Marca del Polo Sur 2014

Marca del Polo Sur 2014

Como ya sabréis a estas alturas, la masa de hielo en la que se asienta la base Amundsen-Scott en el Polo Sur se desplaza unos 10m al año en dirección Oeste (meridiano 40W, http://www.ngs.noaa.gov/GRD/GPS/Projects/SOUTH_POLE/south_pole.html) (ya sabéis también que aunque allí todas las direcciones son Norte, se definen direcciones N,E,S,O según los meridianos 0,90,180 y 270). Eso hace que la marca que indica los 90 grados Sur se desplace continuamente. Por ese motivo, cada 1 de Enero se recoloca en la posición exacta y se celebra una ceremonia en la que se desvela un nuevo diseño para ese año. También sabéis que el diseño lo realizan los Winter Over del año anterior y se fabrica allí durante el invierno.

El pasado 1 de Enero de 2014 se presentó la nueva marca. Fue diseñada por el Winter Over Dana Hrubes, un histórico que en 2013 pasó su séptimo invierno a cargo del telescopio SPT. La marca fue fabricada por el mecánico Steele Diggles. En esta ceremonia se retiró la marca del 2013, en la que figuraba la firma de los que fuimos Winter Overs del 2012 y se colocó en la vitrina que hay en el interior de la base con todas las marcas que aún se conservan. (http://www.eldiamaslargodemivida.com/es/2013/02/11/destripando-la-marca-del-polo-sur/)

El diseño es muy interesante, representa un reloj solar. Correctamente posicionado puede marcar la hora durante los 6 meses en que luce el Sol allí (o al menos en los días en que está visible). El propio Dana describe el significado de la marca. También explica cómo orientar la marca con el meridiano de Nueva Zelanda y verter agua para que al congelarse deje fija la marca (y así no se mueva o la roben! Según sus propias palabras). Se han grabado las horas tanto para el huso de Nueva Zelanda como para el Universal.

Os cuento la descripción que hace Dana del significado de la marca y del proceso de fabricación con un montón de curiosidades, haciendo una traducción libre del documento que presentó en el concurso de Winter Overs (sólo añado alguna nota mía entre corchetes).

Un reloj solar ecuatorial es el reloj solar más sencillo. Consta de una superficie que se alinea con el ecuador celeste y un gnomon [el palito que hace sombra] que es perpendicular a la superficie y apunta a polo Norte o Sur celeste. Obviamente sólo hay dos lugares en el planeta en que la superficie del reloj es horizontal a la superficie y por tanto, el gnomon vertical a ella, son los Polos Norte y Sur geográficos. Eso hace que un reloj de sol ecuatorial sea ideal para un sitio como el Polo Sur, aunque sólo pueda usarse durante 6 meses al año. El reloj está marcado con muescas cada 15 grados para indicar cada hora, ya que allí el Sol gira 360 grados en 24h.

En la marca para el 2014 se ha grabado también la ecuación del tiempo para los 6 meses en que es útil el reloj. La ecuación del tiempo corrige la hora solar (marcada por la sombra del Sol en ese instante) para dar la hora real (que es la que marcan los relojes). La ecuación del tiempo se basa en la analema, que es la curva que representa la posición del Sol a lo largo del año si la registramos siempre a la misma hora [con un reloj normal].

Hay dos motivos por los que se produce esta analema:

1)      La órbita de la Tierra no es circular. Entre el 4 y 5 de Julio es cuando está más lejos y se mueve más despacio.  A partir de ahí se acelera hasta el 2 o 3 de Enero en que la Tierra está más cerca del Sol y se mueve más deprisa. Esta aceleración y deceleración hace que la hora indicada por la posición del Sol se desvíe respecto a la hora Estándar, es decir, la que marcan los relojes y que sí fluye a ritmo constante.

2)      El eje de rotación de la Tierra está inclinado respecto al plano de traslación en 23.46 grados. El Sol y los planetas se desplazan por una línea celeste llamada eclíptica que está desplazada respecto al ecuador celeste dando lugar a un movimiento no uniforme de la posición del Sol sobre la eclíptica.

Estos dos efectos se suman para dar lugar a la ‘ecuación de tiempo’ antes mencionada. [Recuerdo perfectamente este efecto durante el verano cuando el Sol entraba con la estrecha ventana del pasillo donde estaba mi habitación e iluminaba el pasillo. La luz sólo era paralela al pasillo a una determinada hora del día, pero esta hora no era siempre la misma, podía variar unos cuantos minutos a lo largo de las semanas, tal como predice precisamente la ecuación del tiempo.]

El reloj ‘adelanta’ en Mayo y entre Septiembre y Diciembre (16 minutos a comienzos de Noviembre) y retrasa entre Enero y mitad de Abril y desde mitad de Junio hasta principios de Agosto (14 minutos a mitad de Febrero).

Ecuación del tiempo para el Polo Sur. Credit: http://www.southpolestation.com/trivia/equatorial_sundial_2014_pole_marker.pdf

Ecuación del tiempo para el Polo Sur. Credit: http://www.southpolestation.com/trivia/equatorial_sundial_2014_pole_marker.pdf

Es decir, el efecto es mayor en Febrero y Noviembre cuando la analema es más amplia y se anula a mitad de Abril, mitad de Junio, principios de Septiembre y finales de Diciembre.  En la marca del Polo Sur para el 2014 junto con la ecuación del tiempo se ha puesto un signo ‘+’ para indicar que en esa fecha el reloj solar adelanta (y por tanto hay que restar lo que indique la ecuación a la hora que indique la sombra) y un signo ‘-‘ para indicar que el reloj atrasa (y por tanto hay que sumar lo que indique la ecuación a la hora que indique la sombra). [en el documento adjunto se ven gráficas donde se entiende esto mejor: http://www.southpolestation.com/trivia/equatorial_sundial_2014_pole_marker.pdf].

CONSTRUCCIÓN

La pieza principal del reloj está hecha a partir de un bloque de 5 pulgadas de bronce. Se eligió este material por su lustre, color, resistencia a la corrosión, disponibilidad [allí en el Polo], apariencia general y mecanizabilidad. Para poder grabar la parte superior del reloj el elemento principal se construyó en dos piezas separadas y ensambladas de forma que no se viera la junta. La parte central del reloj es de cobre y en ella se grabó el perfil de la Antártida. El surco se llenó con soldadura de Estaño-Plomo y pulido para resaltar el color plateado sobre el cobre. Sobre la pieza de cobre se colocó una rosa de los vientos tallada a partir de una única pieza de latón. El gnomon que sale de la rosa de los vientos está hecho de carburo de tungsteno y en la punta se soldó una bolita de acero.

Finalmente se fusionaron la parte de bronce y la de cobre fundiendo la primera para que se hundiera en ella la de cobre. El resultado es una unión permanente y sin fisuras de todas las partes.

INSTALACIÓN

El poste con la marca debe enterrarse en la nieve para que el reloj quede a una altura que facilite la lectura (puede hacer falta un taladro para ello) además, debe quedar tan vertical como sea posible. Hay que alinear la marca 00GMT del reloj con el meridiano 0 (dirección Norte) para que la hora sea correcta.

En lugar de determinar la posición exacta del meridiano cero basta girar el reloj hasta que la sombra marque la hora correcta de Nueva Zelanda (NZDT) [recordar que esta es la hora oficial en el Polo Sur].

Se recomienda verter un cubo de agua sobre la base del poste una vez fijada esta posición para evitar que se mueva posteriormente o que pueda ser robada.

INFORMACIÓN IMPORANTE PARA LEER EL RELOJ

La mejor forma de leer la sombra es mirar a la sección vertical entre el centro rebajado y la cara con la numeración del reloj.

¿Por qué se ve tan mal la sombra?

Durante la fabricación, en mitad de la oscura noche polar, se creyó que la superficie del reloj reflejaría la luz de forma suficientemente difusa como para que la sombra del gnomon y el reflejo del Sol pudiesen distinguirse. Sin embargo, el pulido de la superficie de bronce del dial la convierte prácticamente en un espejo. De esta forma, la sombra se refleja exclusivamente en la dirección opuesta a la dirección de incidencia del Sol, no se difunde, y la débil cantidad de sombra que se difunde hasta tus ojos queda en cualquier caso enmascarada por el reflejo de la luz del Sol. Si la superficie del dial se corroe con el paso del tiempo o se la trata para hacerla más rugosa, la sombra será más fácilmente visible.

No os perdáis las fotos de la entrada de Bill Spindler sobre la ceremonia y del propio documento de Dana con todas las fases de la fabricación. Una de las cosas que me gustan de estas descripciones es que no sólo nos acercan a la vida en el Polo Sur, sino que nos permiten introducir conceptos de Astronomía, Física o Matemáticas. En esta entrada no se ha hecho ningún desarrollo, pero puede servir de punto de partida para trabajar con chavales de distintas edades. Como sé que hay profesores y estudiantes de ESO y Bachillerato siguiendo esta página, os propongo seguir profundizando en este tema. Cualquier comentario/pregunta/sugerencia, serán como siempre bien recibidos.

Links:

–          http://www.southpolestation.com/trivia/2013marker.html

–          http://www.southpolestation.com/trivia/equatorial_sundial_2014_pole_marker.pdf

–          http://www.ngs.noaa.gov/GRD/GPS/Projects/SOUTH_POLE/south_pole.html

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