, se ve compuesta miles de millones de estrellas. El Sol es una de las estrellas de la Vía Láctea.

numentos de piedra de Inglat erra, consist consist entes en en varias v arias hileras de cinco metros de altura por 1.25 a 2.5 de anchura, colocadas en círculos de 80 metros de diámetro. Su antigüedad se remonta a la edad de bronce británica.

Heliocronómetro · Forma altamen-

poca del año en la cual Solsti olsticio cio · Época

te sofisticada de reloj solar de gran precisión. Es el único que puede dar dar directame direct ament ntee el el tiemt iempo exacto exacto durante dur ante todo el año. año.

el Sol Sol se halla en uno un o de los l os dos t rópicos rópi cos.. Durante Durant e el el solsticio solsticio de verano, del 21 al 22 de junio, el Sol alcanza su máxima declinación norte: 23.5 grados. Durante el de invierno, del 21 al 22 de diciembre, logra su máxima declinación sur: -23.5 grados.

Hombres de Cromagnon· Raza

humana hum ana que hace hace alrededor alrededor de 50.000 50. 000 años se se impus impu so sobre el primitivo hombre de Nean-

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Glosario

Tiempo Solar Aparente· Tiempo

Trópico de Capricornio · Círculo Círculo o

medido con relación al movimiento mient o diario di ario del Sol Sol en el cielo. Es el tiemp t iempoo que qu e se se observ observaa en los lo s relojes reloj es de Sol, Sol, no es uniuni forme y regular, debido a la f orma eclíptica eclíptica de la órbita órbit a de la Tierra y tambien por que el Sol se mueve a lo largo de la eclípt eclíptica ica y no n o sobre el ecuador celeste.

paralelo paralelo terre t erresstre de latit lati t ud 23.5 23 .5 grados grado s sur. sur. En En este punt pu ntoo el Sol est est á directamente directament e encima encima de la cabeza del observador (cenit) en el solsticio de invierno del hemisf hemisf erio norte. nort e.

Tiempo Solar Solar M edio · Es el tiem-

po medido con respecto al Sol medio, que se supone se desplaza a lo largo del ecuador celeste a velocidad constante, como sucedería si la órbita de la Tierra fuera circular y su eje no estuviera inclinado. El tiempo solar medio discurre a velocidad constante y es el que muestran los relojes, el día solar se mide respecto al Sol medio y no al real. real.

Zodiaco · Es una banda imagina-

ria alrdedor de la esfera celeste que se extiende unos 10 grados a cada lado de la eclíptica. Conjunto de constelaciones por las cuales pasa el Sol en su recorrido sobre la eclípt eclíptica ica durante el año.

Reloj de sol vertical del Jardín Botánico de Bogotá.

Trópico de Cáncer · Círculo o pa-

ralelo terrestre de latitud 23.5 grados norte. En este punto el Sol está directamente encima de la cabeza del obse observ rvador ador (cenit) nit ) en el solsticio solsticio de d e verano verano del hemisf hemisf erio norte. nort e.

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Instituto Distrital de Cultura y Turismo

Directora · Martha Senn Subdirectora de Eventos y Escenarios · Adriana M. Urrea Restrepo Planetario de Bogotá

Gerente · Catalina Nagy Patiño El reloj de sol 

 © Alcaldía Alcaldía Mayor de Bogotá Bogotá  © Instit Instit uto Distrit Distrit al de Cultura Cultura y Turismo urismo  © Planetario de Bogotá 2005 ISBN · Textos

Javier Ramírez Ramírez Villegas Vi llegas · Diseñador reloj de sol del Planetario de Bogotá Pablo Cuartas Restrepo · Astrónomo Astrónomo Planetario de Bogotá Diseño de la colección y diagramación

Cristina López Méndez Corrección de textos

Enrique Dávila Martínez Fotografía relojes de sol en Bogotá · Sergio Angulo Noriega

Impresión · Impreso en Colombia