Progettazione e Realizzazione di Orologi Solari


Esempi

L’orologio di palazzo Campanelli

Monteprandone (AP)

L’orologio di palazzo Campanelli
Palazzo Campanelli sorge nel centro di Monteprandone, a 266 m s.l.m., affacciandosi su piazza dell’Aquila e dominandola, insieme alla mole dell’adiacente palazzo municipale.
Fondato nel ’500, palazzo Campanelli è stato rimaneggiato più volte attraverso i secoli arrivando fino a noi in condizioni precarie: divenuto ormai pericolante è stato demolito e ricostruito completamente nel 2000, mantenendo pianta e volume dell’originale, e recuperandone le fondazioni, le cornici di quattro finestre cinquecentesche, ed i materiali (il paramento esterno in mattoni a vista).

Casualmente nel 1999, poco prima che fossero ultimati i lavori di ricostruzione, il nostro studio ebbe un incontro con il sindaco di Monteprandone per proporre all’amministrazione la realizzazione di alcuni orologi solari da collocare nel territorio comunale, in spazi pubblici come piazze, giardini, cortili di scuole ecc.

L’idea piacque al sindaco, che però, con nostra sorpresa, avanzò una controproposta: perché non dipingere un orologio sulla facciata di palazzo Campanelli, quasi ultimato?

Una volta terminata la ricostruzione, infatti, la facciata principale, rivolta a sud-est, non sarebbe forse stata particolarmente adatta ad accogliere un orologio solare, vista la sua spaziosità e linearità?

In più, sorgendo al centro del paese, nel pieno cuore del territorio comunale, ne avrebbe caratterizzato ancora di più lo spazio, arricchendo il contesto e beneficiandone di riflesso.

Dunque una situazione ideale, ed un’occasione da non perdere!

L’entusiasmo e la fantasia del sindaco di Monteprandone ci contagiarono immediatamente, e così, raccolto il suo suggerimento, ci mettemmo subito al lavoro per progettare un orologio che fosse adatto al caso in questione.

Procuratici presso l’Ufficio tecnico comunale i disegni del progetto del palazzo (all’epoca, fine ’99, non ancora terminato, lo ricordiamo), per studiarne il prospetto, ci lasciammo guidare da semplici considerazioni. I criteri che ci guidarono nell’impostazione del quadrante furono sostanzialmente due: uno sulla collocazione dell’orologio, e l’altro sull’aspetto, sullo stile da dare allo stesso.

Il prospetto sud-est di palazzo Campanelli: la scelta della collocazione orizzontale per l’orologio
Innanzitutto la facciata del palazzo Campanelli si presentava subito con un’abbondante declinazione orientale, una cinquantina di gradi, favorendo quindi in un orologio le ore del mattino. Considerando poi la presenza dell’adiacente municipio ad est fummo subito consapevoli che esso con la sua mole avrebbe sottratto le prime ore di luce della giornata al nostro orologio; ovviamente fu chiaro anche che le ore conclusive della giornata, da metà pomeriggio in poi, sarebbero state ugualmente fuori discussione per l’orologio, a causa della natura stessa della facciata, del suo orientamento, passando il Sole alle sue “spalle” già dalle primissime ore del pomeriggio.

Stimammo perciò, per immaginarlo già in funzione, che il nostro futuro orologio avrebbe lavorato all’incirca dalle 9-10 del mattino alle 15-16 di pomeriggio (naturalmente in funzione della stagione).

Passando poi ad esaminare nel dettaglio la facciata del palazzo Campanelli notammo che essa presentava spazi utili ad accogliere l’orologio soltanto in corrispondenza delle zone di parete delimitate da gruppi di finestre “in quadrato”. Numerose di queste zone si offrivano sulla facciata, ma non tutte erano adatte, per motivi facilmente spiegabili. Dividemmo questo elementare esame in due fasi: una sulla collocazione orizzontale ed una su quella verticale dell’orologio.

Innanzitutto, in base ad un criterio di collocazione orizzontale, bisognava evitare il più possibile le zone d’ombra prodotte dagli edifici adiacenti; quindi, guardando la facciata, andava evitata l’estremità destra, perché più sottoposta all’ombreggiatura mattutina dal palazzo Comunale, così come l’estremità sinistra, ombreggiata al pomeriggio da un altro edificio (palazzo Sari). Dunque sia il buon senso sia un minimo di gusto estetico suggerivano per motivi di simmetria di scegliere il settore centrale della facciata, per quanto concerne la collocazione orizzontale dell’orologio (fig. 2).

Il prospetto sud-est di palazzo Campanelli: la scelta della collocazione verticale e definitiva per l’orologio
Invece per quanto riguarda la collocazione verticale, ed esaminando il settore individuato, notavamo che l’ombra dell’edificio antistante (palazzo Montani) nel periodo autunno-inverno poteva cadere sulla facciata del palazzo Campanelli, pur se al livello del piano terra, sconsigliando fortemente quindi la scelta della fascia orizzontale più bassa, compresa tra le porte al piano terra e le finestre al primo piano. Per un motivo simile, seppur inverso, la fascia immediatamente superiore, tra il primo ed il secondo piano, andava scartata poiché disturbata dalla mensola del balcone sovrastante, la cui ombra sarebbe fortemente presente nei mesi di primavera-estate, quando il Sole è più alto e le ombre dei cornicioni e delle mensole si allungano verso il basso.

Salendo ancora sarebbero perciò rimaste la zona tra il secondo ed il terzo piano e quella superiore tra il terzo ed il quarto. Pur essendo valido il criterio che “più è in alto e meglio è”, in quanto meno disturbata dall’ombra, è pur vero che la zona più alta della facciata sarebbe stata troppo distante dalla strada e dalla piazza e fuori della portata visiva di molti osservatori, costringendoci poi ad ingrandire il disegno e soprattutto i caratteri delle scritte, sbilanciando l’intero schema progettuale.

Molto meglio dunque rivolgersi alla zona centrale intermedia, tra il secondo ed il terzo piano, che per i motivi fin qui elencati ci sembrava senz’altro la candidata con i requisiti migliori ad accogliere il manufatto (fig. 3). Inoltre, non meno importante, essendo la superficie di lavoro direttamente accessibile dal balcone con una scala o un piccolo ponteggio, sarebbe stata innegabilmente più facile da raggiungere anche in futuro, per eventuali piccoli ritocchi dell’opera.

La superficie di parete compresa tra le quattro finestre centrali della facciata, a persiane aperte, su cui tracciare il nostro orologio era (ed è…) larga circa 2.70 m ed alta circa 1.80 m. Vista la forma scelta per il quadrante che avevamo già in mente e lo spazio a disposizione, si è potuto posizionare e dimensionare il disegno dell’orologio fino a portarlo ad inserirsi tra le persiane aperte delle finestre senza che ne venissero nascoste le parti vitali, ed in modo tale che fosse più esteso possibile, per poter essere letto facilmente dal basso, da una distanza di 8 m scarsi in verticale, che diventano 12-13 m se ci si allontana per una visione migliore: dunque potevamo dare all’orologio le dimensioni approssimative di 3.50×2.50 m.

Uno scorcio della facciata di palazzo Campanelli con l’orologio solare “incastonato” al centro"
Ml contesto ambientale nel quale collocare il nostro orologio ci suggeriva alcune considerazioni. Stavamo intervenendo nel pieno cuore del centro amministrativo del comune di Monteprandone, in piazza dell’Aquila, a ridosso di edifici importanti, come lo stesso Municipio, palazzo Sari, palazzo Montani: non potevamo perciò sprecare una simile opportunità e vanificare tale intervento collocando su un palazzo dell’importanza storica ed ambientale di palazzo Campanelli (sebbene ricostruito) un’opera troppo debole nelle linee e nei colori, che si mortificasse da sé.

Abbiamo allora concepito un orologio dall’aspetto originale, elegante ma non sfarzoso, classico ma non banale, orientandoci così verso un modello di quadrante ovale, col Sole al centro su un cielo blu trapunto di stelle, che diffonde i suoi raggi tutt’intorno, e circondato da una corona con il motto latino e i segni dello zodiaco (puramente decorativi) e da un cartiglio che riporta le ore in numeri romani; al centro dell’orologio, sulla fronte del Sole, sarebbe spiccato lo gnomone, vero fulcro dell’intero meccanismo: la lancetta la cui ombra avrebbe indicato le ore.

È evidente che una simile allegoria scaturisce da quanto detto sopra, e vuole essere al tempo stesso adatta al contesto, al significato dell’ambiente circostante, la municipalità, e costituire un legame con essa; così come vuole costituire un legame con la Natura, tramite l’immagine dell’elemento che più di ogni altro ne è espressione e fondamento, senza il quale la vita stessa sarebbe negata: il Sole, appunto, alimento primario di ogni forma di vita sulla Terra.

È altrettanto evidente che se, per ipotesi, ci fossimo trovati in un’altra situazione tipica di questi interventi, come ad esempio la realizzazione di una meridiana per una chiesa, un convento, un cimitero, sarebbero state ben altre le scelte progettuali, potendo rifarci ad un’allegoria e ad un’iconografia religiose ricche quanto e più di quelle pagane qui adottate.

Così, una volta definito il modello di quadrante, ne sottoponemmo un bozzetto al sindaco, che approvatolo ci invitò a proseguire su quella strada (inizio 2000).

Lo schema progettuale dell’orologio, calcolato col nostro programma Phoebus e completato in CAD
Tecnicamente la realizzazione dell’orologio si è svolta nel solito modo: prima abbiamo effettuato il rilievo, poi abbiamo eseguito il calcolo, quindi abbiamo impostato il progetto, infine dipinto l’orologio.

Per effettuare il sopralluogo preliminare che ci avrebbe consentito di rilevare l’orientamento del piano, abbiamo innanzitutto dovuto attendere che ci fosse un piano da rilevare… In altre parole, dopo aver ricevuto l’incarico ufficiale di realizzare il nostro orologio, abbiamo dovuto attendere diversi mesi prima che i lavori di ricostruzione del palazzo fossero ultimati!

Finalmente, una volta che l’impresa costruttrice ebbe completato il rivestimento esterno della facciata dell’edificio (una struttura in c.a.) con mattoni a vista, potemmo intervenire (fine agosto 2000).

Nel sopralluogo preliminare abbiamo così esaminato da vicino la superficie della parete, e ne abbiamo controllato la verticalità e rilevato la declinazione: 52.4° E.

Con i dati in nostro possesso abbiamo calcolato lo schema orario col nostro programma Phoebus ed abbiamo impostato il disegno del quadrante in CAD (fig. 5), in versione semi-definitiva, come spiegato più avanti.

Così a pochi giorni dal rilievo eravamo già pronti ad iniziare l’esecuzione materiale dell’orologio, tra la fine di agosto ed i primi di settembre 2000.

L’impalcatura durante il montaggio
Una volta montata l’impalcatura e raggiunta l’area di lavoro (fig. 6), abbiamo subito affrontato l’operazione più delicata dell’intero lavoro.

Il fissaggio dello gnomone è sicuramente la fase più importante nella costruzione di un orologio solare, e proprio per questo va eseguita per prima (finché è possibile).

I motivi sono due: innanzitutto perché forando la superficie per inserire l’asta a quadrante ultimato si rovinerebbe inevitabilmente lo stesso, costringendo ad antiestetici ritocchi e stuccature; poi perché difficilmente si riesce a posizionare il punto gnomonico (l’estremità dell’asta) al millimetro, secondo quanto previsto dal calcolo, col rischio perciò di far “sballare” l’orologio (questa difficoltà è ancor più sentita maneggiando gnomoni oltre il metro di lunghezza e del peso di diversi chilogrammi).

Assolutamente meglio invece posizionare l’asta prima di ogni altra cosa (comunque agendo con cura): a fissaggio avvenuto, e dopo aver steso l’intonaco, si potrà misurare con precisione la reale posizione del punto gnomonico, quindi, se necessario, rieseguire il calcolo e disegnare il quadrante in versione definitiva, con la certezza di ottenere un orologio di grande precisione.

Il fissaggio dello gnomone nel muro: operazione delicata ed importante, per questo preliminare al resto
E questo è proprio quello che facciamo di solito, e che abbiamo fatto anche a palazzo Campanelli: abbiamo forato il muro nel punto comunque già individuato secondo le misure del nostro progetto e seguendo l’inclinazione polare dello gnomone (con molta fatica, essendo capitati, appena dietro il rivestimento in mattoni, proprio dentro ad un pilastro in cemento armato, tra un ferro e l’altro!); quindi vi abbiamo inserito l’asta (un tondo d’ottone da 25 mm, lungo 1.5 m e pesante oltre 6 kg) mantenendola in posizione con un apposito supporto di legno ancorato al muro, e fissandola col cemento a presa rapida (fig. 7).

L’indomani, smontato il supporto, abbiamo iniziato ad applicare sulla parete lo strato d’intonaco (1 cm) necessario per dipingere il quadrante.

Una volta pronto l’intonaco (dopo qualche giorno) abbiamo così avuto una superficie liscia ed uniforme per ricontrollare la posizione dello gnomone: rilevandone i dati abbiamo riscontrato uno scostamento del punto gnomonico di diversi millimetri rispetto alla posizione teorica (com’era prevedibile, viste le difficoltà incontrate). Abbiamo perciò rieseguito il calcolo, ottenendo risultati appena appena diversi, ed abbiamo finalmente completato il disegno con lo schema orario corretto, scaturito dai nuovi dati reali dello gnomone.

Vorremmo ribadire, semmai non fosse chiaro, che comunque stiamo parlando di pochi millimetri su un quadrante di oltre tre metri! Anche se avessimo lasciato lo schema orario com’era all’inizio, ben difficilmente si sarebbe potuto cogliere un qualche errore nell’effetto finale, l’ora segnata dall’orologio!

Ma noi siamo pignoli, e quest’arte e questa tecnica ci appassionano: non saremmo stati in pace con noi stessi se non fossimo stati così rigorosamente precisi

Il trasferimento, con la tecnica dello spolvero, del disegno del quadrante sul pannello intonacato
A quel punto, con uno schema orario a prova d’errore e col progetto del quadrante definitivamente completato, siamo passati alla fase successiva: il tracciamento del disegno sull’intonaco.

Innanzitutto abbiamo stampato, con un plotter A0, il disegno su carta a grandezza naturale, suddividendolo per praticità in 4 fogli larghi 90 cm e lunghi 2 metri e mezzo. Quindi, uno alla volta, li abbiamo adoperati come sinopie per trasferire il disegno dalla carta alla parete (fig. 8). La tecnica che abbiamo usato è quella classica dello spolvero, nota a tutti i pittori e “collaudata” da secoli d’esperienza. Per quest’operazione, com’è noto, è necessario preparare il foglio bucherellando con un chiodo tutte le linee del disegno sulla carta affinché, appoggiato il cartone al muro e battendovi sopra il tampone con la polvere, rimangano le tracce del disegno sull’intonaco.

Ed è proprio la fase preparatoria di foratura del disegno che forse è la più “noiosa”, quella che richiede più pazienza…

Quindi i nostri pittori hanno continuato, dapprima completando il disegno a matita, poi finalmente prendendo in mano pennelli e barattoli ed iniziando a dipingere effettivamente il quadrante secondo le indicazioni del progetto esecutivo (fig. 9).

Completato il trasferimento del disegno sul muro, si inizia a dipingere il quadrante
In questa fase la preparazione dei colori è, a nostro avviso, altrettanto cruciale di quella del fissaggio dello gnomone: là si trattava del funzionamento dell’orologio, qui si tratta dell’aspetto.

La bravura del pittore infatti non è solo quella di saper riprodurre il disegno nella sua esattezza, ripassando linea per linea le forme già indicate sull’intonaco: già lo spolvero ha provveduto a facilitare quell’operazione.

No, la bravura del pittore sta soprattutto nel saper miscelare i colori, nel bilanciare le tinte, e nel saper riprodurre cromaticamente con la maggior fedeltà possibile il bozzetto fornitogli dal progettista.

Dando per scontato infatti che prima del pittore proprio il progettista abbia ragionato sui colori, che non li abbia scelti a caso, ma che li abbia provati, accostati, cambiati, e poi di nuovo accostati, ed ancora cambiati, fino a trovare la giusta combinazione, e dando quindi per scontato un serio lavoro di ricerca, un ragionamento dietro la scelta di ogni colore che compaia nel bozzetto, ecco che la sensibilità del pittore in questa fase è cruciale, appunto.

Gli ultimi ritocchi ad un dipinto eseguito a regola d’arte
Non è semplice riprodurre la stessa sensazione cromatica di una stampa su carta nella pittura su un muro: si tratta di sostanze diverse (gli inchiostri o le polveri rispetto alle vernici), di materiali diversi (la carta rispetto all’intonaco), di superfici diverse (lisce piuttosto che ruvide), e così inevitabilmente sono diverse anche le sensazioni visive, la percezione dei colori.

La luce poi si aggiunge a tutti questi fattori, giocando un ruolo fondamentale nella sensazione percettiva, e così un colore che ci sembrava soddisfacente in certe condizioni d’illuminazione può deluderci in altre condizioni.

Infine intervengono fattori soggettivi nello scegliere o giudicare un colore: lo stesso colore può piacere ad una persona e non piacere ad un’altra, comunicare una sensazione di calore o di freddezza, suscitare piacevolezza o sgradevolezza, e così via.

Sulla base di tutte queste considerazioni, perciò, il bravo pittore saprà individuare con grande precisione quel colore indicato sulla carta nel bozzetto dal progettista, e, confrontandosi anche con quest’ultimo, riuscirà a riprodurlo fedelmente sul muro com’egli lo voleva, suscitando nell’osservatore che guardi la pittura nella luce del giorno la stessa sensazione che avrebbe guardando il bozzetto originario (fig. 10).

E proprio questo risultato è ciò che siamo riusciti ad ottenere nell’orologio di palazzo Campanelli, grazie all’abilità e all’esperienza dei nostri pittori: la grande meridiana che spicca oggi sulla facciata dell’edificio è esattamente come l’avevamo concepita, nel disegno e nei colori.

Due parole infine sullo schema orario e sul funzionamento dell’orologio.

Tecnicamente un tale orologio si può definire: piano, verticale, ad angolo orario, a stilo polare, ad ore moderne, vere, locali.

Pur avendo parlato di diversi tipi di ora e di utili correzioni, non ci si spaventi per le apparenti “complicazioni”: sebbene i modi per correggere l’ora vera in ora media siano vari, così come vari sono i modi per far segnare ad un orologio la moderna ora del fuso di riferimento anziché la classica ora locale, noi ne abbiamo usato uno assai semplice e di immediata applicazione.

Il fatto fondamentale è che nell’impostazione oraria del nostro orologio (e più in generale di tutti quelli che progettiamo, quando ci è consentito dal committente) abbiamo scelto come condizione primaria di lasciargli fare il suo “lavoro”, facendogli segnare cioè la naturale ora solare, vera e locale.

Il motivo di ciò è che ci piace in questo modo conferire all’orologio un sapore più naturale, più tradizionale, meno esasperato dalle “forzature” e dalle convenzioni moderne, farlo essere cioè un orologio veramente “solare”: poi, tutt’al più, avremmo apportato le necessarie correzioni per esprimere il tempo civile, ma solo in un secondo momento.

Un cartello turistico dà informazioni sull’orologio e sul suo “funzionamento”
Normalmente in gnomonica per convertire l’ora vera in ora media è consuetudine accompagnare all’orologio l’equazione del tempo, un semplice grafico che sotto forma di curva sinuosa indica come correggere l’ora segnata dall’ombra dello gnomone: questa elementare operazione di correzione consiste nel sommare o sottrarre all’ora letta sull’orologio una manciata di minuti, secondo il periodo dell’anno.

Quanto alla correzione per l’ora del fuso, questa di solito si inserisce già nel disegno delle linee orarie, ruotandole rispetto al loro andamento “naturale”.

Be’, noi abbiamo evitato, come dicevamo, ogni tipo di forzatura nel disegno dello schema orario, lasciandolo al naturale, ma abbiamo provveduto ad indicare le correzioni opzionali tramite un apposito cartello di tipo turistico che accompagna l’orologio, e che abbiamo posizionato in un angolo di piazza dell’Aquila, alla base del palazzo (fig. 11).

Il sistema che noi abbiamo adottato (qui come altrove) è stato scelto tenendo conto che il destinatario di una simile opera è la collettività, dovendo perciò essere il più semplice possibile, per non confondere o irritare gli osservatori: così le due correzioni, quella per correggere l’ora vera in ora media, e quella per correggere l’ora locale in ora nazionale, sono applicabili in un’unica soluzione, tramite una versione localizzata dell’equazione del tempo.

Come spiega il cartello, l’unico accorgimento per conoscere la precisa ora civile attraverso il nostro silenzioso e discreto orologio celeste è quello di leggere sul quadrante l’ora segnata dall’ombra dello gnomone ed aggiungere o sottrarre i minuti necessari, secondo il periodo dell’anno.

Tutto qui.

SCHEDA TECNICA
Luogo Latitudine: 42°55'12.2" N
Longitudine: 13°50'07.7" E
Quadro Inclinazione: (verticale)
Declinazione: 52.4° E (sud-orientale)
Misure pannello: 340×238 cm
Gnomone Tipologia: stilo polare
Lunghezza: 957 mm
Diametro: 25 mm
Funzioni
  • Orologio ad ore moderne vere locali
  • Equazione del tempo localizzata
Anno 2000

Un’ultima precisazione, doverosa.

I valori angolari che definiscono il quadrante, oltre che sul cartello, sono anche stati tracciati sul dipinto, in modo volutamente discreto, praticamente invisibili dalla piazza, a mo’ di firma, nascosti tra i risvolti del cartiglio, in alto.

In particolare il valore della latitudine, arrotondato, come quello della longitudine, al secondo d’arco (entrambi presenti in alto a sinistra, come si può vedere ingrandendo la fig. 1), è però riportato erroneamente come 42°55'09" N, con un errore in difetto di soli 3 secondi d’arco, del tutto ininfluenti ai fini gnomonici! (La longitudine è invece riportata correttamente, come 13°50'08" E.)

Il motivo di quest’inesattezza è dovuto al fatto che le coordinate geografiche furono acquisite così all’epoca, da una carta topografica, con le inevitabili approssimazioni intrinseche di quel metodo: oggi, rilevate col GPS o ricavate da siti con cartografia aerofotogrammetrica o satellitare, sono ottenibili con una certa precisione in più e sono quelle riportate nella scheda tecnica qui pubblicata.

Se oggi qui puntualizziamo quanto sopra è solo per puro amore di precisione.

S·I·N·E S·O·L·E S·I·L·E·O