1. DEFINICION. bastante más tiempo en el cielo. La marca o quemadura
abarca casi una hora de insolación. A partir de las 14.00
horas, la presencia del sol en el cielo ya se hizo más
El heliógrafo es un aparato meteorológico que mide la duración de la
constante y las quemaduras, salvo con unos pocos
insolación diaria.
intervalos, van desde las 15.00 horas hasta las 19.30
(siempre en horario oficial).
La duración de la insolación se halla concentrando los rayos solares
sobre una banda de cartulina teñida de azul que se quema en el punto  La banda central, la recta, se coloca entre el 1 de marzo al
en que se forma la imagen del sol. Se utiliza como focalizador una 12 de abril, o entre el 1 de septiembre y 12 de Octubre.
esfera de cristal, de forma que no es necesario mover este foco Como veras, estas fechas comprenden casi los equinoccios.
constantemente debido al movimiento aparente del sol a lo largo del En el registro de esta banda es muy sencillo contabilizar las
día y del estacionario. horas de sol, puesto que ha estado casi permanente en el
cielo desde las 9 de la mañana.
La banda se fija por medio de ranuras a un soporte curvo y  La banda inferior es la más pequeña de todas. Se coloca
concéntrico con la esfera y tiene impresa una escala de 30 minutos. Si entre el 13 de Octubre y el 28-29 de Febrero, por lo que
el sol luce durante todo el día sobre la banda se forma una traza
comprende parte del otoño y el invierno.
carbonizada continua y la duración de la insolación se determina
midiendo la longitud de la traza carbonizada. Si el sol brilla de forma
discontinua, dicha traza es intermitente. En este caso, la insolación se INSTALACIÓN
determina sumando la longitud de las trazas resultantes.
Para que los rayos de sol alcancen el aparato sin impedimento alguno
BANDAS durante todo el día, éste se debe colocar orientado a mediodía.
Las bandas del heliógrafo son franjas zonales planas, Se colocará con su base completamente firme y nivelada con una
suficientemente estrechas para que una vez curvadas coincidan casi altura de un metro, sin alteración por influjo de temperatura, humedad,
con una zona de la esfera. viento y trepidación. Se recomienda la sustentación de piedra fija,
obras de fábrica fijas o metal.
Según la época del año se utilizan tres tipos distintos de bandas, para
el hemisferio norte: La esfera está montada concéntricamente dentro de un casquete
esférico, sobre la que se coloca la cartulina. Las dimensiones del
casquete y la esfera son tales que los rayos formen un foco muy
a) Desde comienzos de marzo hasta mediados de abril y desde
intenso sobre la cartulina. La esfera se fija en un soporte cóncavo,
comienzos de septiembre hasta mediados de octubre (alrededor de hacia arriba, de forma esférica por medio de un par de tornillos.
cada equinoccio) se utilizan bandas rectas. Son llamadas bandas
equinocciales y se acoplan a las ranuras centrales del soporte.
A la hora de colocar el aparato en su soporte hay que tener en cuenta
dos ajustes:
b) Desde octubre hasta fin de febrero se utilizan bandas curvadas
cortas, que se colocan en las ranuras superiores.
a) el casquete se debe colocar de forma que la línea media en sentido
longitudinal de la banda equinoccial se halle en el plano del ecuador
c) El resto del año, de abril hasta agosto, se usan bandas curvadas
celeste. Para ello, haremos coincidir la latitud del lugar donde nos
medianas, colocadas entre las ranuras inferiores.
encontramos en la escala de latitudes de su montura con la marca
situada a tal efecto.
En el hemisferio sur se invierte el uso de las bandas en los períodos
definidos arriba. b) El plano vertical que contiene al centro de la esfera y a la señal de
mediodía debe coincidir con el plano meridiano geográfico. Para
En las bandas están marcadas las horas y las medias horas del día. comprobar este ajuste debemos comprobar que la imagen del sol al
Cuando la luz del sol se muestra intermitente debido a la presencia de mediodía verdadero coincide con la marca de las 12 horas de la
nubes, el foco luminoso no actúa y por tanto el trazo quemado queda banda.
interrumpido. Si la nubosidad desaparece, vuelve a reanudarse la
carbonización de la cartulina. La suma de las longitudes de las líneas DESCRIPCION DEL HELIOGRAFO
quemadas truncadas da el tiempo total de la luminosidad solar o
insolación del día correspondiente. Se llama fracción de insolación a
la relación existente entre la insolación real de un día y la que se
hubiera producido en caso de que el sol hubiese estado El heliógrafo de Campbell-Stockes está constituido por una esfera de
continuamente incidiendo sobre la bola del heliógrafo. vidrio de 10 cm. de diámetro montada concéntricamente en el interior
de un casquete esférico, cuyo diámetro es tal que los rayos solares
forman un foco muy intenso sobre una banda de cartulina encajada en
Se han establecido varios tipos, como las que se muestran en la unas ranuras del casquete. Este lleva tres pares de ranuras paralelas
fotografía:
en las cuales se pueden alojar tres clases de bandas diferentes según
sea la estación del año.
Las bandas ya “quemadas”.
Heliógrafo en una Estación
 La banda superior, como dije al principio, es la que se
coloca entre el 13 de Abril y el 31 de Agosto, por lo que
abarca parte de la primavera y los últimos días del verano, El heliógrafo debe registrar permanentemente los periodos de
cuando el sol está más alto en el cielo. insolación. Por lo tanto su emplazamiento ideal será donde pueda ser
instalado sólidamente en un sitio despejado de todo obstáculo
Como se observa, la insolación comienza un poco antes de susceptible de interceptar los rayos solares en cualquier momento del
las 10 de la mañana (las horas inscritas en la banda son día o del año.
horas solares, por lo que hay que sumarle una o dos horas
para tener el tiempo oficial). El sol estuvo a intervalos de LECTURA DE LOS REGISTROS
tiempo, por lo que las marcas son círculos pequeños y
espaciados. Hacia la una de la tarde, el sol permaneció

2. Cuando el sol ha lucido en el cielo durante todo el día, la quemadura
ejemplo, en una azotea. Sin embargo, lo más recomendable (según
en la banda es uniforme y continua. Su lectura es muy fácil, ya que no
hay más que contar los tramos de hora. las normas de la OMM), es que el asentamiento del aparato sea firme,
de manera que no sea posible una alteración del mismo por influjo de
Cuando el sol ha lucido intermitentemente en el cielo, o cuando se
interrumpe bruscamente la quemadura, la longitud de las mismas se la temperatura, viento o humedad ni por las trepidaciones. Debe
mide y se dibujan en otra hoja. Cada medida de las quemaduras hay evitarse siempre la sustentación de madera y es recomendable la de
que ponerlas a continuación de la que se acaba de realizar. Cuando
se tenga la línea completa, las horas de sol se miden con una banda piedra o mampostería o, en último caso, la de metal. La bola de cristal
sin usar. del heliógrafo deberá a estar a una altura de 1,30 m., sobre terreno de
Todo este proceso se realiza en la actualidad con unos tipos de
plantillas especiales. césped o hierba corta.
Si os fijáis en un detalle, todas las marcas producidas por el sol son El heliógrafo consta de dos bases siendo la inferior (o fundamental) la
paralelas a la línea central de las bandas. En el caso de la banda
que se fijará permanentemente a la obra de sustentación y que deberá
recta, la quemadura coincide exactamente con la línea central. En el
caso de que el heliógrafo no hubiese estado bien calibrado en cuanto nivelarse con un nivel de burbuja para que quede perfectamente
a longitud geográfica, las marcas no estarían paralelas a ésa línea horizontal con respecto al suelo. La base por encima de la placa
central. Ese es el peor riesgo a la hora de orientar bien un heliógrafo,
que en definitiva se comporta como un reloj de sol. En el caso de una fundamental puede moverse con respecto a ésta, de modo que el
mala orientación, las quemaduras hubiesen "cortado" la línea central aparato pueda ajustarse por medio de las tuercas de fijación y al
de la banda, subiendo o bajando, con el problema de la pérdida de
registros. objeto de realizar con más precisión la afinación de la alineacion
Norte-Sur.
1.- En el caso de una traza limpiamente quemada, con los extremos redondeados, se
rebaja la longitud del surco, o traza total, en un valor igual a la mitad del radio de curvatura
de cada extremo; esta rebaja corresponde a una reducción de 0,1 de hora de la longitud Para la correcta instalación del heliógrafo son necesarios los ajustes
total d3el surco quemado. siguientes:
2.- En el caso de quemaduras circulares, la longitud media deber ser igual a la mitad del
1.- La base debe estar exactamente horizontal.
diámetro de la quemadura. Si aparecen varias trazas circulares en una misma banda,
basta tener en cuenta en general, que 2 ó 3 trazas corresponden a 0,1 de hora de 2.- El casquete o soporte debe disponerse de modo que la línea media
insolación; 4,5, ó 6 trazas, a 0,2 de hora de insolación y así sucesivamente por pasos de (en sentido longitudinal) de la banda equinoccial se halle en el plano
0,1 horas.
del ecuador celeste. Para ello existe una escala de latitudes marcada
3.- Cuando la traza no es más que una quemadura estrecha o una simple mancha, hay en la montura del casquete que facilita éste ajuste; debe coincidir la
que medir toda la longitud de la traza. latitud del lugar con la marca situada a tal efecto.
3.- El plano vertical que pasa por el centro de la esfera y por la señal
4.- Cuando la anchura de una traza continua se reduce durante algún tiempo en un tercio
por lo menos, hay que restar de la longitud total 0,1 hora por cada estrechamiento, pero la de mediodía marcada en el casquete, debe coincidir con el plano
duración máxima así sustraída no debe sobrepasar la mitad de la longitud total de la meridiano geográfico.
traza.
El heliógrafo de Campbell-Stockes Heliógrafo ajustado en sentido horizontal (latitud del lugar) y
longitudinal (longitud del emplazamiento)
El heliógrafo se utiliza para medir las horas de sol efectivas. El modelo
El proceso más delicado del ajuste del heliógrafo es el que hay que
más utilizado en España es el Campbell-Stockes que está constituído
realizar para adecuarlo al plano del meridiano. Es decir la linea N-S de
por una esfera de vidrio de 96 mm de diámetro, montada
la fotografia anterior debe coincidir exactamente con el meridiano del
concéntricamente en el interior de un casquete esférico cuyo radio es
lugar de la instalación. Para ello se siguen estos pasos:
tal quye los rayos solares forman un foco muy intenso (como si se
tratase de una lupa) sobre una banda de cartulina encajada en las
A) A las 12 horas hay que sumarle una o dos horas según el adelanto
ranuras del casquete. Este lleva tres pares de ranuras paralelas en las
de la hora oficial (una en horario de invierno y dos en horario de
cuales se pueden alojar tres clases de bandas diferentes.
verano).
B) Sumar o restar la longitud geográfica del lugar (expresada en
La bola de cristal reposa sobre un soporte cóncavo, hacia arriba, de
tiempo, no en grados) para puntos situados al Oeste/Este del
forma esférica. Una arandela elástica alcanza el borde de la bola y por
meridiano de Greenwich.
medio de un tornillo y un disco mantiene oprimida a ésta contra el
apoyo inferior. Con ello se logra una fijación más que suficiente.
La conversión de la longitud geográfica expresada en unidades
angulares a unidades de tiempo (es decir horas, minutos y segundos)
Vista general del heliógrafo de Campbell-Stockes. con la banda
es muy sencillo, teniendo en cuenta que:
correspondiente al verano
1º, equivale a 4 minutos; 1', equivale a 4 segundos; y cada 15"
Para su instalación hay que elegir un emplazamiento en el que los
equivalen a 1 segundo
rayos del sol puedan llegar al aparato sin impedimento durante todo el
dia. En el caso de un recinto meteorológico, la zona donde debe
instalarse siempre será al sur; otro emplazamiento pueden ser, por

3. C) Sumartle algebraicamente la ecuación del tiempo que ya vienen centro de la esfera de vidrio sobre el plano del ecuador. Y por último
tabuladas en tablas especiales. un centrado defectuoso da lugar a una traza muy ancha y mala
En el caso de que no figure el dia deseado será necesario interpolar. definida en sus extremos.
Análisis de los registros
Ejemplo de calibración:
OBSERVATORIO: Oviedo Como ya se había comentado existen tres tipos de bandas que se
LONGITUD: 5º 52' 24" W colocan en las ranuras de la parte posterior del casquete metálico en
FECHA: 13 de Febrero función de la época del año. Son bandas impresas en cartón azul y
graduadas en horas y semihoras.
Convertimos la longitud geográfica a unidades de tiempo:
5º = 5 x 4 minutos = 20 minutos
52' = 52 x 4 segundos = 208 segundos Los tres tipos de bandas de registro. El bolígrafo se ha
24" = 24/15 = 2 segundos fotografiado junto a ellas como referencia de su tamaño.
Banda curva corta o de invierno: Se coloca desde el 13 de octubre
Entonces, 5º 52' 24" es igual a: 20 m + 208 seg + 2 seg; ó igual a: 20 hasta el 28 ó 29 de Febrero en la ranura superior.
minutos, 210 segundos Banda recta o equinoccial: Se coloca desde el 1 de marzo al 12 de
Simplificando quedan: 23 minutos y 30 segundos abril y también desde el 1 de septiembre al 12 de octubre, en la ranura
Como estamos al OESTE del meridiano de Greenwich, hay que sumar intermedia.
el resultado a la ecuación del tiempo. Banda curva larga o de verano: Se coloca desde el 13 de abril hasta
el 31 de agosto en la ranura inferior.
Dicha ecuación, segun las tablas tabuladas vale 14 minutos y 18
segundos para el dia 13 de Febrero, y habrá que sumar 1 hora de Para determinar la duración total de la insolación en un día se sigue
adelanto oficial por ser horario de invierno. Por lo tanto: este procedimiento:
(12 horas + 1 hora) + (23 minutos 30 segundos) + (14 minutos 18 a) En el caso de una traza limpiamente quemada, con los extremos
segundos) = 13 horas, 37 minutos y 48 segundos. redondeados, se rebaja la longitud del surco, o traza total, en un valor
Esto quiere decir que el dia 13 de Febrero el sol pasa por el lugar del igual a la mitad del radio de curvatura de cada extremo; en general
emplazamiento del heliógrafo a las 13 horas, 37 minutos y 48 ésta rebaja corresponde a una reducción de 0,1 de hora de la longitud
segundos, leído en un reloj que marque la hora oficial y, en ése total del surco quemado.
instante, la sombra de cualquier obstáculo indicará exactamente el
norte y sur geográficos. b) En el caso de quemaduras circulares, la longitud media debe ser
igual a la mitad del diámetro de la quemadura. Si apareciesen varias
D), Coger una banda adecuada a la época del año que corresponda y trazas circulares en una misma banda, basta tener en cuenta, en
ajustar la marca impresa de las 12 horas con la señal grabada en el general, que 2 ó 3 trazas corresponden a 0,1 de hora de insolación; 4,
casquete del heliógrafo. El sol debe estar exactamente en ése punto. 5 ó 6 trazas, a 0,2 horas de insolación, y así sucesivamente por pasos
de 0,1 hora.
Detalle del foco producido por la bola de cristal que va quemando la c) Cuando la traza no es más que una quemadura estrecha o una
banda y dibujando la traza. La banda esta señalada en su mitad con el simple mancha, haya que medir la longitud total de la traza.
numero 12 y debajo de él la letra "S". A la hora de colocar la banda.
está señal debe coincidir con la marca grabada en el casquete del d) Cuando la anchura de una traza continua se reduce durante algún
aparato (una ranura longitudinal que se ve debajo de la banda.). tiempo en un 1/3 por lo menos, hay que restar de la longitud total 0,1
de hora por cada estrechamiento, pero la duración máxima así
Si todos los ajustes están bien hechos, las quemaduras producidas sustraída no debe sobrepasar la mitad de la longitud total de la traza.
por el sol a través de la esfera deben ser paralelas a la línea media de
la banda. Un mal ajuste puede dar lugar a pérdidas considerables en Actualmente existen plantillas impresas de metacrilato, cuyas marcas
el registro de horas de insolación, en ciertas épocas del año, por están divididas en décimas de hora, que colocadas encima de la
salirse de la banda la traza o quemadura. Una traza simétrica pero que banda permiten leer con más facilidad el tiempo de insolación.
no es paralela a la línea media de la banda, acusa falta de ajuste de
latitud. Una traza asimétrica se debe a un mal ajuste respecto al
meridiano o a una nivelación defectuosa. Una traza en posición banda de invierno retirada del heliógrafo y plantilla para realizar
correcta en los equinoccios pero que no es paralela a la línea media el cómputo de las horas de sol.
de la banda en otras estaciones del año, indica un desplazamiento del

4. insolación. A partir de las 14.00 horas, la presencia del sol en el cielo ya se hizo más
En la fotografia superior tenemos una banda del heliógrafo que
constante y las quemaduras, salvo con unos pocos intervalos, van desde las 15.00 horas
corresponde a la época de invierno, con una traza perfectamente hasta las 19.30 (siempre en horario oficial). Por lo tanto el análisis de esta banda nos da
paralela a la línea media de la misma, lo que denota una buena un registro de horas de sol de unas 6 horas y media de sol.
instalación de aparato en cuanto a la nivelación, latitud y longitud de
La banda central, la recta, se coloca entre el 1 de marzo al 12 de abril, o entre el 1 de
su lugar de emplazamiento.
septiembre y 12 de Octubre. Como veis estas fechas comprenden casi los equinoccios.
En el registro de esta banda es muy sencillo contabilizar las horas de sol, puesto que ha
Se había comentado anteriormente que éstas bandas van divididas en estado casi permanente en el cielo desde las 9 de la mañana. Para saber cuantas horas
horas y semihoras que se corresponden con la hora solar y no con la de sol hubo ése día, solo hay que contar los tramos horarios de la banda, que hacen un
total de 9,30 horas.
hora oficial; pero esto no tiene ningúna importancia a la hora de
contabilizar el tiempo de insolación. La banda inferior es la mas pequeña de todas. Se coloca entre el 13 de Octubre y el 28-
29 de Febrero, por lo que comprende parte del otoño y el invierno.
El sol comienza a quemar la banda un poco después de las 11:15Z y
En esta también es fácil saber las horas en las que el sol estuvo presente el en cielo, pues
finaliza unos minutos antes de las 15:20Z. El trazo es uniforme, salvo algunos "puntos" sueltos su permanencia fue casi constante entre las 12 del
continuo y bien definido. De su análisis podemos deducir que hay tres mediodía y las 3 de la tarde. En el número marcado con un "15" en la banda, se aprecian
horas exactas (de 12 a 15), más las fracciones correspondientes que unos puntos quemados, debido a la poca radiación recibida del sol. En este caso el total
de horas fue de 3,50 horas.
suman respectivamente 0,7 décimas de hora (antes de las 12) y 0,3
décimas de hora despues de las 15. Entonces la suma total de las
horas de sol sería: 0,7 + 3 + 0,3 = 4 horas.
Las bandas del heliógrafo son franjas zonales planas, suficientemente estrechas para Si os fijáis en un detalle, todas las marcas producidas por el sol son paralelas a la línea
que una vez curvadas coincidan casi con una zona de la esfera. Se han establecido central de las bandas. En el caso de la banda recta, la quemadura coincide exactamente
varios tipos, como las que se muestran en la fotografía: con la línea central. En el caso de que el heliógrafo no hubiese estado bien calibrado en
cuanto a longitud geográfica, las marcas no estarían paralelas a ésa línea central. Ese es
el peor riesgo a la hora de orientar bien un heliógrafo, que en definitiva se comporta como
un reloj de sol. En el caso de una mala orientación, las quemaduras hubiesen "cortado" la
línea central de la banda, subiendo o bajando, con el problema de la pérdida de registros.
Bandas del heliógrafo para distintas épocas del año. Ver texto para detalles.
Las normas establecidas por el INM para contabilizar las horas de sol son:
En el hemisferio norte se emplea la banda curva corta entre el 13 de octubre y el 28 ó 29
de Febrero; la banda recta, entre el 1 de marzo y 12 de abril y también entre el 1 de 1.- En el caso de una traza limpiamente quemada, con los extremos redondeados, se
septiembre y el 12 de octubre. La banda curva más larga se usa para el periodo de rebaja la longitud del surco, o traza total, en un valor igual a la mitad del radio de curvatura
tiempo que va desde el 13 de abril hasta el 31 de agosto, ambos inclusive. Para de cada extremo; esta rebaja corresponde a una reducción de 0,1 de hora de la longitud
hacernos una idea del tamaño de estas bandas, la recta, por ejemplo mide 34 mm de total d3el surco quemado.
ancho por 282 mm de largo. Se cambian cada día al atardecer o antes de la salida del
sol y se anota en su reverso la fecha de la colocación de la banda. 2.- En el caso de quemaduras circulares, la longitud media deber ser igual a la mitad del
diámetro de la quemadura. Si aparecen varias trazas circulares en una misma banda,
Cuando el sol ha estado brillando ininterrumpidamente es muy fácil contar las horas de basta tener en cuenta en general, que 2 ó 3 trazas corresponden a 0,1 de hora de
sol efectivas. Cuando el sol ha brillado con intervalos se procede del siguiente modo: Se insolación; 4,5, ó 6 trazas, a 0,2 de hora de insolación y así sucesivamente por pasos de
coge una tira de papel o cartulina con un borde bien cortado y se coloca al lado de la 0,1 horas.
banda retirada del heliógrafo y en aquél, con un lápiz bien afilado se van marcando las
longitudes quemadas, una al lado de la otra. La imagen del sol no es un punto 3.- Cuando la traza no es más que una quemadura estrecha o una simple mancha, hay
matemático, si no un circulito por lo que se debe tomar como origen y final de cada tramo que medir toda la longitud de la traza.
los centros de los semicírculos. Para evitar el inconveniente de usar el trozo de papel o
cartulina, algunos heliógrafos vienen con una plantilla especial que evita este trabajo 4.- Cuando la anchura de una traza continua se reduce durante algún tiempo en un tercio
adicional. por lo menos, hay que restar de la longitud total 0,1 hora por cada estrechamiento, pero la
duración máxima así sustraída no debe sobrepasar la mitad de la longitud total de la
Aquí os pongo unas fotografías de bandas de registro del heliógrafo. Para ahorrar traza.
espacio en el post, he incluido los tres tipos distintos de bandas en una misma fotografía,
bajo un folio blanco, para que se puedan apreciar mejor los distintos tipos de surcos o Para finalizar os pongo la fotografía de la "plantilla" que se usa para medir las horas de sol
quemaduras que produce la bola de vidrio del heliógrafo cuando el sol esta presente en cuando las bandas tienen marcas "complicadas", con lo que se evita el uso del lápiz y el
el cielo. papel para determinar la insolación total:
La banda superior, como dije al principio, es la que se coloca entre el 13 de Abril y el 31
de Agosto, por lo que abarca parte de la primavera y los últimos días del verano, cuando
el sol está más alto en el cielo.
Igual que la figura anterior pero las bandas ya “quemadas”.
Como se observa, la insolación comienza un poco antes de las 10 de la mañana (las
horas inscritas en la banda son horas solares, por lo que hay que sumarle una o dos
horas para tener el tiempo oficial). El sol estuvo a intervalos de tiempo, por lo que las
marcas son círculos pequeños y espaciados. Hacia la una de la tarde, el sol permaneció
bastante más tiempo en el cielo. La marca o quemadura abarca casi una hora de