El Sol en el cielo y la sombra en la Tierra

[ariete1972]

Hola a todos,

Soy nuevo en este foro y lo cierto que no tengo muy claro si estoy formulando mi pregunta en el sitio correcto pero allá voy.

Me gustaria saber como calcular la sombra que generan los objetos en la Tierra en funcion de posición sobre la superficie terrestre, la fecha y la hora.

Es para un proyecto de arqitectura y necesitamos saber en que épocas del año y a que horas reciben luz solar directa las distintas paredes de un edificio. Esta información es importante para optimizar aislamientos y determinar una orientación y distribución óptima de los edificios.

Muchas a gracias a todos por vuestra ayuda.

Un saludo.

[procy]

Pues.... a ver...; tienes que considerar el sol com fuente luminosa puntual situada en el infinito y, por lo tanto, sus rayos de luz como paralelos.

El plano del sistema solar (ecliptica) dista angularmente del plano de nuestro ecuador 23 grados y 27 minutos...
Creo que buscando la distancia exacta a la que se encuentra la tierra en el dia que te interese ya seria cuestion de trigonometria...

Edito: vaya tonteria..., me he liado. Naturalmente si vamos a considerar el sol como puntual y en el infinito no tiene sentido saber la distancia...

Lo decia porque el sol no lo vemos siempre en el mismo plano, hay holgura; vamos, que en verano se levanta mas y en invierno menos...

[fjcb]

Buenas.

Jose Antonio Franco Taboada, arquitecto de A Coruña hizo su tesis doctoral sobre ese tema.

Está publicado, no recuerdo ahora si por la Escuela de Arquitectura ETSALC o por el Colegio de Arquitectos de Galciia (COAG).

Si quieres saber algo más, me mandas un privado.

[Alex]

Hola ariete! ¡No tenía ni idea de que pudiese relacionarse la astronomía con la arquitectura...! yo creia que los edificios se hacian encajonandolos en un solar y la orientación es lo de menos,... los promotores no creia que se preocuparan tanto de estas menudeces! menuda sorpresa me llevo!... Bueno no se si te podré aclarar alguna cosa (creo que lo mejor es que leas el doctorado que dice fjcb) pero bueno, igual le viene bien a alguien:

La altura maxima que alcanza el Sol siempre coincide en el momento de su culminación, y es cuando se encuentra exactamente en el SUR (en España) digamos que es el mediodia verdadero y depende exclusivamente de dos factores:

1.- Latitud del lugar terrestre
2.- Declinación del Sol (ésta varía desde -23º,5 en el solsticio de invierno a +23º5 en el de verano. En el equinoccio de primavera y en el de otoño, la declinación es 0º).

Para calcular la altura maxima del Sol, en España, donde cualquier punto presenta una latitud>|declinación del Sol| (por eso el Sol siempre culmina en España en el SUR) puedes utilizar:

h=90º-latitud+declinacion del Sol.

Ejemplo: latitud de Sevilla=37º. En Verano alcanzará una altura de h=90-37+23,5=76º,5 o sea, que cae a plomo! y en invierno h=90-37-23,5=30º Con este ángulo puedes calcular la longitud de las sombras por trigonometria pura y dura.

En cuanto a los puntos de salida y puesta del Sol, que no se si te servirán para algo, los puedes calcular fácimente aplcando:

cos(A)=-sen(declinacion del sol)/cos(latitud) donde A es el azimuth de la puesta del sol, contando desde el SUR. Siguiendo con el ejemplo de Sevilla, el día del comienzo de verano el sol saldra por:

cos(A)=-sen(23,5)/cos(37)=-0,499287927, arccos (-0,499287927)= 120º y al azimut de la salida sera 360-120=240º. Repito que esotos angulos son comenzando en el SUR (180º) por lo que traducido alnorte habra que restarle 180º es decir saldra por 240-180=60ºNorte y se pondra por 120-180=-60ºN=300ºN

Y por último, aunque esto es mas conocido, en los equinoccios de primavera y otoño, los dias son iguales a las noches, en los solsticios de verano los dias son mas largos que las noches y en el de invierno es al revés.

[EduardoLP]

Hola

Algo más práctico que liarte con cálculos sería que te descargues algún programa tipo WinStars, SkyMap, o Cartes du Ciel (por decir algunos gratuitos) y poniéndole tu latitud y longitud puedes ver hora a hora la altura y azimuth solar pidiendo la info. Puedes hacerlo para el 1ro y el 15 de cada mes y hora por hora, si quieres hilar más fino puede ser cada 5 días y cada 1/2 hora. En poco tiempo te harás una tabla.

Con esa tabla es inmediato saber o estimar los momentos del año en que da sol o sombra en un muro sabiendo su orientación, ya que conoces el azimuth solar en función de la hora y día o bien la dirección y longitud de la sombra de un objeto haciendo un sencillo cálculo trigonométrico.

Saludos
Eduardo

[EduardoLP]

Hola nuevamente

Me fijé en el SkyMaps (yo tengo uno viejito: el y si con botón derecho sobre el sol se le pide "About Sun" dá la altitud y azimuth pero lo bueno es que en el botón "ephemérides" se le puede pedir que tire una tabla al intervalo de tiempo que quiera el usuario y que liste Altitud y Azimuth, luego se copia y se puede pasar por ejemplo al Excel.

Si no te sale dame latitud y longitud y te hago una tabla para un año.

Saludos cordiales
Eduardo

[fjcb]

Imagino que precisamente lo que querrá es "el intríngulis" del sistema, los cálculos, etc. ya que se tratará de un trabajo académico o de investigación.

De hecho, la mayoría de pogramas que hacen simulaciones hiperrealistas de edificios sombrean en base a sistemas análogos. Y en ellos puedes elegir la localización geográfica, la hora, etc.

[ramsonian]

Por cierto, te recomiendo que te bajes de internet o consigas un ejemplar del CODIGO TECNICO DE EDIFICACION (CTE) que entró en vigor en abril.
Ese tema lo tiene bastante desarrollado y te da una normativa básica y unas tablas estupendas que te ayudarán mucho en la sección de: "Ahorro energético "

Editado:Aquí te lo puedes bajar gratuitamente (esa sección)

http://161.111.13.202/apache2-default/cte/CTE_DB-HE.pdf

[fjcb]

No entró en vigor en abril.

A partir de los 6 meses de su publicación en el BOE habrá que cumplir parte del CTE (DB-HE de ahorro energético, por ejemplo), y cuando se cumpla el año será de obligado cumplimiento en su totalidad.

Si está estudiando arquitectura seguro que eso ya se lo sabe.