Curiosidades sobre los astros, propuestas de observaciones sencillas, aspectos cotidianos pero poco conocidos, todo ello con un enfoque didáctico.

sábado, 22 de abril de 2017

La hora de los relojes de sol

¿Qué hora es?

Hace unos días llegó ésto a uno de los grupos de whatsapp de la Agrupación Astronómica Vizcaína, enviado por un colega que estaba de vacaciones por el Mediterráneo.

Lo cierto es que la respuesta no era tan fácil como a primera vista pudiera parecer porque los relojes solares indican la hora solar verdadera del lugar donde están situados, que aunque en épocas pasadas era la hora oficial, ya no lo es. Además la diferencia entre ambas no es fija, sino que depende del lugar y de la fecha.

Además de la de Manolo, que fue la primera, estos días de vacaciones que para mí terminan mañana, he recibido muchas más fotos de relojes de sol que algunos de mis amigos han ido encontrando en sus viajes, porque saben que los colecciono.

No sé si ellos se habrán hecho esa misma pregunta, pero puedes hacer una prueba:
Si un día soleado nos situamos junto a uno de estos relojes y nos fijamos en las personas que se acerquen por allí, veremos un gesto muy repetido:
Alguien se para delante del reloj de sol, lo observa y casi inmediatamente mira a su reloj de pulsera o a su teléfono móvil y hace un gesto de extrañeza como indicando que algo no cuadra.

Si vives en España, habrás oído muchas veces que la diferencia entre la hora civil (la oficial que marcan nuestros relojes) y la solar (que indican los relojes de sol) es de una hora en invierno y 2 con el horario de verano. O sea, que cuando Manolo sacó la foto deberían ser más o menos las 13:10.   Pero no.
Esa es una referencia promedio para lugares de este país situados en el meridiano de Greenwich pero que pueden variar mucho, hasta 32 minutos más o 51 menos, en casos extremos para algunos lugares de la geografía española y en determinadas fechas.

En este caso eran las 12:56. Lo calculé (afortunadamente el dato de la longitud geográfica que necesitaba para ello aparece en la parte superior del reloj) y le mandé la respuesta:

Si no te interesa conocer los motivos de estos extraños cálculos pero quieres saber como hacer la corrección en cualquier otro caso, te sugiero que te saltes los dos siguientes apartados y pases directamente al punto “Correcciones concretas a realizar …”


- ¿Por qué esas diferencias?


Como he dicho al principio, los relojes de Sol clásicos indican la hora solar verdadera local, que era la hora oficial cuado estos instrumentos tenían la función de marcar la hora, hace ya varios siglos. En cada localidad la hora era diferente y en latitudes cercanas a 40º, por ejemplo, con solo moverse unos 25 kilómetros hacia el Este o el Oeste esa diferencia llegaba a un minuto.

A mediodía, (en el momento medio entre la salida y la puesta de sol) marcan las 12, cuando el astro rey alcanza la mayor altura de todo el día (culmina),  y se encuentra exactamente en dirección Sur.

Pero  hoy la cosa ha cambiado. La posición del Sol ya no está de acuerdo con la de nuestros relojes y para saber la hora ya no usamos los relojes de sol porque tenemos muchos instrumentos o lugares donde poder leerla.

Por poner un ejemplo que explique esta necesaria discordancia: En un determinado momento, los relojes actuales marcan la misma hora en Galicia que en Baleares y también la misma que en Alemania o Polonia; pero relojes de sol colocados en esos lugares marcarán una hora muy distinta porque  el Sol culmina en las regiones orientales de Polonia unas 2 horas antes que en Galicia, en lugares de Alemania hora y media antes y en Baleares unos 45 minutos antes.

Este es uno de los motivos por los que la corrección es diferente según el lugar.

A la hora de hacer el cambio entre los horarios de los relojes que usamos actualmente y los solares hay otro asunto más: la llamada ecuación del tiempo, que proporciona un valor diferente según la fecha porque esto también influye.
Lo expliqué hace unos meses en anexo final del post titulado “Por Santa Lucía alarga el día”  , pero no es un tema muy evidente, y si no te gusta sumergirte en detalles técnicos te aconsejo que en un principio prescindas de ello y sigas la historia.

- Circunstancias que fueron provocando el desacuerdo entre los relojes a lo largo del tiempo.

Como se ha dicho y repetido, originariamente la hora oficial era la hora solar, y en cada lugar era diferente, pero diversas circunstancias fueron modificando la situación:

a) Cuando en el siglo XVIII los relojes mecánicos fueron alcanzando suficiente precisión  y proliferaron en iglesias y palacios sustituyendo a los relojes solares, fue evidente que unos y otros no iban a la par porque el Sol no tarda siempre 24 horas exactas entre dos culminaciones consecutivas debido a las circunstancias que originan la mencionada ecuación del tiempo.
En la torre de la catedral de Girona ha quedado plasmada una muestra de la sustitución de los relojes solares por los mecánicos que eran más regulares aunque no más exactos, y funcionaban aunque estuviera nublado. Aquí ni se molestaron en borrar los restos del antiguo.
En cada lugar la hora solar verdadera local de los relojes solares fue sustituida por la hora solar media local que marcaban los relojes mecánicos. Según la fecha esta diferencia es distinta y su acumulación (en un solo día la diferencia es menor de 30 segundos) produce un desajuste máximo de 16 minutos los primeros días de noviembre.

b) En el siglo XIX las diferentes horas de las distintas localidades originaban problemas en los horarios de los ferrocarriles y las comunicaciones telegráficas por lo que fue necesario unificarlas en cada país. En España en principio se adoptó la hora solar de Madrid para elaborar los horarios de los trenes, con lo que de alguna manera esa era la hora oficial en todo el territorio y los relojes solares de lugares situados al Oeste del meridiano de Madrid empezaron a ir retrasados y los más orientales se quedaron adelantados respecto a esa hora.


c) El uno de enero de1901se sustituyó la hora de Madrid por la de Greenwich. Todos los relojes solares del país adquirieron un retraso de 15 minutos que se añadió a la diferencia acumulada que se ha citado en los apartados anteriores.

El primer día del siglo XX el reloj de la puerta del Sol, que desde su inauguración en 1866 había indicado la hora de Madrid, dejó de hacerlo al ser adelantado para adaptarse a la de Greenwich.
d) Desde que se comenzó a realizar el cambio de horario estacional (en España en 1918 pero no todos los años), durante la parte del año en que está en vigor el horario de verano la diferencia entre relojes solares y mecánicos sufre un salto añadido de una hora más.

e) En muchos países por razones políticas, administrativas o económicas en determinados momentos se modificó la zona horaria. Concretamente en España, en 1940 el gobierno del general Franco decidió pasarse al huso horario de su amigo alemán que lo había implantado también en Francia después de la invasión en la contienda militar, con lo que los relojes de Sol acumularon una hora más de retraso.

El proceso obviamente ha sido distinto en cada país que haya cambiado de huso horario y todo ello está repleto de curiosidades y anécdotas que sería imposible de recoger exhaustivamente.


- Correcciones concretas a realizar a partir de la hora del reloj solar.

Si un reloj solar está trazado y colocado correctamente, a partir de la hora que marque puede calcularse la hora civil exacta pero hay que realizar nada menos que 3 ajustes, que en realidad pueden considerarse que son 4 porque el valor del primero varía según que en esa fecha y en ese lugar esté en vigor el horario de verano o no.

Indicaciones para calcular la hora oficial colocadas junto a uno de los relojes solares del Aula de Astronomía de Durango.

1- A la hora que marca el reloj de sol hay que sumar (o restar) la zona horaria UTC en la que se encuentra el lugar:

Mapas de las zonas horarias, cuando no están en vigor los horarios de verano
Si no hay horario de verano, España (excepto Canarias) está en la zona UTC+1 por lo que hay que sumar una hora. Por ejemplo en Uruguay o Argentina hay que restar 3 horas (zona UTC-3)  o en Nepal, por citar un ejemplo curioso, sumar 5 horas y 45 minutos (zona UTC+5:45).
Es estas fechas en que publico esto en España está implantado el horario de verano y se usa la zona UTC+2, por lo que hay que sumar 2 horas pero en Canarias solo una, porque ahora corresponde ahí la zona UTC+1

2- Sumar la longitud geográfica en grados multiplicada por 4 minutos de tiempo si es longitud W o restar si es Este.
Por ejemplo: Para Menorca (longitud 4º E) restar 16 minutos
Para Bilbao (longitud 3º W) sumar 12 minutos
Para Las Palmas de Gran Canaria (longitud 15.5º E) sumar una hora y 2 minutos
Para Montevideo (longitud 56 W) sumar 224 minutos, es decir 3 horas y 44 minutos

Si un lugar está en el huso horario que le corresponde y no se ha adoptado el horario de verano, los apartados 1 y 2 se resumirían en sumar o restar solamente la diferencia de longitud con el meridiano del centro del huso horario (los mencionados 4 minutos de tiempo por cada grado de diferencia de longitud)
Por ejemplo en Río de Janeiro que en horario de invierno (actualmente) está en el huso que le corresponde (Zona UTC -3) es más cómodo para el cálculo tener en cuenta la diferencia entre su longitud geográfica (44º W) con la del centro del huso: (45º W). Un solo grado al Este supone que a lo que marquen los relojes solares allí ubicados se deberá restar 4 minutos en total por las circunstancias recogidas en los apartados 1 y 2.

3- Sumar o restar unos minutos correspondientes a la ecuación del tiempo, según el siguiente gráfico que, como ya he dicho antes, expliqué en otro post de este blog. Con ello se pasa de la hora solar verdadera a la hora solar media.

En el ejemplo del reloj del whatsapp de mi amigo Manolo, el 7 de abril, hay que sumar otros 2 minutos por este motivo, tal como he trazado en el gráfico.

Con todo, en el citado ejemplo, habrá que sumar una hora y 46 minutos (1h +1h-16m+2m)
               

- No siempre hay que calcular

Aunque parezca que este proceso de ajuste de la hora es demasiado laborioso, también es posible elaborar un reloj solar que nos proporciones directamente la hora oficial, incluyendo todos los cálculos citados dentro de su trazado.

No es muy habitual porque se suele seguir la línea clásica de los antiguos relojes que no necesitaban corrección, pero a veces se hace, como en éste que elaboré con mi alumnado del Instituto de Sestao en 1990 en que se incluyeron incluso los cambios de horario estacionales.
Este reloj solar indica directamente la hora oficial, aunque su lectura no sea tan inmediata y requiera unas mínimas instrucciones. Cuando se hizo la foto el trazado aún no se había completado.

- Más exactos que cualquier otro tipo de reloj

Aunque para saber la hora exacta a partir de un reloj de sol haya que hacer tantos arreglos o trazar unas extrañas líneas, lo cierto es que este tipo de reloj es más preciso que uno mecánico o electrónico aunque solo funcione los días soleados.

Aunque podría ocurrir que, por falta de exactitud total en su trazado o colocación, después de haber hecho los cálculos indicados comprobásemos que hoy mismo atrasara un par de minutos, por decir algo, dentro de un año o una década seguirá atrasando eso mismo mientras que tu reloj de pulsera si no lo tocas se habrá desajustado mucho más.

Incluso los relojes atómicos que son enormemente precisos deben ser ajustados de acuerdo con la posición del Sol, porque la Tierra no es tan uniforme como ellos en su rotación. Cuando no están de acuerdo se corrige el reloj atómico por medio de los segundos intercalares, como expliqué en el post "Midiendo el tiempo";  pero un reloj de sol nunca habrá que corregirlo porque la posición del astro rey es la referencia.


- Pero cuidado, que puede haber más

Podría ocurrir que encontrásemos por ahí un reloj de sol, hiciésemos cuidadosamente todas las correcciones citadas pero obtuviéramos valores muy erróneos porque el reloj solar no esté correctamente elaborado o situado.
Hay muchísimos casos. Los menos y más leves en relojes de hace siglos, cuando no se necesitaba mucha precisión en los horarios y aunque no fueran muy exactos cumplían su función. Junto a una mayoría de relojes solares antiguos bastante precisos se pueden encontrar otros que no lo son tanto.

Pero los errores más flagrantes se dan en algunos relojes elaborados recientemente, a veces en elementos monumentales de gran coste económico, en los que  no se ha cuidado el rigor técnico o no se han tenido en cuenta algunos criterios básicos.
Aunque a veces el error es de bulto, el hecho de que continúen impertérritos sin que llamen la atención ni le saquen los colores al responsable del desaguisado puede ser explicable en ocasiones porque la gente sabe que la hora solar no es la misma que la que marca su reloj de pulsera o su teléfono móvil pero no conoce cual debe ser la diferencia.

Porque en el tema de los relojes de Sol, podría publicarse una obra mucho más extensa que aquella “Antología del disparate” que recogía respuestas estrafalarias en exámenes de escolares.

Como muestra voy a citar solo dos casos que por su relevancia me llamaron especialmente la atención cuando los encontré, y que incumplen claramente la regla de oro de los relojes de sol, tal como expliqué en el post "La varilla torcida"

- Un ejemplo claro de despropósito, por el magnífico trabajo artístico y de trazado, casi una obra escultórica en bronce, y el lugar emblemático en que está situado, es el reloj solar del Museo de la Cosmonaútica de Moscú. 
Aunque el reloj está impecablemente elaborado, se ha colocado apreciablemete desviado respecto a la orientación correcta.
Tal como puede comprobarse in situ o con ayuda de google maps, el plano del gnomon cuya sombra marca la hora y que necesariamente debe estar orientado Norte-Sur, casi en la dirección de la espectacular aguja-icono del museo, se encuentra muy desviado.
¿Es posible que los encargados de su colocación lo situaran de manera que indicase la misma hora que su reloj de pulsera, no hubiera allí en ese momento ningún técnico experto y tampoco luego nadie lo haya denunciado?. Lo cierto es que costaría muy poco colocarlo bien, girándolo adecuadamente.

- En el Sur de Gran Canaria puede verse este reloj solar monumental, impresionante, bien elaborado, … pero por su colocación sería más adecuada por ejemplo para una latitud de Europa septentrional muy diferente que la de Canarias, ya que aquí habría que inclinar todo el conjunto ¡más de 30 grados! para que fuera correcto.

Reloj solar situado San Agustín en la zona de Maspalomas (Gran Canaria) , con la indicación aproximada de lo que debiera ser su colocación correcta.
¿Realizado por algún gnomonista extranjero inexperto sin darse cuenta que lo que valía para su pueblo es totalmente erróneo en Canarias? ¿O alguien que simplemente copió en detalle lo que vio a miles de kilómetros sin adecuarlo a su ubicación? ¿O que confundió la latitud con la colatitud? Como en el caso anterior, solo son varias suposiciones.

Efectivamente. No borro las preguntas anteriores porque escrito estaba, pero creo que ya sé la respuesta. Después de publicar el post acabo de encontrar el dato del autor del reloj de San Agustín, que se erigió hace ya más de 40 años: un arquitecto Noruego.  https://maspalomasahora.com/not/24157/

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