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Visor

IES San Isidro. Descubrimiento de un reloj de sol del siglo XVIII y uso didáctico en la materia de cultura científica

                                   Parte superior del reloj de sol

Revista Digital Educamadrid

Fecha de publicación 18 de junio de 2019

Resumen

Este trabajo se centra en el estudio del reloj de sol descubierto en la pared oriental de la capilla del Instituto San Isidro.
Se investiga la fecha de construcción del reloj de sol a través de un acercamiento por varias vías: histórica, arquitectónica, matemática, caligráfica y latina.
Mediante el análisis de los cambios producidos en los edificios del Instituto San Isidro y los terrenos colindantes segregados, de los estudios, cátedras y profesores que durante el siglo XVIII impartieron astronomía y gnomónica e inauguraron el primer observatorio instalado en nuestro país y el estudio comparativo de la caligrafía del reloj y sus inscripciones se llega a la conclusión que el reloj se sol se puede datar a mediados del siglo XVIII.
El uso didáctico de este descubrimiento en las clases de Cultura Científica supuso un interesante y motivador elemento de estudio para el alumnado de 1º de Bachillerato del IES San Isidro.
La importancia de este descubrimiento, el desconocimiento sobre la historia y los estudios de astronomía en los Reales Estudios del que partíamos y el inminente peligro de destrucción que pesa sobre el reloj, nos confirma que el estudio del patrimonio es la forma más eficaz de conservación del mismo.

Monográficos

MentorActúa. Institutos Históricos

Autor

Rafael Martín Villa

Profesor de Biología y Geología del IES San Isidro de Madrid

1. INTRODUCCIÓN

En el verano del año 2013, como consecuencia de las obras de demolición de un edificio en ruinas colindante con el Instituto San Isidro, aparecen, en una pared exterior recién descubierta de la capilla del instituto, unos trazos pintados que resultan ser un reloj de sol.

En seguida salta la alarma sobre la antigüedad del reloj de sol, sobre su posible valor patrimonial y sobre la poca preocupación de los responsables de la obra, que dependían del Ayuntamiento de Madrid.

La demolición se estaba realizando para asegurar el patio del instituto dado el estado ruinoso del colindante Palacio de Sueca.

Como consecuencia de una denuncia basada en la existencia de objetos de valor arqueológicos, las obras se detienen. A partir de ese momento el reloj no se protege adecuadamente y su conservación corre peligro, por los elementos meteorológicos y por los trabajos de los obreros.

Es bastante común que la historia de los centros de enseñanza sea una mezcla de relatos difusos parcialmente borrados por la bruma del tiempo, leyendas y enigmas de difícil resolución. La pérdida de datos y la despersonalización de instituciones hacen difícil la labor de recuperar la historia.

Maniatados burocráticamente, la única forma de proteger el reloj ha sido su estudio para poner de relieve su valor histórico y su vigilancia para evitar su progresivo deterioro. Nuestra labor de vigilancia se ha visto “recompensada” con retrasos en la ejecución de las obras y molestias como la ocupación del patio de recreo por espacio de años.

Las difíciles condiciones de trabajo que soporta actualmente el profesorado de Educación Secundaria hace casi imposible tener tiempo para otras labores que no sean la atención directa al alumnado. Esta carencia provocó la idea de aunar la atención al alumnado, la enseñanza y la preservación del patrimonio, que se materializó en el estudio del reloj como proyecto en la materia de Cultura Científica de 1º de Bachillerato. Este proyecto dio impulso a la investigación del reloj como primer paso para su cuidado. Deseamos que esta comunicación sea el segundo paso para la protección de este importante hallazgo.

2. ANTECEDENTES HISTÓRICOS

En 1752 Fernando VI creó una nueva cátedra de Matemáticas, para cuya instalación se adquirió una casa inmediata, en la que se edificó un gran observatorio. De Inglaterra, a través de Jorge Juan Santacilla, se trajeron los instrumentos de calidad adecuada para las observaciones científicas.

Es un hecho casi desconocido que este antiguo observatorio astronómico, enclavado en los Reales Estudios del Colegio Imperial, es el primero que se crea en España, junto al observatorio de la Academia de guardiamarinas en Cádiz de 1753.

La nueva cátedra de Matemáticas se encargaría de impartir las enseñanzas no solo de Astronomía, sino también de Gnomónica o el arte de construir relojes de sol.

En el siglo XVIII, próximo el ocaso de los relojes solares, la importancia de conocer el movimiento y posición de los astros y de saber orientarse era debida a la formación que requerían las élites para viajar por el vasto imperio español. En este siglo aparecen los primeros relojes mecánicos, en un principio eran poco precisos y necesitaban de alguien que, mediante la posición del sol, supiera calcular con exactitud la hora para ponerlos en hora. Un magnífico ejemplo de reloj mecánico traído para el observatorio se encuentra en el consejo escolar del instituto

El reloj de sol descubierto se encuentra en la pared oriental de la capilla que pertenece al IES San Isidro.

Originalmente la capilla fue construida a principios del siglo XVII por la Real Congregación de la Inmaculada Concepción que estaba adscrita al Colegio Imperial. En el plano de Texeira de 1656 puede verse la capilla. En 1723, debido al mal estado de la capilla, se hunde la bóveda. En 1725 se vuelve a construir una nueva bóveda de entramado de madera y se cubre con un fresco obra de Antonio Palomino y Juan Delgado.

La pared de la capilla donde está dibujado el reloj era continuación de un ala del edificio que unía la capilla con el edificio que rodea al claustro y que cerraba el llamado “patio de los estudios” o también “patio de la capilla”.

Plano con la situación del reloj

Plano con la situación del reloj

En la primera y segunda planta del ala que cerraba el patio de los estudios, junto al muro de la capilla que tenía el reloj de sol, se situaba el gabinete de Física y de Matemáticas. Este hecho hace más consistente la existencia de un reloj de sol  junto a los gabinetes de estudio de la astronomía.

Pegado a esta ala del edificio, se construyó el edificio que tapaba el reloj y que fue un añadido posterior de mala calidad.

El poder del Colegio Imperial por aquel entonces era considerable aun no habiendo logrado convertirse en Universidad por la oposición de las de Alcalá y de Salamanca. Los jesuitas junto al ejército serán, durante el periodo de la ilustración, dos de las instituciones que podían llevar a cabo una modernización del país a través de la educación. Este poder se refuerza con la creación en 1725 del Real Seminario de Nobles, ligado muy estrechamente al Colegio Imperial, con el que compartía profesores y espacios.

Aspecto del reloj de sol tras derruirse el edificio que lo tapaba

Aspecto del reloj de sol tras derruirse el edificio que lo tapaba. Se observa la pared oriental de la capilla

A la compañía de Jesús le pertenecería casi toda la manzana de casas situada entre la calle Toledo y la Plaza de Tirso de Molina. A estas posesiones del Colegio Imperial les ocurrirá como a casi todos los bienes de los jesuitas, tras su expulsión, fueron vendidas para engrosar la Hacienda Real.

El edificio colindante, que era utilizado como dormitorio de padres e internos, se desgajó del Colegio Imperial y tras numerosas vicisitudes, se va ampliando hasta levantar una construcción adosada a la capilla que tapa el reloj y servirá para su protección hasta nuestros días.

3. PROYECTO DE ESTUDIO DEL RELOJ EN CULTURA CIENTÍFICA

A continuación pasamos a describir brevemente los diferentes acercamientos y enfoques que se han realizado en las clases de Cultura científica para el estudio del reloj de sol.

3.1. Estudio matemático del reloj de sol

Se necesitan dos parámetros para construir un reloj de sol: la declinación u orientación de la pared respecto al sur y la latitud o distancia al ecuador.

El reloj está dibujado en la pared de la capilla que mira a oriente. Esta orientación, nada habitual y que complica notablemente el trazado del reloj de sol, está elegida en función de las posibilidades que ofrecían los edificios.

Las coordenadas del reloj han sido calculadas recurriendo a programas informáticos y se han obtenido los siguientes datos.

Coordenadas del reloj:

  • Latitud: 40° 24' 45" (40.4125)
  • Longitud: -3° 42' 26" (-3.7073)
  • Altitud 644 metros

El cálculo de la declinación de la pared planteó alguna que otra dificultad debido a que la pared de la capilla donde está dibujado el reloj no es accesible desde el Instituto y es necesario una medición con gran exactitud. La forma óptima de realizar este cálculo es mediante una plomada colocada en el muro y utilizando alguno de los métodos posibles de medición de la sombra proyectada.

Dibujo de uno de los métodos posibles de medición de la declinación de la pared

Dibujo de uno de los métodos posibles de medición de la declinación de la pared

Debido a esta dificultad, el cálculo del ángulo de la pared se ha realizado mediante una estimación de los datos tomados por ordenador de Google Earth y la medición con una brújula de precisión y corregida la desviación existente entre el polo magnético y el polo geográfico según datos buscados en la web del Instituto Geográfico Nacional.

El resultado que se obtiene es que el muro está construido con una desviación respecto a la meridiana N-S de aproximadamente 102,5º  o, lo que es lo mismo, la perpendicular al muro está orientada a 77,5º E. Teniendo en cuenta que la declinación de un muro es el ángulo formado por el muro en relación con la línea E-W y que, debido a estar orientado al este, la declinación es negativa, el valor más aproximado es de -102,5 º.

El cálculo de gnomon o estilo, destinado a proyectar la sombra sobre el reloj, ha necesitado de cálculos más complejos ya que se ha perdido debido al edificio adosado a la pared del reloj.

Plano de la posición y orientación de la pared donde está dibujado el reloj

Plano de la posición y orientación de la pared donde está dibujado el reloj

El gnomon puede ser considerado como el eje del cuadrante solar alrededor del cual el Sol aparentemente giraría. Para que esto se cumpla es obligatorio que el estilete o gnomon se coloque paralelo al eje de rotación de la Tierra.

La orientación declinante del reloj, si bien pudo ser un contratiempo menor para los matemáticos constructores, complicó el cálculo de la colocación del gnomon por lo que tuvimos que recurrir a libros especializados para la construcción de relojes de sol.

Esquema de los ángulos de un gnomon en un reloj vertical declinante. La línea subestilar es la línea recta resultante de la proyección ortogonal de gnomon sobre el plano del reloj)

Esquema de los ángulos de un gnomon en un reloj vertical declinante.

La línea subestilar es la línea recta resultante de la proyección ortogonal de gnomon sobre el plano del reloj

El gnomon viene definido por dos ángulos:

  • θ = ángulo que forma la línea subestilar con la vertical
  • η = ángulo estilar que forma el gnomon con la línea subestilar.

Estos dos ángulos vienen dados por:

  • sen η = cos φ *cos δ
  • tag θ = sen δ / tag φ

Donde: δ = declinación del cuadrante. Y φ = Latitud del lugar

De forma complementaria también se han utilizado con los alumnos programas informáticos y webs para construir relojes de sol. La web utilizada ha sido Sundialzone  y el programa Shadows Pro . Esta parte ha sido la que más han disfrutado los alumnos.

Es notable la increíble similitud entre el reloj obtenido con Shadows Pro y el reloj de sol original. Esto nos habla de la notable pericia que tenían los maestros que construyeron este reloj.

imagen del reloj de sol obtenido mediante un programa informático introduciendo los datos del reloj de Sol

Imagen del reloj de sol obtenido mediante un programa informático introduciendo los datos del reloj de Sol

3. 2. Investigación histórica sobre el reloj de sol y el observatorio

Gran parte de las averiguaciones históricas ya se han descrito en el apartado de antecedentes, pero debido a que en el curso de la investigación sobre el reloj se hicieron algunos descubrimientos que pueden considerarse totalmente originales y novedosos, merece la pena que nos detengamos en sus detalles.

Una de las líneas de investigación ha sido estudiar los posibles autores del reloj, concretamente se han estudiado los catedráticos de Matemáticas de aquella época en el Colegio Imperial. La cátedra de Matemáticas del Colegio Imperial llevaba aparejada el título de cosmógrafo mayor. Este cargo, durante el posible periodo de construcción del reloj, fue ostentado por: Jose Cassani hasta 1732, Carlos de la Reguera hasta 1742, Tomás Cerdá desde 1764, Esteban Terreros y Pando, Johan Wendlinglen, Christian Rieger y Miguel Benavente, hasta su expulsión en 1767.

Se ha visitado el Archivo Histórico Nacional (AHN) para encontrar algún rastro que pudiera dar una pista sobre si había sido encargado y pagado o si aparecía descrito, pero dada la enorme cantidad de documentación existente sobre el Colegio Imperial no se encontraron pruebas.

Teniendo en cuenta los avances tecnológicos de la época, se produjo un gran desarrollo de los relojes y otros artilugios para la medición del tiempo. Por aquel entonces surgieron las llamadas meridianas, relojes de sol muy precisos que solamente marcan el mediodía solar y que servían para poner a punto los relojes mecánicos, cuando estos no eran tan precisos. Son muy famosas las construidas para Fernando VI en el Palacio del Real Monasterio de San Lorenzo de El Escorial por el matemático Johan Wendlingen en 1755. A raíz de investigar a este matemático y su relación con el Observatorio del Colegio Imperial, nos encontramos con que los instrumentos que Wendlingen pidió para el observatorio fueron comprados por Jorge Juan en Inglaterra. Algunos de ellos todavía se encuentran en el instituto, otros se han desubicado y desperdigado debido al depósito de la colección del gabinete de Física del IES San Isidro en el MUNCYT.

Instrumentos pertenecientes al observatorio astronómico del Colegio Imperial yPortada del libro de la observación del tránsito de Venus de 1761

 Instrumentos pertenecientes al observatorio astronómico del Colegio Imperial.

Telescopio depositado en el MUNCYT proveniente del IES San Isidro. Reloj mecánico Ellicot de precisión que se conserva en el IES San Isidro.Portada del libro de la observación del tránsito de Venus de 1761.

Por otra parte, durante la investigación histórica, se ha podido localizar exactamente el lugar donde se ubicó el observatorio del Colegio Imperial gracias a las descripciones encontradas y a los planos de la visita general de casas en 1750 que se obtuvieron en el AHN.

Puesto que el reloj se encuentra en el muro que ha servido de división entre las dos propiedades, se estudia la relación que existe entre los dos edificios. Por una parte el IES San Isidro y por otro el Palacio de Sueca, averiguando las vicisitudes que corre este último una vez desgajada su propiedad de la del Colegio Imperial.

 Los usos sucesivos que tuvo fueron:

  • 1791. Nuevo edificio. Colegio de Primeras Letras para los hijos de los criados del Rey (Carlos IV).
  • 1797. Residencia de Mª Teresa de Borbón, mujer de Godoy, Duque de Sueca. Posteriormente Condesa de Chinchón caída en desgracia con la Invasión Francesa.
  • 1814. Con Fernando VII lo retornan los Jesuitas. Sueca forma parte del Colegio Imperial y tiene viviendas para internos.
  • 1836. Desamortización de Mendizábal. Se desgaja de nuevo de los Reales Estudios.
  • 1837-57. Colegio de Humanidades de Francisco Serra.
  • 1860. Cuartel de Guardia Civil.
  • 1910. Se reforman para viviendas.
  • 1998. Expropiación municipal, el edificio entra en ruina.

3. 3. Medidas y pesos

Durante el estudio del reloj de sol se tuvo que estimar su tamaño dada la imposibilidad de acceder directamente a él por lo que otra de las investigaciones que se emprendió junto a los alumnos, fue el estudio de las medidas y pesos existentes en España antes de la adopción del sistema métrico universal.

Una vez fotografiado y comparado con las medidas del revoco pintado de la pared, se calculó que el reloj medía unos 2,5 metros de alto. Las unidades de medida tradicionales que eran coherentes con el reloj, era la vara de 0,8359 m. de longitud. De manera que el reloj tenía 3 varas o 9 pies de alto. Además el borde exterior del reloj tendría una anchura de un palmo o cuarto de vara (20,9 cm.).

3. 4. Estudio grafológico y pictórico de las cifras del reloj

Otra de las vías de estudio, que además podrían servir para fechar el reloj, ha sido el análisis de las grafías a partir de los restos que han quedado.

El estudio se ha basado en la abundante información disponible en Internet, en especial en la obra de Pedro J. Novella Relojes de Sol Fechados [1] realizada sobre una amplia muestra de relojes de la geografía española anteriores a 1900.

El estudio comparativo de las distintas grafías de los números nos permite deducir los siguientes datos:

Tabla de análisis de las grafías

El análisis de la grafía de los números  indican que, en el reloj, conviven grafías antiguas como los números 4, 7 y 8 con otras más modernas como el 1. La coincidencia de todas ellas sugiere que la fecha concordante con estos tipos de grafías sería la mitad del siglo XVIII

3. 4. Estudio de la inscripción o motto del reloj

Desgraciadamente el motto o inscripción del reloj, una parte muy importante en cualquier reloj de sol, se ha perdido en gran parte. Esta frase intenta dar cierto sentido a los relojes de sol mediante una frase de fondo religioso, moral o profético, en muchas de ellas se hacen alusión a la muerte, al “carpe diem” o a la brevedad de la vida. Los mottos se solían escribir en latín.

Inscripción o motto del reloj

Motto o inscrpción del reloj

Se ha conservado la parte derecha de la leyenda. Las palabras que hemos encontrado son : “...ol, mea contegit? Imò …......git umbra tuos”.

Desgraciadamente la capa pictórica donde se encontraba la inscripción se ha ido perdiendo como consecuencia de la labor de los obreros y la intemperie y por tanto será difícil en un futuro analizar los pigmentos perdidos mediante infrarrojos (IR).

Gracias a la ayuda de M. Elena Martínez, catedrática de Latín del instituto, se han podido conocer algunos detalles de la inscripción latina.

El motto sigue una métrica latina. Al contrario que la poesía castellana, la poesía latina no se caracteriza ni por la rima ni por el número de sílabas, sino por el ritmo, a través de la distribución regular de silabas largas y silabas breves en cada verso. El primer verso es un hexámetro y el segundo es un pentámetro.

Si representamos la sílaba larga con – y la sílaba corta con u, la estructura sería la siguiente:

Hexámetro: — U U | — U U | — — | — — | — U U | — —

Pentámetro: — U U | — U U | — | — U U | — U U | —

Esta estructura forma un dístico elegiaco de amplísimo uso en la literatura clásica. La pareja de versos forma una unidad de sentido completa. Lo habitual es que el pentámetro sirva de respuesta del tema propuesto en el hexámetro.

Esto nos resulta totalmente coherente con la parte que conocemos del motto.

Sería un ejercicio muy arriesgado intentar llegar más allá de los que permite el estado del reloj y solo podemos saber lo siguiente:

— U U | — U U | Sol, mea contegit? Imò

— U U | — U U | — (contegit o fugit) umbra tuos

4. EXPOSICIÓN FINAL

Finalmente, gracias a los resultados de la investigación se ha realizado una reproducción del reloj de sol en un lugar que puede ser observado fácilmente desde el patio de la capilla del iInstituto. La ubicación original del reloj solo permite su observación desde las aulas del instituto. La reproducción se ha realizado en una lona resistente al sol y se ha colgado de las ventanas del laboratorio de Biología, en una pared con la misma orientación que el reloj original. En una de las paredes de la capilla, cerca del lugar de observación del reloj, se ha colocado un cartel explicativo del reloj. De esta manera, pretendemos ayudar a su conocimiento y difusión a todas aquellas personas que visitan el Instituto.

Exposición sobre el reloj de sol realizada en el IES San Isidro: Relojes de sol de papel realizados por alumnos y globo terráqueo antiguo

Exposición sobre el reloj de sol realizada en el IES San Isidro: Relojes de sol de papel realizados por alumnos y globo terráqueo antiguo

Durante el trimestre de este curso los alumnos de la materia de cultura científica y los alumnos encargados del museo del instituto realizaron una exposición con fotos, antiguos mapas del Instituto, carteles y trabajos que los alumnos habían realizado y que estuvieron acompañados de libros y objetos relacionados con la Gnomónica y la Geografía. La exposición se mostró en el claustro de la primera planta.

5. CONCLUSIONES

La fecha de construcción del reloj tiene que ser posterior a la última reforma de la capilla en el año 1725. Hay que tener en cuenta la envergadura de los trabajos que se llevaron a cabo y que bajo una parte del reloj hubo una ventana que fue tapiada con ladrillos. Y  anterior a la construcción del segundo patio del Palacio de Sueca colindante con el patio del Instituto. De este edificio es necesario conocer exactamente cuándo se levantó, puesto que en el plano de 1769 de Antonio Espinosa no está clara su existencia y en el plano de 1830 de León Gil de Palacio ya se observa claramente. La esquina noreste de este edificio del segundo patio tapa la salida del sol y las primeras horas solares, inutilizando en gran parte la función del reloj solar. El esquinazo está 9º al NE del reloj solar y desde antes del equinoccio de otoño hasta después del equinoccio de primavera, la salida del sol estaría tapada por el edificio. Solo durante los meses de mayo, junio, julio y agosto estaría asegurada la iluminación de las primeras horas solares. [2] Esta hipótesis es concordante con el proceso histórico de pérdida de terrenos de los Reales Estudios y el proceso de edificación del interior de la manzana.

Creemos que lo más probable es que el reloj se construyera relacionado con las clases de Gnomónica, posiblemente por Johan Wendlingen, muy aficionado a la Gnomónica y quien tuvo el poder y el dinero necesario para hacerlo en una institución docente donde no siempre se dispone de los fondos necesarios.

Por tanto la mitad del siglo XVIII sería la fecha más probable de construcción.

Reconstrucción del reloj de sol encontrado en el IES San Isidro

Reconstrucción del reloj de sol encontrado en el IES San Isidro

El reloj se podía observar fácilmente desde las aulas y serviría para indicar las horas a los alumnos y profesores. Ya en otros colegios de jesuitas como en el Real Seminario de Minería de México se indica que las actividades se regulan por el reloj del despacho del director y el reloj de sol del patio. En algún otro punto del patio, en alguna pared ya derruida, se encontraría otro reloj o relojes que indicarían las horas del mediodía y de la tarde. En este sentido, la existencia de varios relojes de sol en los patios sería muy similar a lo que ocurre en otros centros jesuitas como el Clementium de Praga.

El reloj de sol, al igual que casi todos los relojes verticales, tendría una forma rectangular, de forma que la relación entre su lado corto y su lado largo seguiría una proporción áurea.

Es posible recuperar casi totalmente este reloj. Solo falta parte de la inscripción y los adornos que tuviera y muchas de las partes que ya se han perdido, por el desinterés de los encargados de su cuidado, son restaurables gracias a la labor de documentación y fotografía que se ha hecho desde su descubrimiento. Esto demuestra claramente que son los institutos los lugares más adecuados para el cuidado y mantenimiento del patrimonio educativo.

BIBLIOGRAFÍA

  • Buey, J., del y Martín-Artajo, J.(2009). Relojes de Sol de Madrid. Dirección General deVivienda Comunidad de Madrid
  • Embacher, F. (1992). Relojes de sol: teoría y construcción. Progensa
  • Flores Clai, E. (2004). Tiempo y sociedad, en el Real Seminario de Minería, 1792-1821. Revista Brasileira de História da Educação. V. 4, n. 2 [8]
  • Soler Gayá, R. (1989). Diseño y construcción de relojes de Sol: métodos gráficos y analíticos. Colegio de Ingenieros de Caminos.
  • Esteban E. Reloj de sol vertical. NESE. Network for Astronomy School Education. Disponible en:
  • Relojes de Sol. Una sombra mide el tiempo en mi inquebrantable pasado
  • Reloj de sol de papel.Como hacer un Reloj de Sol
  • Programa Shadows. El programa ideal para la comprensión y el diseño de relojes de sol y astrolabios

NOTAS

[2] La declinación solar varía entre -23º26’ del solsticio de Invierno a los 23º26’ del solsticio de
verano.