Relojes de Sol

Royal Greenwich Observatory

Cuaderno de Información No. 23: 'Relojes de Sol'
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Historia de los Relojes de Sol:

Desde tiempos inmemoriales la humanidad ha sabido que el cambiante largo de la sombra de un objeto indica la hora del día - que la sombra se acorta hacia el mediodía y se alarga hacia el atardecer. Sin duda el primer crudo reloj de sol consistía de no más que una estaca vertical en el suelo. Eventualmente el Hombre debe haberse percatado de que el cambiante largo de la sombra podía ser usado, probablemente con marcadores de piedra, de la misma forma en que actualmente usamos las manecillas de un reloj. Este notable paso adelante en los intentos del Hombre por medir el tiempo ocurrió hace al menos 3.500 años, puesto que el más antiguo reloj de sol conocido, encontrado en Egipto, data de esa fecha.

El día fue entonces subdividido en 12 partes, a las que nos referimos como 'horas del tiempo'. Por supuesto las horas del tiempo variarían en longitud, siendo más largas en verano y más cortas en el invierno, aún cuando en las zonas Mediterráneas la diferencia no es tan notoria como lo sería en las Islas Británicas. En este caso una 'hora' en el verano sería dos veces más larga que una 'hora' el invierno!

No fue sino hasta el siglo 13 que un Arabe llamado Abul-Hassan introdujo la idea de hacer todas las horas del mismo largo, y no fue sino hasta el siglo 15 que estas horas iguales estuvieron en uso general.

Durante el período del Renacimiento el desarrollo de los relojes de sol procedió rápidamente, y muchos y variados ingeniosos diseños fueron producidos. Además de tener marcas para las horas y minutos para medir el tiempo, otras características fueron con frecuencia incorporadas. Así que la 'fornitura' de un dial podría también consistir de marcas para indicar las estaciones, la fecha del calendario, las horas del ocaso y la salida del Sol, los signos del Zodíaco y las fechas de la entrada del Sol en cada signo, la posición del Sol relativa al horizonte (acimut y altura), y los puntos del compás. Unos pocos diales fueron hechos, que también llevaban una cruda forma de tabla de mareas que indicaba la hora de la marea alta en ciertos puertos cuando la Luna era observada en una dirección particular. Sin embargo, los relojes de sol fueron gradualmente reemplazados por relojes mecánicos, aun cuando está registrado que los ferrocarriles Franceses regulaban sus relojes usando relojes de sol hasta el final del siglo 19.

Teoría de los Relojes de Sol:

Los relojes de sol están naturalmente limitados en su utilidad, y un cínico podría quejarse de que son de poco más que interés académico en un clima como el 'disfrutado' por las Islas Británicas. Aún así, el estudio de los relojes de sol, proveerá una buena comprensión de algunos principios astronómicos.

Mientras la Tierra rota sobre su eje, el Sol parece moverse uniformemente a través del cielo, y si se coloca una varilla paralela al eje de la Tierra, su sombra naturalmente se moverá uniformemente alrededor de ella. En otras palabras, mientras el Sol en una hora se mueve por un arco de 15° en el cielo, la sombra se moverá a la misma velocidad. Este es el principio en él que la mayoría (pero no todos) los relojes de sol están basados, y de hecho, la misma idea se usa en los telescopios que están 'montados ecuatorialmente'.

Debido a que la distancia de la Tierra al Sol varía durante el año, y también porque su ecuador está inclinado con respecto a su órbita (en 23,5°), hay una diferencia entre la Hora Solar Aparente (la hora según el Sol) y la Hora Solar Promedio que es la hora que indican los relojes mecánicos y eléctricos. De hecho, es posible que el Sol esté tanto como un cuarto de hora adelantado o atrasado cuando se lo compara con un reloj que indica la hora solar promedio (esto es, GMT). Esta diferencia se llama la ecuación del tiempo, y está descrita en el Cuaderno 'La Ecuación del Tiempo'.

Si sabemos esta corrección como una función de la fecha, es posible ajustar ciertos tipos de relojes de sol (aquellos donde iguales intervalos de tiempo son indicados por ángulos iguales) para incluir el cambio en la ecuación del tiempo; o alternativamente, para cualquier tipo de reloj de sol, aplicar una corrección a la hora leída en él.

Otra corrección que debe hacerse, es tomar en cuenta la Longitud del lugar. Todos estamos familiarizados con el hecho de que 'Nueva York está cinco horas antes que Greenwich', lo que significa, por ejemplo, que cuando es mediodía en Greenwich, sólo son las 7am en Nueva York. Esto es porque Nueva York está 5 horas de Longitud al Oeste de Greenwich. Aún si sólo nos movemos hacia el Oeste hasta Bristol, encontramos que esta ciudad está a 10 minutos de tiempo al Oeste de Greenwich, así que allá el Sol cruza el meridiano 10 minutos después que en Greenwich. Por lo tanto, si Ud. tuviera un reloj de sol en Bristol y quisiera saber la hora GMT, tendría que añadir 10 minutos a la hora del reloj de sol, a menos que esta corrección por Longitud ya hubiese sido incorporada en la construcción de reloj de sol.

Tipos de Relojes de Sol:

La mayoría de los relojes de sol tienen el fiel paralelo al eje de la Tierra. Si la placa del dial está en el plano ecuatorial, entonces la escala de tiempo es equiangular (todas las horas están exactamente separadas por 15°). Si el dial está colocado en cualquier otro plano, entonces la escala de tiempo ya no es equiangular, y los ángulos entre las marcas de tiempo deben ser calculados usando fórmulas trigonométricas. Los relojes sol pueden ser clasificados según el plano en que está el dial, como se muestra en la siguiente tabla:

Otro tipo de reloj de sol depende del hecho de que la Altitud del Sol (altura angular sobre el horizonte) cambia con el tiempo. El dial debe ser calibrado con marcas de fecha y con marcas de hora. Estos relojes de sol pueden ser transportados y utilizados en cualquier parte dentro de unos pocos grados de la Latitud para la que fueron construidos, con sólo apuntar el fiel en la dirección del Sol. Un dial de Altitud inscrito en un cilindro, con un fiel horizontal, fue usado por los pastores en los Pirineos.

Relojes de sol portátiles fueron construidos en los siglos 16 al 19, y una buena selección de ellos está en exhibición en el Old Royal Observatory en Greenwich, ahora parte del National Maritime Museum.

Otro tipo de reloj de sol, es el reloj de sol equiangular, aunque no se lo menciona como tal en la literatura. Está definido como uno que está construido de tal forma que iguales intervalos de tiempo estén indicados por iguales ángulos. Los relojes de sol equiangulares pueden ser horizontales, verticales, o reclinados.

Los Relojes de Sol en Cambridge:

Hay muchos interesantes relojes de sol en Cambridge. Aquí sólo hay espacio para mencionar tres de ellos. En el Senate House Passage, un portal hacia Gonville y Caius tiene un grupo de simples relojes de sol verticales montados alrededor de una torre hexagonal, mientras que el bello ejemplo en el Queen's College es un reloj vertical reclinado, con marcas adicionales para indicar, no sólo la hora, sino también la Altitud y el Acimut del Sol, su posición zodiacal, la fecha, y la hora del amanecer. Es también un 'reloj de luna', una construcción notoriamente imprecisa.

El reloj de sol escogido para conmemorar el Tricentenario de la fundación del Observatorio de Greenwich (en 1675) es llamado un reloj de sol equiangular reclinado. Está situado en los terrenos al Este del nuevo edificio del RGO. Fue diseñado de modo que el observador pueda leer la hora GMT con precisión de un minuto. Esto requiere de ajustes regulares tanto de la rotación del dial como de la posición del fiel. Desafortunadamente no hay suficiente personal disponible para hacer esto en forma regular. Este reloj de sol está descrito en otro Cuaderno.

Ver también; 'La Ecuación del Tiempo' y 'El Reloj de Sol Tricentenario y los Tanques de Agua de Greenwich'

Producido por el Departamento de Servicios de Información del Royal Greenwich Observatory.

PJA Martes 16 de Abril, 15:18:59 GMT, 1996

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Actualizada: Diciembre 6 '97, Junio 27 '14

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