Cuadrante solar
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Cuadrante solar. Es una alteración de la palabra quadrant y designa el cuarto de círculo donde se lee la altura de un astro por sobre el horizonte. En forma extensiva, esta palabra se aplica a los instrumentos que marcan la hora. Los cuadrantessolares (gnomon, en griego) son relojes de sol en los que se lee el tiempo según la longitud de la sombra que proyecta el movimiento del astro luminoso sobre una superficie determinada, misma que generalmente tiene una escala numerada para señalar la hora.
Descripción
El principio de los cuadrantes solares se basa en la proyección de la sombra de una varilla (llamada estilo) sobre un soporte graduado. El Sol efectúa una revolución aparente cada 24 horas (evidentemente es la Tierra la que gira sobre sí misma). Es posible medir el ángulo horario del Sol y hallar la hora solar verdadera, o por el biais de correcciones, la hora legal.
Se pueden construir cuadrantes sobre todo tipos de soportes planos o no. Los cuadrantes no planos son bastante raros y son difíciles de construir. Los cuadrantes planos son tan variados como sea la orientación y la inclinación del soporte. Los más corrientes son los cuadrantes horizontales (colocados a menudo sobre columnas en los jardines) y los cuadrantes verticales meridionales (en las fachadas de casas y en iglesias). La ciencia de los cuadrantes solares se llama gnomónica, no confundir con gnómica a pesar de su etimología común.
Un cuadrante lleva líneas e inscripciones características que tienen un sentido preciso. Veamos esto con un ejemplo de cuadrante vertical meridional:
- Las líneas rectas se llaman líneas horarias. Permiten conocer la hora a partir de la sombra del estilo. Algunas líneas dan las horas (1), las medias horas(2) o los cuartos de hora (3) o cada cinco minutos.
- El estilo (4) tiene dos partes : el estilo recto colocado en A y el estilo polar colocado en B.
- La línea que pasa por estos dos puntos se llama línea subestilar (5).
- La línea horaria que corresponde al mediodía solar es la recta de mayor pendiente (6). Corresponde a la intersección del meridiano del lugar con la superficie del cuadrante.
- Según la estación, la sombra es más o menos larga y alejada del punto B, en función de la declinación del sol.
- Están marcados momentos reseñables como los solsticios (7) y los equinoccios (8).
- Las demás curvas intermedias son las curvas de declinación.
Aparte del aspecto de la medida del tiempo (que de ninguna manera puede competir con los modernos relojes), el cuadrante solar debe caracterizarse por un grafismo y una decoración original. Los cuadrantes alegran las fachadas y los jardines y algunos de ellos son verdaderas obras de arte.
Las divisas o lemas que llevan los cuadrante les dota de personalidad. En los cuadrantes modernos, son menos frecuentes en latín pero siempre están impregnadas de filosofía. Pueden proceder de una obra literaria o formar una máxima sentenciosa.
Los cuadrantes verticales suelen estar pintados sobre fachadas. En la región del sur de los Alpes son muy abundantesl, y algunos están muy bien conservados o restaurados. La técnica debe asegurar que resisten los ultrajes del tiempo. Más aisé a realizar, los cuadrantes sobre madera o metal tienen la ventaja de poder ser preparados en un lugar distinto al de su instalación. Quoi qu’il en soit, los cuadrantes solares son fuente de placeres artísticos, científicos e históricos. El programa Shadows os libera del aspecto matemático y os permite concentraros en el aspecto artístico.
Historia
Data el primer Cuadrante de los Caldeos, 2234 años a.de C. El primer Cuadrante Solar fue trazado en Roma por Messala, el año 276 de la misma era. Los cuadrantes solares fueron decisivos en la medición del tiempo, sobre todo desde la antigüedad hasta el Renacimiento, cuando se generalizaron los relojes. En el año 2000], en la Plaza de La Concorde (París) se instaló un cuadrante solar gigantesco en el que el obelisco servía de gnomon. Pero quien tuvo la idea fue Camille Flammarion (1913),aunque la guerra lo impidió en dos ocasiones.
Todas las civilizaciones, desde Egipto hasta China, desde México hasta el Cercano Oriente, conocieron el reloj de sol. El primer cuadrante solar de tamaño reducido que se conoció, entre los egipcios del siglo XV antes de nuestra era, era muy sencillo: consistía en una simple barra que se clavaba perpendicularmente en el suelo, formando una línea paralela al eje de la Tierra. La longitud y posición de la sombra proyectada permitía calcular los puntos correspondientes al paso del día a la noche, así como los solsticios. En el suelo que rodeaba la barra se marcaban las horas del día. Los enormes obeliscos también se usaban con el propósito de medir la hora a partir de la sombra que creaban, por lo que se usaban como relojes públicos.
Se cree que los cuadrantes solares se usaron en Grecia desde el año 500 y desde el siglo II antes de nuestra era. El uso del reloj solar o solarium se hizo tan común en todo el imperio romano, que fue admitido en la legislación y todos los negocios particulares eran regulados por las horas marcadas en el cuadrante.
Hubo cuadrantes solares de muchas formas: cuadrantes planos, cúbicos, globos ahuecados, tramos de escalones numerados en los que se proyectaba la sombra de un muro vertical, y cuadrantes portátiles con brújula. Los cuadrantes con brújula, introducidos en el siglo XV, fueron los primeros relojes de sombra portátiles que podían llevarse en el bolsillo. La brújula servía para apuntar el cuadrante hacia el norte y el gnomon (un trozo de cuerda o un triángulo plegable) se bajaba o subía para acomodarlo a la latitud a que se usaba la brújula.
Construcción
Los relojes de sol de "cuadrante solar" están formados por un estilete, cuya sombra se proyecta sobre un plano o cuadrante en el que se encuentran dibujadas las líneas horarias que nos permiten determinar la hora.
Por la orientación del cuadrante podemos distinguir distintos tipos de relojes de sol:
- De cuadrante ecuatorial: si es paralelo a un plano que cortase a nuestro planeta por el ecuador.
- De cuadrante horizontal: si es horizontal.
- De cuadrante vertical orientado: es vertical y orientado hacia el Sur.
- Cuadrante vertical declinante: es vertical, pero no está orientado exactamente hacia el Sur.
- Es el reloj de sol típico de la fachada de una casa.
Un reloj de sol de cuadrante ecuatorial se puede construir fácilmente con cartón o madera contrachapada. Está formado por dos piezas: una rectangular que será el cuadrante y otra triangular que hará de estilete y soporte. Cada una de ellas lleva una ranura, que nos permite encajarlas.
Comenzaremos su construcción recortando el cuadrante, que es un rectángulo el doble de largo que ancho. Sus dimensiones podrán ser las que deseemos, aunque lo recomendable es que su largo sea de 15 a 30 centímetros. A la mitad del largo deberá hacerse una ranura que llegue hasta la mitad del ancho, con la misma anchura que el grosor del material empleado para su construcción (la línea que aparece a trazos en las figuras).
Las líneas horarias deben dibujarse a intervalos de 15º en las dos caras del cuadrante: la cara de primavera-verano y la de otoño-invierno. Las trazadas en las figuras son válidas para un reloj que se vaya a utilizar en el hemisferio norte, para el hemisferio sur intercambiaremos la de primavera-verano por la de otoño-invierno.
Para construir la segunda pieza, el estilete, debemos conocer la latitud del lugar donde se ubicará nuestro reloj. Se trata de un triángulo rectángulo dónde el ángulo deberá ser igual a la latitud, para que el cuadrante quede paralelo al ecuador, y la longitud del segmento igual a la del lado menor del cuadrante. En esta pieza también se deberá realizar una ranura (la línea que aparece a trazos en la figura) que permitirá ensamblarla con la primera.
Una vez construidas y montadas las dos piezas, el reloj debe colocarse en un lugar horizontal y orientado correctamente. Si el reloj se va a usar en el hemisferio norte, la cara de primavera-verano deberá mirar hacia el Norte (como se muestra en la figura), mientras que si se va a usar en el hemisferio sur lo hará hacia el Sur. Para determinar la dirección Norte-Sur podemos utilizar una brújula; habrá que tener en cuenta que el Norte no coincide con la dirección señalada por la aguja, que apunta al Norte magnético. Otro método consiste en utilizar la sombra de un objeto vertical (una plomada) al mediodía, que indica la dirección Norte-Sur; habrá que tener en cuenta que deben ser exactamente las 12 horas del tiempo solar verdadero, que no coinciden con las 12 horas de nuestros relojes ¿Qué hora indica nuestro reloj de sol?
En primavera y verano el Sol incide sobre la cara superior (la de primavera-verano), donde se verá la sombra del estilete. En otoño e invierno la sombra del estilete se proyecta en la cara inferior (la de otoño-invierno), mientras que la superior permanece en sombra.
