Abaco Solar

El ábaco solar es un medio gráfico; a través del cual podemos determinar la manera como inciden los rayos solares con respecto a un punto, el cual llamaremos observador. La latitud de un punto en la tierra es el ángulo formado por el rayo que sale del centro de la tierra y que pasa por ese punto, con el plano del ecuador. La longitud de un punto sobre la tierra es el ángulo formado por el meridiano del punto y un meridiano fijo. El meridiano fijo será el de Greenwich.

EL ÁBACO SOLAR es un gráfico que representa la trayectoria del sol visto en un plano vertical y mirando hacia el sur. Este gráfico nos muestra la posición del sol en todo el año con sus diferentes azimuts y alturas. En nuestro país los rayos de sol inciden fuertemente sobre los habitantes y sus edificaciones, por lo tanto, si sabemos donde esta el sol en nuestro momento determinado, para nosotros seria fácil ocultarnos de el. Este gráfico tiene muchas aplicaciones, pero en este caso lo utilizaremos para determinar las protecciones solares que requieren las edificaciones en nuestra latitud.

Acimut o azimut es una palabra que proviene del árabe "as-sumut" (la dirección, el cenit) Se denomina cenit, cénit o zenit a la intersección entre la vertical del observador y la esfera celeste. Es decir: si se imagina una recta que pasa por el centro de la Tierra y por nuestra ubicación en su superficie, el cenit se encuentra sobre esa recta, por encima de nuestras cabezas. Es el punto más alto del cielo. El punto diametralmente opuesto de la esfera celeste al cenit se denomina nadir.

Ejemplo de uso Procedimiento básico.

paso 1.

TOMAMOS EL DÍA Y LA HORA Y TRAZAMOS UNA RECTA DESDE EL CENTRO DEL ÁBACO HASTA LA INTERSECCIÓN DE ESTAS, ESO NOS DARÁ LAS UNIDADES POR LA CUAL HAY QUE MULTIPLICAR LA ALTURA DE LOS DISTINTOS VÉRTICES DE LA EDIFICACIÓN O SOLIDO. EN EL EJEMPLO TENEMOS:

A = 2,20 LONGITUD Y DIRECCIÓN DE LA SOMBRA ARROJADA POR CADA UNIDAD DE ALTURA EL DIA 21 DE NOVIEMBRE A LAS 8 AM. SE ENCUENTRA UNIENDO EL CENTRO DEL ÁBACO CON EL PUNTO DE INTERSECCIÓN ENTRE CURVA DEL MES DE NOVIEMBRE Y LA RECTA DE LA HORA 8 AM.

paso 2

TOMAMOS LA PLANTA DE NUESTRO SOLIDO Y PROYECTAMOS LA PARALELA TRAZADA EN EL ABACO A CUALQUIERA DE LOS VERTICES DEL SOLIDO, MULTIPLICANDO LAS UNIDADES OBTENIDAS EN EL ABACO POR LA ALTURA EN EL VERTICE DEL PUNTO DONDE LA COLOCAMOS, EJEMPLO: A' = 44,00 MTS, LONGITUD DE SOMBRA QUE ARROJA UN EDIFICIO DE 20,00 MTS. DE ALTURA. (20,00 x 2,20 = 44,00 MTS) A' SERA SIEMPRE PARALELA A A Y A TODOS LOS ÁNGULOS DEL VOLUMEN, SOLO QUE LO QUE VARIA SERIA SU ALTURA B = 14,75 MTS. LONGITUD DE DE LA SOMBRA MEDIDA NORMAL A LA FACHADA. AL UNIR TODAS LAS LINEAS DE LAS DIFERENTES PROYECCIONES DE CADA ANGULO DEL SOLIDO.

paso 3

C = ANGULO QUE FORMA LA LONGITUD B Y LA ALTURA DEL EDIFICIO EN LA FACHADA SO., MARCA LA INCLINACIÓN DE LOS RAYOS SOLARES. OSEA LA LINEA MÁXIMA ENTRE LA ALTURA DEL SOLIDO CON RESPECTO A LA PROYECCIÓN MÁXIMA DE SOMBRA ARROJADA EN PLANTA. EN LA FACHADA ASOLEADA, EL MISMO ANGULO C ES EL ANGULO DE PENETRACIÓN POR LAS ABERTURAS DEL EDIFICIO Y PROYECCIÓN DE ESTAS SOBRE OTROS SÓLIDOS.

A CONTINUACIÓN TIENEN LAS LATITUDES REFERENCIALES DE LAS PRINCIPALES CIUDADES DE VENEZUELA A LA QUE PUEDEN CALCULAR LA INSOLACIÓN DE SU VOLUMEN CON LOS ÁBACOS

CORRESPONDIENTES PUBLICADOS AL FINAL DEL ARTICULO.

Latitud de las ciudades capitales de Venezuela

Ciudad Latitud/Norte Ciudad Latitud/Norte

Barcelona 10º 17 ' Maracay 10º 15 '

Barinas 08º 37 ' Maturín 09º 45 '

Barquisimeto 10º 14 ' Mérida 08º 36 '

Caracas 10º 30 ' Puerto Ayacucho 05º 36 '

Ciudad Bolívar 08º 08' San Carlos 09º 38 '

Coro 11º 25 ' San Cristobal 07º 49 '

Cumaná 10º 28 ' San Felipe 10º 20 '

Guanare 09º 02 ' San Fernando de Apure 07º 54'

La Asunción 11º 02 ' San Juán de los Morros 09º 51'

La Guaira 10º 37 ' Trujillo 09º 21'

Los Teques 10º 20 ' Tucupita 09º 02 '

Maracaibo 10º 34 ' Valencia 10º 10 '

Puerto Cabello 10º 30 ' Maiquetía 10º 36 '

Colonia Tovar 10º 25 ' Porlamar 10º 08 '

Guanare 09º 05 ' Güiria 10º 35 '

¿Para qué me sirve un ábaco solar? Con la información que nos suministra cada ábaco para la latitud indicada, estaremos en condiciones de realizar los siguientes estudios y cálculos:

• Establecer criterios de orientación de edificios en localidades específicas.

• Estudios de sombras exteriores en conjuntos arquitectónicos.

• Ubicación y orientación de captadores de energía solar.

• Soleamiento de fachadas en edificaciones.

• Penetración de la radiación directa del sol en los espacios interiores a través de las aberturas en paredes y techos.

• Diseño de los elementos de protección solar.

¿Qué información obtengo de un ábaco solar?El ábaco solar nos suministra de una manera gráfica, fácilmente transferible a planos, la siguiente información para una localidad determinada, a la hora y fecha que se desee

• La dirección y longitud de las sombras arrojadas sobre el plano horizontal un elemento vertical de dimensiones conocidas.

• El ángulo de incidencia de los rayos solares sobre un plano cualquiera.

• El ángulo horizontal y vertical con el que penetran los rayos solares por una abertura cualquiera.

• Las horas de incidencia solar sobre un plano determinado.

¿Cuál es el significado de las líneas y otros elementos del ábaco?En cada ábaco encontramos representados los datos siguientes:

• La identificación del ábaco en el rótulo que indica la latitud para la cuál fue elaborado cada gráfico.

• La orientación cardinal graduada del ábaco en el borde del marco.

• Las líneas curvas que representan los meses del año para una fecha que varía entre los días 21, 22 y 23.

• Las líneas rectas convergentes que indican la hora geográfica (no la hora legal) entre las 7 am y las 5 pm.

• El centro del ábaco, en donde se levanta un elemento virtual lineal vertical (gnomón) de una longitud igual a una unidad de altura.

• Una escala gráfica en segmentos de círculos concéntricos a partir del punto central, graduada en unidades de altura y décimas de unidad. Sobre esta escala se obtendrá la longitud de la sombra arrojada por cada unidad de altura.

¿Cómo obtengo la información básica mediante el ábaco?El primer paso es seleccionar el ábaco que más se aproxime a la latitud del sitio en donde se va ha hacer el estudio (En esta página solo se presentan los ábacos para las latitudes que corresponden a Venezuela).

• La sombra proyectada sobre el plano horizontal en un mes y a una hora específica se construye trazando una línea recta desde el punto central del ábaco hasta el punto de cruce de la recta de la hora con la curva del mes.

• La longitud de la sombra se obtiene leyendo sobre la escala gráfica concéntrica en unidades de altura.

• La lectura de la dirección de la sombra se encuentra en la prolongación de ésta sobre la escala graduada en el marco del diagrama.

Aquí les dejo varios ábacos que podemos utilizar con diferentes latitudes, busquemos las ciudades principales o cualquiera en Venezuela y lo referimos al ábaco que mas se aproxime. espero sea de su utilidad y agrado la información y dejen sus comentarios.