INTRODUCCIÓN
Los fundamentos y construcción de este reloj de sol formaron parte de la charla “Reloxos Solares. Teoría e Práctica” que fue impartida en uno de los cursos de verano 2018 de la universidad de A Coruña.
El objetivo final de esta charla era que los alumnos pudieran construir a partir del material facilitado un reloj de sol horizontal; y posteriormente realizar su lectura en el exterior aplicando las correcciones oportunas para su comprobación con la hora oficial de nuestros relojes de pulsera y smartphones.
En esta entrada facilitaré los archivos de este reloj de sol listos para imprimir, y también explicaré como podríamos realizarlo desde cero dibujando nosotros mismos las líneas horarias.
DISEÑO
Se decide realizar un reloj de sol horizontal (de cuadrante o mostrador horizontal), el cual una vez apoyado sobre una superficie horizontal (banco, murete, pavimento,…) se puede orientar muy fácilmente al norte geográfico mediante una aplicación con brújula de nuestros smartphones quedando listo para su uso. Este reloj de sol se diseña para una latitud de 42,5º con un margen de ± 5º.
La idea es hacer un reloj de sol sencillo con papel y cartulina dibujando las líneas en CAD (diseño asistido por ordenador, quién quiera también puede hacerlo dibujando con lápiz, rotulador, regla y compás, también se puede descargar de programas como el Shadows).
Se diseña un mostrador circular para las líneas horarias y un gnomon en consonancia con forma de sector circular. El gnomón es el elemento más delicado de un reloj de sol, hay que buscar la forma de que quede rígido en su posición correcta; por tanto, y buscando una solución sencilla, se diseña con doble cartulina e integrado con el mostrador.
Se indican hasta dos horas más por la mañana y por la tarde respecto a las 12 horas correspondientes a los equinoccios. El día más largo (solsticio de verano), para la latitud indicada, el Sol saldría una hora y cuarenta minutos antes y se pondría una hora y cuarenta minutos después; por tanto, tenemos cubierta toda la amplitud horaria.
El diseño se completará con las indicaciones de su uso y una tabla con la ecuación del tiempo que explicaremos posteriormente.
DIBUJO 2D
TRAZADO DE LÍNEAS HORARIAS
Las líneas horarias en un reloj de sol ecuatorial aparecen distribuidas uniformemente cada 15º, pero eso no pasa en un reloj de sol horizontal o vertical donde esas líneas aparecen más juntas en torno al mediodía y se van separando hasta su máxima amplitud 6 horas antes o después del mediodía solar. Por tanto, debemos partir de las líneas del reloj de sol ecuatorial para poder definir las líneas horarias en otros mostradores o cuadrantes.
El procedimiento geométrico para trazar las líneas horarias de nuestro reloj de sol horizontal es el siguiente:
1. Colocamos el gnomon con una inclinación respecto al plano horizontal igual al ángulo de la latitud elegida, en nuestro caso 42,5º.
2. Disponemos un plano ecuatorial perpendicular al gnomon con las líneas horarias distribuidas uniformemente cada 15º. Para trabajar en 2D este plano se abatirá (se gira hasta que coincide con el horizontal).
3. La prolongación de estas líneas cortará a la línea intersección de los dos planos. Por último, unimos estos puntos de corte con el punto en que el gnomon toca el plano horizontal para conseguir las líneas horarias de nuestro reloj de sol.
Esta determinación de las líneas horarias se puede hacer matemáticamente, gráficamente o mediante programas como el Shadows u otros. Yo lo determinaré todo gráficamente utilizando la geometría descriptiva, en concreto el sistema diédrico utilizando abatimientos para resolver el trazado en 2D.
ROTULACIÓN Y TRAZADO FINAL
El cuadrante se completa con la rotulación de las horas, latitud, norte geográfico y tablas de uso.
El mostrador horario se divide en dos para añadir el sector circular del gnomón por duplicado.
CONSTRUCCIÓN
Los materiales utilizados son:
• Un cartón pluma de 20 cm x 20 cm y 5 mm de grosor
• Papel adhesivo A4 blanco donde se imprimirá el cuadrante dibujado en el PDF-01
• Cartulina A4 blanca donde se imprimirá el gnomón dibujado en el PDF-02
• Tijeras, también se puede utilizar cúter para las partes rectas
• Pegamento de barra u otro pegamento
Los archivos que utilizaremos serán estos dos PDFs:
El proceso de construcción es el siguiente:
- Cortar con un cúter el cartón pluma con las medidas indicadas.
- Imprimir el PDF-01 en papel adhesivo y cortar con un cúter. Comprobar antes de imprimir que la opción de impresión del PDF está en 100% y no en ajustar (aquí puede modificar las medidas).
- Imprimir el PDF-02 en cartulina y cortar con tijeras el contorno. Fijarse antes de imprimir en la comprobación anterior. Para hacer las dobleces del gnomón con mayor facilidad hay que marcarlas suavemente con el cúter antes de doblar; la línea del medio se marca por arriba y las otras dos por abajo (podemos primero hacer una marquita con lápiz en el borde de la cartulina).
4. Se pega el cuadrante (papel adhesivo) al cartón pluma. Se pega con pegamento los dos sectores circulares del gnomón entre sí y por último se pega la base del gnomón de cartulina sobre el cuadrante y ya tenemos nuestro reloj de sol.
USO
LECTURA Y COMPROBACIÓN DEL RELOJ DE SOL
Seguiremos los siguientes pasos:
- Orientar al NG el reloj de Sol pegando un smartphone (tendremos abierta la brújula en una aplicación) al cartón pluma. Hay aplicaciones que tienen en cuenta la declinación magnética (diferencia entre norte magnético y geográfico) para nuestro tiempo y posición geográfica por lo que podemos apuntar directamente al norte geográfico con dichas brújulas.
- La sombra nos indica la hora solar verdadera en nuestra posición local.
- Utilizando la tabla derivada de la ecuación del tiempo (ver explicación en Relojes de sol) podremos sumar o restar minutos según fecha, tendremos entonces la hora solar media local para nuestra posición.
4. Sumar el tiempo que corresponde a la separación en longitud geográfica del meridiano local al del centro del huso correspondiente a la hora oficial, ej. con UTC+1 (en Galicia sumar 1h 30min. en horario de invierno y 2h 30min en horario de verano). Para calcularlo de manera exacta, por ejemplo en Pontevedra con una longitud λ = – 8º 40’ multiplicamos por 4 (relación entre los 60 minutos y 15º de un huso horario) y nos da 35 min, por tanto 1h 35min o 2h 35min.
EJEMPLO 1:
En la imagen superior tomada el 10 de junio a las 21:17 en Galicia podemos observar:
Hora solar verdadera = 18:55
Corrección aproximada para comprobar con hora oficial = 18:55 + 0 min (interpolando para 13 junio) + 2:30 = 21:25 nos da un error menor a diez minutos.
EJEMPLO 2:
En la imagen superior tomada el 18 de junio a las 16:40 en Pontevedra podemos observar:
Hora solar verdadera = 14:00
Corrección exacta para comprobar con hora oficial = 14:00 + 1 min (interpolando para 18 junio) + 2:35 = 16:36 nos da un error menor a cinco minutos.
Anticiteras y Astrolabios 
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