Reloj de Sol. Tipos

La uniformidad del movimiento del Sol en la bóveda celeste (360o en 24 horas) nos abre una posibilidad para la medida del tiempo. El rudimentario reloj de sol consistente en una estaca vertical y la observación de su sombra fue utilizado en tiempos primigenios. A dicha estaca se le conoce como gnomon; y a la ciencia o técnica que se ocupa de los relojes de Sol, Gnomónica. Sin embargo, el gnomon vertical no produce una sombra horaria regular, depende de la fecha. Podemos comprobar que esto es así en la siguiente escena interactiva.

No obstante, pueden construirse relojes con gnomon vertical, pero, para su lectura, hay que considerar más variables que si el gnomon es paralelo al eje de rotación terrestre o eje polar (apunta a la estrella Polar). En este último caso, si, además, la sombra se proyecta en un plano ecuatorial (perpendicular al eje polar) bastaría con que hiciésemos marcas cada 15o (= 1 hora), y subdivisiones para más precisión (1/2 hora, 1/4 de hora...): este es el reloj más sencillo de entender y fabricar, llamado Reloj ecuatorial.
En general, un reloj de Sol estará formado por un gnomon y una superficie de proyección o limbo. Aquí vamos a considerar un limbo plano, que se denomina cuadrante solar, y clasificaremos los relojes atendiendo a si el gnomon es paralelo al eje de rotación terrestre o no. Citaremos algunos de los relojes más habituales (hay multitud de ellos, dependiendo de la imaginación del gnomonista).
OBSERVACIÓN: Puedes obtener la simulación del funcionamiento de los siguientes relojes en otras opciones del menú. Están hechas en Descartes JS, excelente applet (en Javascript) que permite crear escenas interactivas. Inicia la animación para cualquier día del año y observarás tanto la sombra del gnomon como el movimiento del Sol en la esfera celeste (puedes girar la escena tridimensional si la imagen no es suficientemente clara)

RELOJES CON GNOMON PARALELO AL EJE TERRESTE
(se obtiene la hora utilizando el ángulo de la sombra del gnomon)
  • Reloj horizontal: El cuadrante es horizontal (paralelo al plano del horizonte).
  • Reloj vertical declinante: El cuadrante es vertical (perpendicular al plano del horizonte), con distinta orientación o declinación (+ hacia el Este, - hacia el Oeste). Si la declinación es cero (orientado al mediodía), el reloj se denomina vertical a secas o, también, vertical orientado.
  • Reloj ecuatorial: El cuadrante es paralelo al Ecuador.
OTROS RELOJES
(normalmente, la hora se determina utilizando diversas variables como el ángulo de la sombra, la altura del Sol, la fecha...)
  • Reloj oblicuo (ángulo de la sombra y altura del Sol): El cuadrante tiene cualquier declinación (+ hacia el Este, - hacia el Oeste) y cualquier inclinación (respecto a la vertical). El gnomon es perpendicular al cuadrante e interesa su punto extremo. La hora se lee viendo en qué línea horaria está dicho punto. Para nuestra simulación, hemos considerado un gnomon de altura unidad.
  • Reloj oblicuo bifilar (ángulo de la sombra y altura del Sol): El cuadrante tiene cualquier declinación e inclinación, como en el caso anterior. El "gnomon" consiste en dos hilos (de ahí lo de bifilar): uno en la dirección Este-Oeste; y otro, en la Norte-Sur. La hora la marca la intersección de las sombras sobre el cuadrante. En nuestra simulación permitimos variar las alturas de los hilos al cuadrante.
  • Reloj analemático (ángulo de la sombra y fecha): El cuadrante es horizontal y tiene forma elíptica. El gnomon es vertical y móvil (según fecha). La hora la marca la intersección de la sombra con la elipse.
  • Reloj azimutal (ángulo de la sombra y fecha): El cuadrante es horizontal; el gnomon, vertical. La hora viene dada por la intersección de la sombra con la línea horaria y la línea de la fecha.
  • Reloj de pastor plano (altura del Sol y fecha): El cuadrante es vertical y se orienta hacia el Sol. El gnomon es horizontal y móvil, aunque nosotros utilizaremos una placa horizontal fija (visera). La hora viene dada por la intersección de la sombra con la línea horaria y la línea de la fecha.
  • Reloj de plomada (altura del Sol y fecha): El cuadrante apunta al Sol. El "gnomon" consiste en una cuerda con peso (plomada), de tal modo que la hora viene dada por la intersección de la cuerda con la línea horaria y la línea de la fecha.