UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTAFACULTAD DE INGENIERA ESCUELA ACADMICA PROFESIONAL DE ENERGA

DETERMINACIN DE LATITUD, LONGITUD Y DECLINACIN SOLAR EXPERIMENTALMENTE

I. OBJETIVO: Determinar las direcciones de coordenadas. Determinar la latitud , declinacion y la longitud de la loza solar de la Universidad Nacional del Santa.

II. FUNDAMENTO TERICO:Para un mayor conocimiento del tema deberamos tener claro conceptos concisos de los temas a tratar en la prctica.

Coordenadas geogrficas:Las coordenadas geogrficas son unconjunto de lneas imaginaria denominan as a los ngulos formados por meridianos y paralelos. Estos ngulos permiten ubicar la posicin exacta de un punto sobre la superficie terrestre.

Latitud:Es la distancia que existe desde un punto cualquiera de la Tierra al Ecuador Terrestre, siendo las direcciones que pueden asumir: norte y sur.Por lo tanto, se puede deducir que la latitud mnima se encuentra sobre elEcuador (0 00' 00")y la mxima sobre losPolos (90 00' 00").

LongitudEsta se puede definir como la distancia que existe desde un punto cualquiera de la Tierra alMeridiano Base. Las direcciones que pueden asumir son: occidente y oriente.La longitud mnima se encuentra sobre elMeridiano Base o Greenwich (0 00' 00")y la mxima sobre su antpoda que elAntemeridiano o Meridano de 180 (180 00' 00")

Declinacin:Por convencin se estableci que las declinaciones posicionadas al OESTE del meridiano geogrfico que pasa por el lugar sern negativas y las que estn a la derecha ESTE sern positivas ()Estudios realizados durante muchos aos permitieron establecer que la DECLINACION mantiene un sentido de crecimiento o aumento de su valor en grados hasta llegar a un valor mximo que mantiene durante un periodo considerable para comenzar a decrecer (disminucin de su valor en grados)

Cuando el valor en grados de la D (declinacin) decrece llega un momento que el mismo es 0 momento en el que la direccin del meridiano geogrfico coincide con la direccin del magntico, en esa instancia laD (declinacin magntica) es 0; a partir de este momento cambia de signo y comienza a crecer hasta llegar al valor mximo.

Azimut:Elazimutes el ngulo o longitud de arco medido sobre elhorizonteceleste que forman el punto cardinalNorte y la proyeccin vertical del astro sobre el horizonte del observador situado en algunalatitud. Se mide en grados desde el punto cardinal Norte en el sentido de las agujas del reloj, o sea Norte-Este-Sur-.Por proyeccin vertical, entendemos el corte con elhorizonteque tiene el crculo mximo que pasa por elcenity el astro.Es una de las doscoordenadas horizontales, siendo la otra laaltura. La altura y el acimut son coordenadas que dependen de la posicin del observador. Es decir que en un mismo momento, un astro es visto bajo diferentescoordenadas horizontalespor diferentes observadores situados en puntos diferentes de laTierra. Esto significa que dichas coordenadas sonlocales.

Angulo de incidencia:El ngulo de incidencia solar ( ) se define como el ngulo entre la normal a la superficie plana y el rayo solar. Mientras ms pequeo es mayor intensidad de radiacin incide sobre la superficie.

Determinacin de las coordenadas geogrficasCombinando los dos ngulos (latitud y longitud), se puede expresar la posicin de cualquier punto de la superficie de la Tierra. Por ejemplo, Lima, (en Per), tiene latitud12.0622S, y longitud77.0361W. As un vector dibujado desde el centro de la tierra al punto 12.0622S del ecuador y 77.0361W de Greenwich pasar por Lima.El ecuador es un elemento importante de este sistema de coordenadas; representa el cero de los ngulos de latitud y el punto medio entre los polos. Es el plano fundamental del sistema de coordenadas geogrficas.Con los conceptos aprendidos comenzamos a realizar la prctica de forma tranquila, puesto que una equivocacin podra ser un gran al trabajo. Tomando apuntes en la losa de solar verificaremos si los conceptos encontrados tienen coherencia con lo realizado en la prctica.III. PROCEDIMIENTO: Ubicamos en un espacio libre de la loza solar una cartulina y encima el gnomn (del griego bastn) para observar la sombra proyectada. El punto de origen de nuestras proyecciones es el centro de la cartulina, lugar donde colocamos el gnomon, mostrado en la Figura 1.

Figura 1 En la Figura 2, marcamos los puntos de desplazamiento de la sombra cada 5 minutos desde las 10:15 a.m. 1:45 p.m. del da 14 de Abril del 2015.

Figura 2 De los puntos de las sombras proyectadas trazamos una recta que pase por el primer punto (10:15 a.m.) y el ltimo punto (1:45 p.m.), obteniendo as el punto del medio da solar (12:11 p.m.).

Sacamos el gnomn del lugar (punto de origen de las sombras) y trazamos una lnea que corte perpendicularmente a la recta trazada, cuyo punto de origen ser el centro de la cartulina.

Hacemos una recta paralela que pase por el punto de origen (paralela que pasa por el primer y ltimo punto de las sombras proyectadas).

AL final de la prctica prolongamos las rectas que pasan por el punto de origen, con las cuales podremos determinar las coordenadas geogrficas (norte sur este oeste).

Teniendo los saberes previos que el sol sale por el este, podemos deducir que hacia el lado en el que marcamos el primer punto de la sombra ser el oeste siguiendo la recta paralela que pasa por el punto de origen. Luego al trazar el eje perpendicular la ecuador, no da que al inicio del eje, indica el Polo Norte mientras que al final indica el Polo Sur.

Si nos ubicamos de tal forma en la que el este se encuentre para nuestra mano derecha, delante de nosotros tendremos el norte y a nuestras espaldas el sur. Trazamos las coordenadas en la loza solar.

IV. MATERIALES: Catulina. Un pincel, utilizado como gnomon. Huincha. Un trozo de madera, utilizado como soporte. Tizas. Escuadras

V. FRMULAS Y DATOS TERICOS:COORDENADAS GEOGRFICAS: LATITUD : LONGITUD ESTNDAR : (Oeste) LONGITUD LOCAL : (Oeste) INCLINACIN DEL EJE DE LA TIERRA : FRMULAS: DECLINACIN SOLAR :

Siendo:

ECUACIN DEL TIEMPO Valor expresado en minutos

Y adems:

Siendo:

HORA SOLAR Y HORA LOCAL:

Siendo:

ANGULO DE INCIDENCIA TERICO:

COSENO DEL NGULO DE INCIDENCIAS:(Ecuacin General)

Siendo:

Horizontal y Alineado a las coordenadas geogrficasSi tenemos, La ecuacin se simplifica quedando:

Plano Inclinado y Alineado a las coordenadas geogrficasSi tenemosLa ecuacin en relacin a la inclinacin resulta ser:

VI. CLCULOS:Vectores:

Fecha:

La hora solar que hallamos tericamente fue a las 12:14:30, pero experimentalmente fue a las 12:10:45.

Latitud:

Tericamente el ngulo de incidencia:

Determinacin de la Longitud Local Experimentalmente

Error del ngulo de incidencias:

Error del ngulo de la latitud:

Error del ngulo de la declinacin solar:

Error de la Longitud Local:

Cuadro de comparacin de los datos obtenidos experimentalmente y los datos tericos, representando el error porcentual entre estos datos.DATOS TERICOSDATOS EXPERIMENTALESERROR DE CLCULOS

Incidencia

Latitud

Declinacin

Longitud Local

CONCLUSIONES: El ngulo de incidencia para el da 14 de abril es de, mientras que el obtenido experimentalmente es de , teniendo como error un . El valor calculado es bastante similar al valor terico. Lo que indica.

El ngulo de declinacin solar terico (14 de abril) es de , y experimentalmente es teniendo un error del . Esto nos indica que los datos son semejantes al valor real, un valor muy aceptable.

La latitud tericamente es y el experimentalmente , obteniendo un error de . Los valores obtenidos se asemejan mucho a los tericos.

Al comparar nuestro valor obtenido de la longitud local que es de podemos apreciar que es bastante aceptable al valor real, que es obteniendo un error de .

RECOMENDACIONES: Que sea un da totalmente despejado, de este modo podremos tener una mejor exactitud al marcar los puntos de referencia.

BIBLIOGRAFA: http://www.rinconsolidario.org/meteorologia/webs/solarpara.htm.

http://www.iac.es/adjuntos/www/actividad-norte-sur.pdf

Manrique Jos Fundamentos y Aplicaciones, Energa Solar

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