El reloj solar del Centro de Física Aplicada y Tecnología Avanzada de la UNAM


Figura 1. Fotografía del reloj solar horizontal del CFATA-UNAM, diseñado por Achim M. Loske.

El reloj solar del Centro de Física Aplicada y Tecnología Avanzada de la UNAM (CFATA), ubicado en uno de sus jardines centrales (ver figura 1), fue diseñado para conmemorar los 10 años de la creación del Centro. Tiene una carátula horizontal de aproximadamente 6 x 6 metros. A lo largo del día, la sombra del canto superior de su indicador, de cinco metros y medio de largo, se mueve sobre la carátula, mostrando tres tipos de hora diferentes (ver figura 2).


Figura 2. Carátula del reloj solar monumental del CFATA-UNAM.

La escala con números romanos marca la hora solar en el CFATA. El mediodía astronómico corresponde al instante en que la sombra del indicador cae sobre el número XII. La escala con números arábigos que se encuentra arriba de la escala con números romanos marca la hora solar `local' en el horario de verano. La segunda escala con números arábigos marca la hora solar `local' en el horario de invierno. Entre la escala para el horario de verano y la correspondiente al horario de invierno hay una hora de diferencia. La hora indicada en las escalas con números arábigos coincide con la hora local (la hora señalada por nuestros relojes de pulso) solamente el 15 de abril, el 15 de junio, el 1o de septiembre y el 25 de diciembre, que son los cuatro días marcados con puntos rojos en la gráfica denominada “ecuación del tiempo” (Fig. 3). Para los demás días del año, se debe sumar o restar la cantidad de minutos que, de acuerdo a la fecha, aparece en esa gráfica. Por ejemplo, el 1° de abril deben sumarse 4 minutos a lo que indica el reloj solar para obtener la hora local (punto azul). Esto surge ya que el reloj solar se basa en el movimiento aparente del Sol, que no es constante. Como la órbita terrestre es una elipse, la Tierra se mueve más veloz cuando se acerca al Sol (perihelio) y más despacio cuando se aleja de él (afelio), produciéndose una variación de la hora solar con respecto a la hora local. Esta variación puede ser de hasta 16 minutos. La hora local, usada en nuestra vida cotidiana, surgió por razones prácticas e históricas y, por definición, es constante.

Los puntos verdes en la ecuación del tiempo (ver figura 3) muestran los equinoccios de primavera (21 de marzo) y otoño (23 de septiembre), así como los solsticios de verano (22 de junio) e invierno (22 de diciembre).


Figura 3. Ecuación del tiempo: Gráfica que muestra la cantidad de minutos que, dependiendo de la fecha, se le deben sumar o restar a la hora que indican las escalas con números arábigos para obtener la hora local.

El canto superior del indicador es paralelo al eje de rotación de la Tierra. Debido a ello su inclinación con respecto al suelo equivale a la latitud geográfica del CFATA (20.7 grados). A lo largo del día, la sombra que proyecta la punta del indicador traza una hipérbola. En el solsticio de verano, la sombra del indicador es más corta y en el solsticio de invierno es más larga.

Debido a que la Tierra gira sobre su eje, la hora depende de nuestra posición sobre la Tierra. Si dividimos los 360 grados de la Tierra en franjas de quince grados, obtendremos 24 divisiones idénticas (ver figura 4). Notemos que cuando es el mediodía astronómico para una persona en el punto marcado con el número 1, para una persona en el 2 aún falta una hora, mientras que para otra, en 3, su mediodía ocurrió una hora antes. Los lugares situados sobre el mismo meridiano tienen la misma hora solar (puntos 1,4 y 5).


Figura 4. Esquema simplificado de los 24 husos horarios.

La longitud geográfica del CFATA es 100 grados 26 minutos 49 segundos oeste, sin embargo, el meridiano que rige la hora en el centro del país es el meridiano 90 grados oeste, que se encuentra a más de 10 grados (cientos de kilómetros), por lo que existe una diferencia de aproximadamente 42 minutos entre el mediodía astronómico de Juriquilla y el mediodía astronómico del meridiano 90 grados oeste. Observe que la escala superior de números arábigos está desplazada 42 minutos con respecto a la de números romanos.

Los signos del zodiaco en la base del indicador únicamente tienen fines ornamentales. A diferencia de los demás relojes, incluyendo los más modernos y precisos, los solares son capaces de determinar la hora, es decir, no es necesario ajustarlos con otro reloj.

La visita a este reloj está abierta a todo público. También le recomendamos visitar la exposición permanente de relojes solares Ars Temporis de Lothar M. Loske en la Biblioteca del Centro Académico Cultural de la UNAM en Juriquilla, Querétaro.

La construcción del reloj solar fue financiada por la Coordinación de la Investigación Científica de la UNAM y el CFATA. Por orden alfabético se agradece el apoyo del Dr. Remy Ávila, el Arq. Pedro Beguerisse, el Dr. Harald Böhnel, el Dr. Víctor Castaño, el Arq. Víctor Castillo, el Dr. Miguel de Icaza, el M. en C. Francisco Fernández, la D.I. Viviana Jiménez, la D.I. Mariana Larrañaga, la Fis. Rosa Elena López Escalera, el Ing. Javier Maya, el Ing. Jesús Orozco, el D.I. Ismael Ortiz, el Dr. Ramiro Pérez y el Sr. René Preza.