Hora
solar. Ecuación del Tiempo.
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Hemos
definido el día como el intervalo de tiempo transcurrido entre dos pasos
consecutivos del Sol por el meridiano del lugar. Se considera dividido en 24
horas; cada hora, en 60 minutos; y cada minuto, en 60 segundos. La regularidad
de este movimiento
se ha aprovechado desde la Antigüedad para medir el tiempo con el llamado reloj
de Sol: artilugio capaz de detectar el movimiento angular del Sol, mediante la
sombra de una varilla o elemento similar, para determinar la hora. Hemos de
tener en cuenta que 360o en ángulo corresponden a 24 horas de tiempo
solar y, por tanto, 15o equivalen a 1 hora (ver tabla). Además, se
considera que es el mediodía (12 horas) cuando el Sol pasa por el meridiano del
lugar.
Como el día solar así
definido no presenta la misma duración a lo largo del año, se toma como base
el día solar medio, que sí es un período constante, definido a partir de un
Sol ficticio que se mueve uniformemente por el Ecuador celeste –completando
una vuelta en un año, como el Sol verdadero–.
La diferencia entre la hora
solar verdadera y la media se denomina Ecuación del Tiempo y sus valores, unos
positivos y otros negativos, pueden llegar a poco más de un cuarto de hora. Se
cumple:
| Hora Solar Verdadera (HSV) – Hora Solar Media (HSM) = Ecuación del Tiempo (ET) |
Tabla aproximada de la ET (en minutos):
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ET (min) |
Del 1 al 10 | Del 11 al 20 | Del 21 al 30 |
| ENERO | – 5 | – 9 | – 12 |
| FEBRERO | – 14 | – 14 | – 13 |
| MARZO | – 11 | – 9 | – 6 |
| ABRIL | – 3 | 0 | 2 |
| MAYO | 3 | 3 | 3 |
| JUNIO | 1 | 0 | – 2 |
| JULIO | – 4 | – 6 | – 6 |
| AGOSTO | – 6 | – 4 | – 2 |
| SEPTIEMBRE | 1 | 5 | 8 |
| OCTUBRE | 11 | 14 | 16 |
| NOVIEMBRE | 16 | 15 | 13 |
| DICIEMBRE | 9 | 5 | 0 |
Una
forma práctica de ver el desfase entre tiempo medio y verdadero es fotografiar
el Sol a la misma hora de reloj de pulsera (no tengas en cuenta el horario de
verano) todos los días del año. La figura obtenida se parece a un ocho,
y se denomina analema. Graduada convenientemente, representa una forma
particular de ver la gráfica de la Ecuación del Tiempo. La componente vertical
tiene que ver con la variación en la declinación del Sol a lo largo del año,
mientras la horizontal está ligada a la Ecuación del Tiempo.
El analema no se estudia sólo por mera curiosidad, sino que su
proyección puede utilizarse en los relojes de Sol para sustituir a las líneas
horarias y así poder leer directamente la hora oficial.
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Hemos preparado un applet Descartes 3D que nos proyecta el analema al mediodía en un plano polar y dibuja la gráfica de la Ecuación del Tiempo. También se puede seleccionar un día del año y calcular aproximadamente el valor de la ET. Hay múltiples algoritmos para llegar a dicho valor; nosotros hemos utilizado la siguiente expresión (resultado en segundos de arco):
