Simulador de Analemas

Qué es un analema

Si se fotografía el Sol desde el mismo lugar y a la misma hora del reloj a lo largo de un año, su posición en el cielo no se repite: sube y baja con las estaciones y, además, se adelanta y se atrasa algunos minutos respecto de la hora. Superpuestas, las tomas dibujan una curva cerrada en forma de ocho que se denomina analema.

El recorrido vertical se debe a la inclinación del eje terrestre: la declinación del Sol oscila entre +23,4 y −23,4 grados, así que el ocho mide unos 47 grados de alto. El desplazamiento lateral es la ecuación del tiempo, la diferencia entre la hora que marca el reloj, basada en un Sol medio que avanza siempre al mismo ritmo, y la posición del Sol verdadero. Esa diferencia llega a unos 16 minutos, que equivalen a 4 grados. Tiene dos causas que se suman: la misma inclinación del eje y la excentricidad de la órbita, que hace que la Tierra se mueva más rápido cerca del perihelio, a comienzos de enero. Por eso los dos lóbulos del ocho no son iguales.

La hora y el horario de verano

Todas las tomas deben hacerse a la misma hora de un huso fijo. Si a mitad del año el reloj se adelanta una hora por el horario de verano, el Sol aparece 15 grados más lejos sobre su recorrido diario y el analema queda partido en dos tramos. Por eso la simulación trabaja con un huso horario constante, y el reloj de la cámara debe mantenerse en la hora estándar todo el año.

La hora elegida define la orientación. Cerca del mediodía solar el ocho queda vertical, y a media mañana o a media tarde aparece inclinado y más cerca del horizonte, lo que permite incluir el paisaje en la toma. El dato de hora solar media indica a qué momento del día solar corresponde la hora de reloj elegida en esa longitud.

Solsticios, equinoccios y el cruce del ocho

Los extremos superior e inferior del ocho corresponden aproximadamente a los solsticios, pero no coinciden de manera exacta: con la hora fija, la ecuación del tiempo desplaza el punto más alto o más bajo algunos días. Las fechas de la simulación son los instantes astronómicos, calculados a partir de la longitud eclíptica del Sol.

Los equinoccios tampoco están en el cruce del ocho, como suele creerse: con declinación cero, quedan a media altura, sobre los lados del lóbulo mayor. El cruce ocurre a mediados de abril y a fines de agosto, cuando el Sol pasa por la misma declinación con el mismo valor de la ecuación del tiempo.

Distribución temporal y espacial

Con la distribución temporal las tomas se hacen con un intervalo fijo de días. Como el Sol cambia de declinación mucho más rápido cerca de los equinoccios, de hasta 0.4 grados por día, que cerca de los solsticios, los discos quedan separados en los lados del ocho y amontonados en los extremos.

La distribución espacial reparte las tomas según la distancia recorrida sobre la curva, para que los discos queden a una separación regular. El costo es un calendario irregular, con intervalos más cortos cerca de los equinoccios y más largos cerca de los solsticios. En ambos casos las fechas se redondean al día entero, así que la separación nunca es perfectamente uniforme.

Una toma perdida por nubes no siempre es grave: cerca de los solsticios un día de diferencia apenas mueve el disco, mientras que cerca de los equinoccios lo desplaza casi un diámetro.

La vista de la cámara y la focal

La simulación usa una proyección gnomónica, que es la que produce un objetivo rectilíneo. La cámara se supone nivelada, de modo que el horizonte sale recto. El disco del Sol se dibuja en escala real, de medio grado de diámetro, y la altura incluye la refracción atmosférica.

La focal máxima es la más larga que permite encuadrar el analema completo, con un margen, para el sensor y la orientación elegidos. Cuando es posible, se busca además la inclinación que deja el horizonte dentro del cuadro. Si el analema queda muy alto, cerca del cenit, no hay objetivo rectilíneo que lo abarque junto con el horizonte, y se sugiere la focal sólo para el analema.

Consejos prácticos

Nunca apuntar la cámara al Sol sin un filtro solar adecuado, siempre colocado delante del objetivo, y no mirar por el visor óptico. La cámara debe quedar exactamente en la misma posición y orientación durante todo el año: lo ideal es un soporte fijo, y si no, marcas de referencia que permitan ubicarla con precisión. Conviene trabajar en modo manual, con el enfoque, la exposición y el balance de blancos fijos.

La mayoría de los analemas se componen con una toma adicional del paisaje, hecha sin filtro y con la misma posición de la cámara, sobre la que se superponen los discos. El calendario de tomas se puede descargar en formato CSV para cargarlo en una agenda o imprimirlo.