APARATO:

(*) HELIOGRAFO DE CAMPBELL-STOKES

AUTOR: Ramón Baylina y Fernando Llorente Martínez
LUGAR: Sort, Lérida y Ciudad Universitaria, Madrid.
DESCRIPCIÓN:

Se llama insolación absoluta el tiempo durante el cual el sol ha brillado en el cielo en el transcurso de un período determinado: un día, un mes o un año.
También interesa calcular la insolación relativa, o sea, la relación entre la insolación absoluta y el número de horas que el sol haya permanecido durante el mismo período sobre el horizonte. El valor de ésta no llega en ningún caso al 100%, puesto que en las inmediaciones del horizonte los rayos solares, debiendo atravesar las capas más turbias y densas de la atmósfera, y precisamente en sentido tangencial, llegan tan debilitados que no actúan sobre el aparato de medida; los primeros y los últimos momentos del día carecen sitemáticamente de sol. (Esto no es un dfecto de método, pues siempre que los rayos solares carecen de fuerza para actuar sobre el aparato, carecen también de eficacia para todo lo demás).
Para medir la duración de la insolación se usa el aparato llamado heliógrafo o heliofanógrafo. El utilizado en los Observatorios es el de Campbell-Stokes, que consiste en una esfera de vidrio que actúa como una lente convergente en cualquier dirección que reciba los rayos solares. El foco se va a formar sobre una banda estrecha de cartulina arrollada concéntricamente con la esfera. y metida entre dos ranuras de un soporte apropiado. Por su cara interna este soporte lleva tres sistemas de tales ranuras, destinados a los tres tipos de banda. que deben usarse, según la época del año, para acomodarse a los desplazamientos del sol en declinación: la banda recta se coloca en el centro y sirve durante la época de los equinoccios (marzo y septiembre); la curva larga se coloca en la parte inferior y corresponde al verano, mientras que la corta se coloca en la parte superior durante los meses de invierno.
Dichas bandas llevan impresos una serie de trazos que representan horas. Cuando el sol brilla, su imagen focal quema la cartulina, de modo que si durante todo el día ha brillado sin interrupción deja marcado sobre la banda de cartulina un surco taladrado continuo desde la hora de la salida hasta la de la puesta. Cada vez que pasa una nube el surco se interrumpe durante mayor o menor tiempo.
El eje del instrumento debe ser paralelo al eje del mundo y su plano de simetría debe coincidir con el meridiano. Para conseguir lo primero el soporte de la banda puede deslizar sobre una pieza en forma de arco graduado, y que lleva una marca que hay que hacer coincidir cono la indicación correspondiente a la latitud de la estación. Para lo segundo debe orientarse de tal manera que con la banda puesta a mediodía "verdadero", la imagen del sol debe formarse sobre el trazo de las doce horas.
La banda se cambia al anochecer, después de puesto el sol. Para saber cuántas horas ha brillado durante el día no hay más que sumar todos los segmentos de surco y medir la longitud obtenida, tomando por unidad la que representa una hora sobre la misma banda, teniendo en cuenta que en las bandas curvas los trazos no son paralelos, sino convergentes, y que, por tanto, el intervalo de una hora debe apreciarse a la misma altura donde aparece el surco quemado.
También hay que tener presente que cada segmento de surco aparece redondeado por sus extremos y que la longitud válida es solamente la que va de centro a centro de esos círculos terminales.
Los velos de nubes altas muchas veces no impiden que los rayos solares conserven fuerza suficiente para quemar la cartulina, pero también puede ocurrir que lleguen a taladrarla; mientras sea visible claramente la huella del foco debe contarse como verdadera insolación.
Este heliógrafo tiene el incoveniente de que sus indicaciones dependen de la calidad de la cartulina empleada y de las características ópticas del vidrio. Por consiguiente, proporciona solamente un índice muy útil y muy importante, pero carece de los atributos de una verdadera magnitud medible.

MANTENIMIENTO: Mantener la esfera de cristal limpia para evitar interferencias en el quemado de las bandas.
Evitar todas las interferencias que puedan dar sombra al aparato.

E = esfera de cristal.
B = portabandas.
En la imgaen de la derecha están representadas las bandas de cartulina que se utilizan:
inferior = curva corta para invierno.
central = recta para primavera y otoño.
superior = curva larga para verano.

(*) Pinchando en la foto de la izquierda se abrirá una nueva página con otra imágen ampliada.Bandas utilizadas en un heliógrado de Campbell-Stokes. Heliógrafo de Campbell-Stokes.