UNIVERSIDAD POLITÉCNICA DE CHIAPAS

Ingeniería Petrolera grupo B

Herramientas Topográficas

Ing. Manuel Alejandro Bustamante Vega

PRACTICA 1:

Reloj Solar

BRIGADA 1:

Cansino Díaz Cristian Alexis Cruz Sánchez Gloria Miroslava Díaz Cruz Evelyn Shiomara Gerónimo Peña Elizabeth Gloria Gómez De León Michell Rubí Hidalgo Escobar Mayte Esmeralda Mendoza Martínez Luis Daniel Núñez Santiago Guillermo

Tuxtla Gutiérrez, Chiapas; 09 de Septiembre de 2015.

ÍNDICE

Pág.

Marco Teórico…………………………………………………………………………....3

Memoria de Cálculo……………………………………………………………………..9

Reporte Fotográfico……………………………………………………………………10

Conclusiones…………………………………………………………...……………….12

Anexos……………………………………………………………………………………13

Los relojes de sol son instrumentos de control de los movimientos de la Tierra y el Sol, en ellos convergen ciencia (matemáticas, física, geometría, astronomía), cultura y arte, y han sido durante mucho tiempo la única ayuda, el único punto de referencia para la evolución mecánica de todos los tipos posteriores de relojes.

La historia del reloj de sol es en parte la historia del ser humano, y de su búsqueda por conocer el tiempo.

Desde hace más de 3.500 años ya se conoce la existencia de Relojes Solares, al principio eran en forma de obelisco en piedra, anteriormente seria la observación de un elemento significativo del entorno, el que con su sombra marcaría los tiempos de nuestros antepasados.

Culturas de hace miles de años, poseían los conocimientos científicos suficientes de Astronomía y matemáticas como para desarrollar artilugios que les permitían conocer el paso aproximado del tiempo. Durante cientos de años se utilizaron las clepsidras o reloj de agua, las cuales tuvieron formas simples de recipiente o formas complejas de mueble o construcción con flotadores, cisternas, figuras, etc. Otros relojes funcionaban con arena, fuego, incienso, velas, etc. Los antiguos monjes usaban la lectura nocturna y por turnos de la Biblia para calcular el paso de las horas y poder determinar los momentos de los diferentes rezos.

Tal vez, al principio sólo fue una distracción, contemplaban las estrellas y su disposición les hacía imaginar figuras e historias. Pero pronto encontraron una utilidad, algunos de esos fenómenos que se sucedían de forma periódica en el cielo: el lugar del horizonte por donde se ponía el Sol, las fases de la luna o las constelaciones visibles durante la noche, coincidían con otros de los que dependía su subsistencia: la recogida de los frutos, las migraciones de los animales o el tiempo de lluvias o de sequía. De este modo, el movimiento aparente de los cuerpos celestes: el Sol, las estrellas, la Luna o los planetas, ofrecieron a estos primeros hombres una referencia para ubicarse en el tiempo. Se conocen pocos detalles de cómo lo hicieron, no obstante se conservan algunos restos arqueológicos, como unos bastones y huesos, que datan de la glaciación que hace 20000 años se produjo en Europa, en los que algún hombre marcó líneas y horadó agujeros contando los días entre las fases de la Luna.

Más tarde, hace unos doce mil años, se produjo la que los arqueólogos han llamado "revolución neolítica" o "revolución agrícola". La forma de vivir de algunos hombres cambio de modo radical, de recolectores errantes pasó a asentarse en un territorio donde cultivaban sus alimentos.

EL RELOJ SOLAR

Y también necesitaron medir el paso del tiempo; la observación del Sol y de sus diversas posiciones en el cielo a lo largo del año permitió establecer el momento más adecuado para las diversas prácticas agrícolas.

La mente primitiva de aquellos seres humanos asoció el ciclo agrícola, del que dependía su supervivencia, con el de los cuerpos celestes y atribuyeron a los astros un poder extraordinario. Así, el Sol, regulador de la naturaleza y símbolo de vida, fue objeto de culto. Se pueden encontrar vestigios de ello en las más antiguas tradiciones populares:

La Navidad, en el solsticio de invierno (día que la semilla comienza a germinar en el surco) que fue celebrado por los campesinos con fuegos y sacrificios para alimentar al Sol recién nacido.

Las hogueras de San Juan, que coinciden con el solsticio de verano, festejaban el triunfo y la madurez del Sol.

Más que la aplicación práctica para la agricultura, que debido a las fluctuaciones meteorológicas es más bien irregular en sus actividades, fueron esas festividades y ceremonias religiosas, que acompañaban a las actividades agrícolas, las que impulsaron la invención de calendarios y el estudio de la astronomía (había que ser muy estricto con el servicio a los dioses). Ese conocimiento estuvo restringido a los sacerdotes que, como sus rituales señalaban en el tiempo los instantes favorables para las labores, gozaron de gran poder social.

Para organizar sus tareas religiosas y burocráticas, cada vez más complejas, en algunas civilizaciones del Oriente Medio y Norte de África, hace 4000 o 5000 años, se tuvo que dividir el día en partes. Primero lo hicieron los sumerios y más tarde los egipcios.

Los egipcios, alrededor de año 3500 a.d.C., alzaron obeliscos cuyas sombras indicaban el mediodía, y el día más largo y el más corto del año. Posteriormente añadieron más marcas en la base del obelisco para dividir el día en más partes. Fue hacia el siglo VIII a.d.C., cuando idearon el primer reloj de sol capaz de medir el paso de las horas. Este instrumento dividía el periodo del día con sol en 10 partes, a las que añadieron otras dos correspondientes al amanecer y al anochecer. Consistía en una varilla que hacía de base y otra perpendicular y horizontal sobre uno de los extremos, que proyectaba su sombra sobre las marcas horarias de la base. Por las mañanas se orientaba hacia el Este, girándose al mediodía hacia el Oeste para que indicase las horas de la tarde.

El astrónomo Babilonio Berosus, hacia el siglo III a.d.C., construyó un reloj de sol hemisférico. Hecho de madera o piedra consistía en una pieza cúbica con una cavidad hemisférica en la que se colocaba una varilla o estilete.

La sombra de este describía un arco cuya posición variaba con las estaciones, en la cara interna de la hemisfera se trazaban una serie de arcos, correspondientes a las estaciones, divididos en doce partes iguales, correspondientes a las doce horas de sol.   Inspirado en este reloj se ideó el hemiciclo, que ha sido utilizado hasta el siglo XIV.

Fueron los griegos (250 años a.d.C.) con sus conocimientos de geometría los que construyeron los primeros relojes de sol con un plano donde se proyectaba la sombra de una varilla o estilete. Sobre este plano, que podía ser vertical, horizontal o inclinado, se trazaban las líneas que indicaban la hora y las que indicaban la estación.

Los antiguos romanos, desde el punto de vista científico, no añadieron nada nuevo con respecto a la medición del tiempo, siguieron utilizando los relojes de sol desarrollados por los griegos. Según el ingeniero y arquitecto romano Vitruvio, se utilizaron al menos trece tipos distintos de relojes de sol.

La decadencia del Imperio romano y su caída a causa de las invasiones de los bárbaros, provocaron en Occidente un largo periodo de oscuridad intelectual. Es necesario esperar hasta el feudalismo para asistir a la difusión de los relojes de sol por el continente Europeo. Fue la orden religiosa de los benedictinos (529 d. de C.) y su esmero en cumplir con el horario que su fundador san Benito dictó, lo que estimuló a estos monjes en el estudio de la construcción de relojes de sol. Los primeros relojes de sol grabados en las fachadas de piedra de las iglesias y catedrales empiezan a aparecer a comienzos del siglo VIII. En el año 1000 se construyeron relojes solares horizontales para los que se utilizaron orificios en las bóvedas de las catedrales.

Hasta aquí, la duración de las horas que marcaban los relojes de sol dependía de la época del año, en invierno eran más cortas que en verano, no fue hasta el siglo XIV cuando se construyeron relojes con horas "iguales". En esta nueva clase de relojes se utilizó un estilete orientado, paralelo al eje de rotación de la Tierra. En las paredes de los edificios, realizados con la técnica del fresco, los relojes de sol ocupaban un lugar preferente y fue en el siglo XV cuando estos tuvieron su máximo esplendor.

RELOJ DE SOL ANALEMÁTICO

Se llama así al reloj de sol cuyo gnomon tiene que ser desplazado a lo largo del año según la declinación solar. Una variante consiste en desplazar la elipse que contiene las horas en lugar de desplazar el gnomon. En el primer caso se hablaría de un reloj analemático de gnomon móvil y en el segundo de gnomon fijo.

Los relojes analemáticos son muy adecuados para lugares públicos, patios de colegios, plazas, etc. porque pueden carecer de gnomon y de cualquier elemento que pueda resultar peligroso. Es el mismo observador quien situado de pie sobre la fecha correspondiente señala la hora con su propia sombra.

RELOJ DE SOL ÁNULO O ANULAR. Es el reloj inscrito en la superficie interior de un anillo. La hora viene marcada por un punto de luz que penetra por un pequeño orificio e incide sobre el trazado de fechas donde señala la hora. Es un reloj de los llamados “de altura”.

 RELOJ DE SOL AZIMUTAL: Es un reloj horizontal cuya hora se lee por medio de la sombra proyectada por un gnomon vertical sobre un trazado de líneas que indican el azimut del sol para cada hora de cada día.

RELOJ DE SOL BIFILAR: En lugar de gnomon tiene dos hilos fijos en el espacio. La  sombra producida por el cruce de los hilos da la hora.

 RELOJ DE SOL CILÍNDRICO

Reloj en el cual el trazado de las horas se ha realizado sobre una superficie cilíndrica. Podemos clasificarlos según la posición del cilindro en:

Cilíndrico paralelo al eje de la tierra: En este caso las líneas horarias serán rectas paralelas y pueden estar inscritas en el interior del cilindro en cuyo caso el gnomon estará formado por el mismo eje del cilindro. O pueden las líneas horarias estar dibujadas en el exterior cuya hora estará indicada por la misma línea de sombra del propio cilindro.

TIPOS DE RELOJES DE SOL

  Se acepta comúnmente que este tipo de relojes son ecuatoriales, siendo de tipo armilar en el primer caso. Sin embargo, si nos atenemos a las definiciones de reloj ecuatorial y reloj polar veremos que no hay ninguna razón que impida considerarlos como relojes polares ya que de hecho, su superficie es paralela al eje de la tierra.

Cilíndrico vertical: Se trata de un cilindro vertical orientado, con el gnomon paralelo al eje de la tierra como en cualquier otro reloj vertical. En este caso las líneas horarias están formadas por elipses.

RELOJ DE SOL DE ALTURA

 Nombre de todos los relojes o cuadrantes en los que la hora viene determinada por la altura del sol. Existen numerosos tipos entre los que cabe destacar:

Ánulos: descritos anteriormente. 

De pastor o cilindro: Formados generalmente por un cilindro en cuya superficie contiene un trazado de líneas rectas correspondientes al calendario y otras curvas correspondientes a las horas. La hora viene determinada por el extremo de una sombra vertical proyectada por un gnomon situado sobre la línea de fecha. Normalmente el gnomon puede escamotearse en el interior del cilindro ya que se trata de un reloj portátil o reloj de viaje. Aunque habitualmente los relojes de pastor son cilíndricos, también pueden ser planos o también poligonales. De plomada: Normalmente son los llamados originariamente “cuadrantes” cuya hora, (horas desiguales), por lo general. Para leer la hora hay que inclinar el reloj hacia el sol hasta conseguir que un rayo pase a través de unas pínulas y, en esta posición, la intersección del hilo de una plomada con la fecha correspondiente, señala la hora. Los más característicos son:

Quadrans vetus: Señala horas desiguales y el segmento donde van las fechas es desplazable.

Capuchino: las líneas horarias son paralelas.

Regiomontanus: líneas horarias paralelas

Della Volpaia: líneas horarias curvas.

De Apian: Es una variante del de Regiomontanus.

RELOJ DE SOL DE REFLEXIÓN: Reloj trazado en el techo de una habitación cuya hora viene indicada por un punto de luz reflejado por un espejo situado en una ventana. Curiosamente, en este caso quien señala la hora es el sol, precisamente, y no la sombra.

RELOJ DE SOL DE REFRACCIÓN: Dícese  del reloj trazado sobre una superficie en la que el rayo de sol es refractado al atravesar una capa de agua, cristal, plástico, etc.

 RELOJ DE LUNA: Estos relojes indican la hora solar o tiempo verdadero mediante la sombra proyectada por la luz de la luna. Los días de aprovechamiento de la luz lunar son los comprendidos entre las fases de cuarto creciente y cuarto menguante. Puede leerse la hora mediante un gráfico o tabla de correcciones o mediante un trazado de líneas adecuadas.

 DÍPTICO: Reloj portátil compuesto por dos hojas articuladas que al abrirse forman un ángulo recto en cuyas caras interiores llevan el trazado de un reloj  horizontal, o vertical, o ambos. El gnomon lo forma normalmente un hilo que al abrir el reloj queda tenso y puede adaptarse a distintas latitudes. La mayoría de dípticos llevan una pequeña brújula  incrustada para facilitar la orientación.

 RELOJ DE SOL ECUATORIAL: Todo el que tiene el plano paralelo al ecuador. 

RELOJ DE SOL ESFÉRICO

 Son los relojes trazados en una esfera. Pueden ser:

 Esférico o terrella: los trazados en el exterior de la esfera.

 Scaphe: los trazados en el interior de una semiesfera hueca.

RELOJ DE SOL HORIZONTAL: Se llama al reloj que tiene el plano horizontal y el gnomon tiene una inclinación igual a la Latitud del lugar.

 RELOJ DE SOL OBLÍCUO O INCLINADO: Es aquel que no es ni horizontal, ni vertical, ni ecuatorial ni polar, cuyo plano tiene cualquier otra inclinación.                       

RELOJ  DE SOL POLAR: Todo el que tiene el plano paralelo al eje terrestre.                          

RELOJ DE SOL VERTICA: Todo el que tiene el plano vertical. Puede ser orientado (a los cuatro puntos cardinales), o declinante. En los casos en los que están perfectamente orientados al Este o al Oeste, se llaman laterales o meridianos

1. investigación acerca del reloj solar.

2. Se Obtuvo los materiales necesarios para la elaboración del reloj solar.

3. Se colocó al aire libre un plato de unicel en un sitio que estaba expuesto al sol.

4. Procedimos a elaborar un bosquejo para tener la idea necesaria de su realización.

5. Perforamos la parte central inferior del plato con un popote de tal forma que se quedara parada en posición vertical.

6. Se marcó la primera hora trazando con un plumón permanente en donde la sombra del popote proyectara sobre la hora en la cual comenzamos los registros.

7. Ajustamos el cronometro para que suene a cada hora.

8. Se escribió el número de la hora a un costado de las líneas trazadas, por ejemplo cuando el cronometro suene a las 3 en punto, se escribe un 3 al costado de las líneas.

PROCEDIMIENTO

Ajustando el cronometro para que suene a cada hora

Investigando sobre el reloj solarSe realiza el bosquejo

Trazando las líneas de la hora

Se comprueba si el bosquejo funciona

Poniendo la hora indicada

La práctica se realizó con la finalidad de conocer la hora, y de ubicarnos en un entorno inexplorado, como petroleros es muy importante sabernos ubicarnos conforme al sol y de una forma básica como simples líneas tomando como referencia la posición del sol conforme a la rotación de la tierra.

Se elaboró un reloj solar y se comprobó mediante la orientación del sol, que sale del Oriente ocultándose en el Occidente; marcando de esta manera las horas, esto fue posible gracias a que se colocó en un punto en el cual, el sol irradiaba directamente hacia el reloj.

Gracias a la realización de esta práctica adquirimos conocimientos necesarios para hacer uso de ellos en la vida diaria.

CONCLUSIONES

https://es.wikipedia.org/wiki/ Reloj_de_sol#La_.C3.89poca_grecorromana

http://www.juntadeandalucia.es/averroes/~04000134/fisiqui/ relojsol/historia.htm

http://www.relojesdesol.com/modules.php? name=Content&pa=showpage&pid=5

http://www.bernisol.com/Menu/tiposderelojesdesol.htm

http://es.wikihow.com/construir-un-reloj-de-sol

BIBLIOGRAFIA