Progettazione e Realizzazione di Orologi Solari


Esempi

Doppio quadrante in maiolica

Ascoli Piceno

La casa dell’autore con l’orologio sopra al portone
Arriva il momento, prima o poi, in cui uno gnomonista vuol pensare anche a se stesso.

Dopo aver progettato svariati orologi per le abitazioni altrui anche il sottoscritto infatti ha sentito il forte desiderio di realizzare per la propria casa un’opera che fosse come un biglietto da visita, che ne comunicasse lo spirito e che naturalmente fosse anche decorativa.

La facciata dell’abitazione, su un viale di platani, è rivolta proprio a sud ed è perciò “baciata” tutto il giorno dal Sole (fig. 1).

Ciò che volevamo rendesse particolare quest’orologio sarebbe dovuta essere, nelle nostre intenzioni, l’immediatezza della lettura, vale a dire la semplicità nel conoscere l’ora, senza correzioni, somme o sottrazioni da calcolare: l’ora e basta!

Pensavamo al profano, che spesso davanti a quadranti con linee e grafici che danno l’ora vera solare da correggere in ora media, non capisce subito il meccanismo aritmetico da applicare, benché semplice, e tira dritto (magari scuotendo la testa…).

Oppure pensavamo allo stesso profano, che davanti ai più semplici quadranti in tempo vero, senza correzioni, legge facilmente l’ora, ma non capisce perché sia diversa da quella civile, e ne “deduce” che l’orologio è sbagliato (sempre scuotendo la testa…).

Gli orologi solari infatti, per loro natura, segnano con l’ombra l’ora scandita quotidianamente dal Sole, e fin qui niente di strano. Quello che però molti dimenticano è che l’ora indicata dal Sole non è affatto l’ora civile che tutti conoscono, dall’andamento costante e riferita convenzionalmente ad un fuso particolare, ma un’ora più capricciosa (se adesso è mezzogiorno solare, il mezzogiorno solare di qui a 10 giorni non avverrà tra 240 ore esatte, ma ad esempio con qualche minuto di anticipo) e locale (se adesso è mezzogiorno solare a Bari non sarà affatto mezzogiorno solare anche ad Aosta, dove scoccherà solo tra quaranta minuti).

Schema di calcolo. Alle linee orarie è applicata la sola correzione-fuso, ruotandole
Schema di calcolo. Alle linee orarie è applicata sia la correzione-fuso, ruotandole, sia la correzione per il tempo medio, con le lemniscate
Schema di calcolo. Le lemniscate vengono sdoppiate per semplificare la lettura: qui, ad esempio, il quadrante inverno-primavera

Di solito gli anticipi ed i ritardi del tempo solare rispetto al tempo medio e lo scarto dovuto al fuso vengono corretti, rispettivamente, inserendo un grafico e disegnando le linee orarie ruotate rispetto al normale.

In ogni caso c’è sempre un’operazione di somma algebrica da effettuare per correggere l’ora solare in ora civile. Ed era proprio quello che volevamo evitare, per non confondere i più pigri, o addirittura insospettire i più diffidenti!

“Perché mai”, potrebbe pensare qualcuno, “dovrei fare tutte queste manovre per sapere l’ora? Non si può fare un orologio che dia subito l’ora corretta?!”

In effetti un sistema c’è: basta tenere conto in partenza delle due correzioni, già dal momento del progetto dell’orologio. In questo modo lo schema di linee orarie che scaturisce dal calcolo contiene già nella propria forma, nel proprio andamento le correzioni suddette, senza bisogno d’altro: l’ora segnata da un tale orologio è direttamente quella civile. Punto e basta.

Le linee orarie, però, in questo modo non rimangono più rette, come in fig. 2: lo schema del quadrante si aggroviglia un po’, come in fig. 3

Immaginate che al posto di ciascuna linea oraria sia tracciata una curva chiusa a forma di 8 stretto e allungato: questa curva si chiama lemniscata. Il quadrante così disegnato si presenterebbe non più come una raggiera di linee rette, ma come un ventaglio di lemniscate.

Se da un lato questa modifica dello schema può risultare esteticamente più gradevole, movimentando il disegno, altrimenti troppo freddo e troppo rigido, dall’altro può sconcertare o disorientare, paradossalmente complicando ciò che si voleva semplificare.

Per questo motivo, adottando questa soluzione delle correzioni intrinseche allo schema, si preferisce spesso sdoppiare il disegno in due serie di semi-lemniscate (tutto questo ovviamente è reso facile ed immediato se si progetta con un computer ed un programma idoneo).

In questo modo il quadrante viene ripetuto due volte: in uno si tracciano le semi-lemniscate per due stagioni dell’anno, inverno e primavera, nel quale le curve hanno una forma ad S molto stretta ed allungata (fig. 4), mentre nell’altro si tracciano le semi-lemniscate complementari, per l’estate e l’autunno, a forma stavolta di S ribaltata.

Questa è proprio la scelta che abbiamo operato per il nostro orologio.

Come si può vedere dalla foto in fig. 5, il quadrante presenta appunto la particolarità di essere doppio, con due ventagli di linee curve, per due coppie di stagioni, con due serie di numeri.

Il quadrante di sinistra “lavora” in estate e in autunno, quello di destra in inverno e in primavera.

Il doppio quadrante in maiolica
Le linee orarie sono scandite ogni quarto d’ora, con quelle dell’ora intera tracciate più spesse e quelle dei quarti d’ora tracciate più sottili.

Avrete notato, inoltre, che per ciascuna linea oraria l’ora corrispondente, su entrambi i quadranti, è segnata due volte, in alto e in basso alle estremità della linea: le ore segnate in alto sono ore solari (autunno e inverno), quelle in basso sono ore “legali” (primavera ed estate). Il motivo di questa impostazione è evidente: quando l’ombra sale e si muove nelle stagioni autunnale ed invernale l’ora deve essere quella solare, in vigore in quel periodo; viceversa quando l’ombra scende e raggiunge le stagioni primaverile ed estiva, è più pratico che si esprima l’ora in vigore allora, cioè quella “legale”. In questo modo dovrebbe essere ancora più immediata la lettura dell’orologio, speriamo!

È evidente, poi, che in un orologio come questo, con due quadranti, anche gli gnomoni dovrebbero essere due. Invece, come si vede, abbiamo preferito usare un solo gnomone.

La ragione di tale scelta è quella che dicevamo all’inizio: per dare l’ora, a chi legge l’orologio, in maniera il più possibile immediata, semplice e senza ambiguità, non potevamo assolutamente installare due gnomoni che producessero due ombre e che segnassero due orari, purtroppo diversi…! Anche se il quadrante su cui leggere l’ora è chiaramente indicato dal nome della stagione in corso…

No, dovevamo per forza usare uno gnomone per volta. È chiaro però che in questo modo lo gnomone va spostato ogni sei mesi da un quadrante all’altro, ma abbiamo preferito questo piccolo sacrificio al rischio di generare dubbi nei passanti…

Due parole infine sui materiali e le tecniche adottati per questo orologio.

Innanzitutto il pannello rettangolare, che misura 122×82 cm, è realizzato in maiolica, ed è formato da dieci piastrelle, decorate dal nostro ceramista. La scelta della maiolica, così come del motivo ornamentale a foglie d’edera e del tipo di carattere usato per le scritte, è dovuta al fatto che l’abitazione presenta una facciata dalle linee vagamente liberty (è stata costruita nei primi anni del ’900).

SCHEDA TECNICA
Luogo Latitudine: 42°50'57.7" N
Longitudine: 13°34'26.1" E
Quadro Inclinazione: (verticale)
Declinazione: 2.1° E (sud-orientale)
Misure pannello: 122×82 cm
Gnomone Tipologia: stilo polare
Lunghezza stilo: 137 mm (Ø 6 mm)
Diametro piastrina: 80 mm (foro: Ø 8 mm)
Funzioni
  • Orologio ad ore moderne medie del fuso
Anno 1998

Lo gnomone è costituito da un tondino d’ottone da 6 mm che porta all’estremità una stella di rame a 12 punte con un foro al centro: è proprio il foro a segnare l’ora, non già con l’ombra, ma al contrario col raggio di luce che lo attraversa.

La soluzione tecnica che abbiamo adottato per consentire la mobilità dello gnomone è stata quella di fissare nei due fori praticati nelle piastrelle altrettanti dadi, opportunamente modificati, nei quali poter avvitare l’estremità filettata del tondino.

Il lavoro si è svolto tra la fine dell’estate e l’inizio dell’autunno 1998, ed ha richiesto un paio di settimane.

(Si noti che le coordinate geografiche riportate sul pannello sono inesatte — solo pochi secondi d’arco di differenza, assolutamente irrilevanti ai fini gnomonici! — ma così furono acquisite 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.)

Naturalmente invitiamo tutti quelli che passano da queste parti a dare un’occhiata al nostro orologio, e magari a venirci a salutare!

~ Epilogo ~

Dopo 17 anni di onorato servizio, nell’estate (boreale) 2015, il nostro ha cessato di funzionare: lo gnomone (neanche maggiorenne) è stato definitivamente rimosso. Ora rimane superstite solo il quadrante.

Il motivo di una così sofferta decisione è stato solo di ordine pratico: non era più possibile per il proprietario (il sottoscritto) continuare per tutta la vita ad arrampicarsi ogni sei mesi su una scala e spostare lo gnomone di qua e di là; men che meno fissare all’orologio un secondo gnomone (per i motivi discussi sopra)…

In effetti il “piccolo sacrificio” immaginato all’inizio stava diventando un incubo…

Quindi la drastica scelta.

P·A·R·L·O C·O·N L’·O·M·B·R·A,
T·A·C·C·I·O C·O·N L’·O·M·B·R·A