Progettazione e Realizzazione di Orologi Solari


Esempi

Quadrante in maiolica
a Porto San Giorgio

Fermo

La facciata della casa con al centro la meridiana appena ultimata

Nell’estate del 2006 il nostro studio fu contattato da una giovane coppia di Porto San Giorgio, nel Fermano, che, da poco sposata ed accasatasi in un’abitazione nel pieno centro della città, aveva intenzione di completare la sistemazione della propria casa abbellendone la facciata con un qualcosa di particolare, di unico…

Ci dissero di aver pensato, dopo essersi un minimo documentati, ad una meridiana, che perciò avesse una valenza sia decorativa sia funzionale, ad un manufatto che fosse al tempo stesso un’opera d’arte ed un oggetto d’ingegno, che colpisse, che stimolasse la fantasia dell’osservatore.

Una breve ricerca in rete li aveva portati a noi, che ci dicemmo perciò ben felici di accogliere la loro richiesta: così concordammo un incontro per conoscerci, per discutere più in dettaglio le loro idee, le aspettative e le possibilità che il contesto offriva, oltre che per effettuare i necessari rilievi per impostare il calcolo dello strumento, preliminare alla progettazione del quadrante.

Di lì a pochi giorni ci recammo dunque a Porto San Giorgio e facemmo personalmente la conoscenza coi giovani coniugi e col loro bimbo, appena nato, che avrebbe avuto un ruolo importante nel progetto…

La casa dei committenti è incastonata in una stecca, un isolato lungo e stretto, appartenente ad una maglia urbana definita dalle vie ortogonali tipiche delle moderne città di mare, orientate le une parallele alla linea costiera (e alla ferrovia, alla strada statale, all’autostrada, che tutte a loro volta alla costa si allineano) e le altre trasversali, dirette al mare.

La zona della facciata scelta per collocare il pannello con lo strumento, tra le due finestre del primo piano, di cui quella di destra con le persiane sempre chiuse
Essendo quel tratto di costiera marchigiana orientato quasi in direzione nord-sud, lo stesso andamento mantengono le vie principali della città, e la via su cui dà la facciata della nostra casa non fa eccezione: più precisamente, sorgendo sul lato est della via, la facciata è esposta a ovest-sud-ovest, costituita da un paramento in mattoni, con coppie di porte e finestre su tre piani e con due balconcini, dalle linee semplici e moderne (fig. 1).

Va detto che, com’è tipico di questi centri urbani, le strade non sono molto larghe (tant’è vero che dal punto di vista della viabilità sono tutti sensi unici) e che i palazzi che le separano possono esser e alti e mantenerle spesso in ombra, ma che a dispetto di ciò la condizione nella quale si trova la nostra facciata è anomala e fortunatamente favorevole.

Infatti l’isolato parallelo al nostro, ad ovest, presenta proprio di fronte all’abitazione dei nostri clienti un’interruzione, uno spazio aperto, in effetti una piazzetta (adibita a parcheggio ed a mercato rionale), che quindi dà luce alla nostra facciata, consentendole così di poter essere illuminata dal Sole per tutto il pomeriggio. Naturalmente solo perché consapevoli di ciò i nostri committenti avevano potuto considerare la possibilità di realizzare un quadrante solare a casa loro e ci avevano chiamato, possibilità altrimenti negata se non ci fosse stato quello slargo antistante la facciata. E possibilità che quindi noi sostanzialmente confermammo durante il sopralluogo.

Dunque rilevammo la posizione della casa (le sue coordinate geografiche, latitudine e longitudine) con un GPS, quindi, ovviamente, l’esposizione della facciata, la sua inclinazione (leggerissimamente fuori piombo) e la sua declinazione, collo strumento che usiamo solitamente, il declinometro, riferendo la misura alla porzione di parete tra le due finestre del primo piano.

Il bozzetto della prima soluzione proposta ai clienti

Una volta completate queste semplici ma fondamentali operazioni di rilievo potemmo chiacchierare coi padroni di casa ed ascoltare le loro richieste, quali fossero le loro idee, il loro gusto, per definire progettualmente il manufatto che avremmo realizzato.

Fin da subito concordammo di usare la ceramica come materiale che costituisse il quadrante, sia in considerazione del fatto che un pannello in piastrelle di maiolica ben si sarebbe adattato alla superficie ed allo stile della facciata, sia per poter contare sulla maggior durevolezza possibile dell’opera (come auspicato esplicitamente dagli stessi clienti), e fu senza difficoltà che scegliemmo di dare un’impostazione semplice e moderna allo stile grafico dello stesso (come vedremo meglio più avanti), visto il contesto in cui avremmo operato.

Per quanto riguarda la collocazione e le misure del pannello non fu molto difficile individuare la zona della facciata che fosse più adatta ad accogliere l’opera né calibrarne il dimensionamento: considerando la presenza dei balconi, delle finestre, delle persiane aperte e di quelle chiuse (come sarebbero state sempre quelle della finestra di destra, più a sud, del primo piano, come ci fu garantito dai padroni di casa, che non la usavano e non l’avrebbero usata mai…), apparve chiaro che la posizione migliore e più adatta sarebbe stata proprio quella al centro della facciata del fabbricato, tra le due finestre del primo piano (che non a caso avevamo scelto per l’operazione di rilievo col declinometro), un po’ scostata sulla destra, appena fuori dalla ringhiera del balcone di sinistra, ed a pochi metri d’altezza sulla strada, ben visibile da chiunque senza difficoltà (fig. 2). Quanto alle dimensioni, sarebbero state contenute in un rettangolo alto e stretto (visto lo spazio a disposizione), entro il metro di larghezza ed il metro e mezzo d’altezza.

Il resto della chiacchierata verté quindi soprattutto sul dettaglio delle funzioni che il quadrante avrebbe accolto e svolto, mantenendo chiaro il presupposto di sobrietà dello stesso. Dunque, dopo aver illustrato ai committenti le varie possibilità, essi scelsero di implementare nel quadrante le seguenti funzioni:

  1. linee orarie vere locali;
  2. linea meridiana di New York, per scandire l’istante del mezzogiorno della “grande mela” (meta del viaggio di nozze della coppia);
  3. equazione del tempo localizzata, per correggere in un sol colpo l’ora vera in ora media e quella locale in quella del fuso di riferimento, ottenendo così dall’ora solare quella civile;
  4. curve calendariali zodiacali;
  5. curva calendariale per celebrare il compleanno del figlio.

Il progetto esecutivo dello gnomone in ottone (la sezione è parallela al triangolo stilare, non è verticale)
A corredo dello schema cronometrico avrebbero scelto un motto latino.

Infine decisero di modellare a freccia lo gnomone, con l’estremità appuntità, visto che, come anticipammo loro, l’asta sarebbe risultata piuttosto lunga e sottile, a causa della declinazione fortemente occidentale della parete.

Concordato così quanto sopra, salutammo i clienti con la promessa che li avremmo chiamati qualche giorno dopo per sottoporre loro una prima soluzione.

Una volta rientrati in sede con i dati acquisiti sul posto demmo il via al lavoro vero e proprio: il calcolo dello schema orario e calendariale e l’impostazione del quadrante dello strumento. Per il calcolo impiegammo, come al solito, il nostro programma Phoebus che ci fornì una precisa base su cui impostare il progetto grafico, progetto che sviluppammo ovviamente in ambiente CAD.

Le scelte stilistiche che operammo nella progettazione furono naturalmente aderenti a quanto stabilito coi clienti (fig. 3).

La riquadratura, come avevamo già anticipato durante il nostro incontro ed anche come apparve chiaro dalla distribuzione delle linee orarie scaturite dal calcolo (determinata dall’orientamento stesso della parete, fortemente declinante) sarebbe stata verticale, per così dire, cioè quella di un rettangolo alto e stretto, anziché largo, orizzontale. Il pannello, composto da piastrelle di maiolica, avrebbe misurato orientativamente 100×150 cm (potendo così essere costituito, ad esempio, da 24 piastrelle da 25 cm di lato).

Lo gnomone in ottone (il tondino col lamierino della punta), completo dei puntoni per ancorarlo al muro
La “freccia” dello gnomone: l’ombra della punta è importante in quanto segna la data sul quadrante (tra le linee zodiacali, colorate), mentre l’ombra di tutta l’asta segna l’ora (tra le linee orarie, nere)

Lo sfondo del pannello sarebbe stato di un neutro bianco panna, sfumato verso il celeste a ridosso del bordo superiore, appena al di sopra della linea punteggiata dell’orizzonte (a voler simboleggiare il cielo su un paesaggio, anche se a rigore, visto che lo schema del quadrante è la proiezione, ribaltata, della sfera celeste, lì ci sarebbe stato il terreno…). Le ora segnate dall’orologio sarebbero state ovviamente quelle pomeridiane, scandite però già da prima di mezzogiorno e via via fino al tramonto, verso le sette delle sere primaverili ed estive.

La grafica delle linee e delle scritte ed i loro colori ci furono suggeriti (quasi “imposti”) dallo stile proprio del fabbricato, dalla facciata, dai balconi, dalle ringhiere, dal sapore marcatamente lineare, semplice, moderno, che si ritrova anche all’interno, negli arredi: per questo, visto l’ambiente ed il contesto, ci sembrò opportuno non discostarci troppo da quello stile, e comporre il quadrante usando gli elementi essenziali senza appesantirli con decorazioni aggiuntive, e scegliendo un carattere tipografico che fosse semplice, ampio e ben leggibile (un Futura). La conferma della giusta scelta in questo senso ci venne tra l’altro proprio dal committente, quando ricevemmo la sua richiesta di usare per i simboli zodiacali il font Wingdings (ignaro del fatto che lo avessimo già scelto per conto nostro…), quanto di più adatto e coerente con lo stile di tutto il resto.

Così usammo per il nostro bozzetto numeri indo-arabi neri per le ore, con le linee di colore grigio scuro, tranne la meridiana (quella propriamente detta, la linea del mezzogiorno), di un colore giallo dorato, con la M al posto del 12 ed una campanella come ulteriore simbolo indicativo. Inserimmo anche la meridiana di New York, tracciandola però come linea punteggiata e più sottile per mantenerla secondaria come importanza rispetto allo schema orario principale, e contrassegnandola con una piccola immagine stilizzata del grattacielo simbolo della città, l’Empire State Building, accompagnato dalla sigla NY e dalla campanellina che ne indicasse la funzione, com’è tipico delle linee meridiane.

L’equazione del tempo, tracciata nello spazio libero del quadrante, in basso a destra, ed orientata per così dire “in verticale” avrebbe fornito l’indicazione per correggere, in un colpo solo (essendo disegnata in versione adattata al meridiano locale), l’ora solare in ora civile.

Il progetto esecutivo del pannello in piastrelle di maiolica per il ceramista

L’altra funzione cronometrica integrata nel quadrante sarebbe stata quella calendariale, come stabilito, pertanto calcolammo e tracciammo le linee diurne zodiacali, corrispondenti cioè alle date d’ingresso del Sole nei 12 segni nell’arco dell’anno, linee in effetti presenti in numero di 7 (coincidendo 2 a 2 dieci di esse), più una linea diurna un po’ particolare, personalizzata, essendo quella corrispondente al 16 agosto, data di nascita del figliolo Romeo (come evidenziato dal nome scritto lungo la linea stessa), del quale celebrare perciò ogni futuro compleanno ogni volta che la punta dell’ombra dello gnomone avesse lambito la linea stessa, risalendo ogni estate lungo il quadrante.

Proprio riguardo allo zodiaco ed al calendario, il significato dei colori usati per le linee diurne e per i simboli (posizionati tra le linee, al centro del periodo corrispondente, e non all’inizio, cioè sulle rispettive linee, come a volte pure si fa), che sarebbero stati poi gli stessi che avremmo ritrovato nelle iniziali dei mesi, nell’equazione del tempo, sarebbe dovuto apparire evidente: i colori più freddi dal blu al verde si sarebbero riferiti ai mesi delle stagioni invernale ed autunnale, e sarebbero sfumati via via verso i verdi ed i gialli più caldi dei mesi primaverili ed estivi.

Completano il bozzetto del quadrante il motto, DOMINUS ILLUMINATIO MEA, scelto dai committenti tra gli oltre 600 motti italiani e soprattutto latini della nostra collezione (motto in tema religioso, caratterizzato dall’iniziale di colore rosso come in certe scritture sacre, o anche nei calendari, ad indicare la festività dedicata al giorno del Signore), ed i dati dello strumento, riportati in piccolo a ridosso del bordo inferiore del pannello.

Disegnammo inoltre il necessario progetto esecutivo dello gnomone (fig. 4), che sarebbe stato realizzato interamente in ottone e modellato a freccia, costituito da un tondino da 12 mm di diametro, da un lamierino di 3 mm di spessore per la punta (punta la cui ombra avrebbe costituito il riferimento per leggere la data sul quadrante, mentre l’ombra di tutta l’asta avrebbe costituito quello per l’ora), e da due puntoni per ancorarlo al muro (due asticelle da 6 mm di diametro, la superiore delle quali a scomparsa).

Redatta così la nostra proposta progettuale, sottoponemmo ai clienti il risultato del nostro lavoro.

L’impostazione grafica e morfologica fu sostanzialmente approvata, venendoci richiesti solo piccoli ritocchi al quadrante, ritocchi soprattutto cromatici. Per accontentare i committenti apportammo dunque le seguenti modifiche:

  1. cambiammo il colore dello sfondo da bianco a beige, togliendo la sfumatura celeste in alto;
  2. prolungammo le linee, sia orarie sia calendariali, oltre l’orizzonte, verso l’alto;
  3. in conseguenza di quanto sopra spostammo il motto sulla sinistra, distribuendolo su tre righe;
  4. scurimmo tutte le linee orarie e l’equazione del tempo, tracciandole non più grigie ma nere;
  5. sfumammo i colori dei mesi più caldi (sia delle linee diurne sia dei simboli zodiacali sia delle iniziali dei mesi nell’equazione del tempo) non più verso il giallo ma verso il rosso, per richiamare il colore delle ringhiere dei balconi e della cassetta della posta, presenti sulla facciata;
  6. sulla meridiana sostituimmo la lettera M col numero 12, cambiando il colore sia della linea sia del numero da giallo oro a nero, coerentemente col resto della numerazione oraria, e rimuovemmo inoltre il simbolo della campanella;
  7. sulla meridiana di New York scrivemmo per esteso il nome della città e rimuovemmo il simbolo della campanella.

Sottoposto così un nuovo bozzetto ai clienti e ricevutane l’approvazione definitiva, potemmo dare il via al lavoro del ceramista che avrebbe realizzato il pannello in maiolica e del fabbro che avrebbe costruito lo gnomone.

Le necessarie prove di colore per riprodurre fedelmente dal punto di vista cromatico il quadrante sulla maiolica, così come l’avevamo concepito
Proprio quest’ultimo elemento fu realizzato per primo, non richiedendo lavorazioni o difficoltà particolari. Avendo già stabilito dai risultati di calcolo la lunghezza, la forma, le misure dello gnomone e dei suoi elementi costitutivi (il tondino, la punta a freccia, i puntoni per murarlo) e disegnato il progetto esecutivo (fig. 4), trasmettemmo quello al nostro fabbro, aspettando qualche giorno che questi eseguisse il suo lavoro.

Il risultato, visibile nelle figg. 5-6, fu una specie di piccola lancia dorata, una “lancetta” appunto, che, una volta murata sulla facciata della casa, avrebbe segnato l’ora e la data sul nostro quadrante.

Per il ceramista, invece, preparammo il disegno esecutivo del pannello, completo di indicazioni sui colori da usare, sugli spessori delle linee e quant’altro necessario alla riproduzione fedele del nostro quadrante sulle piastrelle di maiolica; proprio riguardo a queste ultime preliminarmente alla redazione finale del progetto avevamo concordato col ceramista quali e quante usarne, considerando che avremmo voluto realizzare un pannello delle misure di 100×150 cm, e che, come spiegato sopra, nella nostra prima impostazione avevamo considerato l’uso di piastrelle quadrate da 25 cm di lato, in numero perciò di 24 (4×6)…

Il ceramista inizia a riprodurre il disegno sulla maiolica: qui un particolare dell’equazione del tempo
Ciascuna piastrella completata con la parte di schema corrispondente viene messa da parte: qui si vedono le linee orarie serali

Quando si realizza una superficie con un disegno al suo interno si vorrebbe che questo fosse riprodotto al meglio, ben tracciato, ben leggibile, senza elementi estranei al soggetto, o disturbi che possano interferire con la lettura (specie se il soggetto è a carattere geometrico, scientifico, un disegno rigorosamente delineato e tracciato), e si vorrebbe quindi che la superficie fosse più uniforme possibile, col minimo di discontinuità, se comunque deve essere composta da elementi discreti.

Nel nostro caso le discontinuità sarebbero state le inevitabili fughe tra le piastrelle, fughe comunque presenti, anche se di larghezza nulla, avendo deciso di montare le piastrelle accostate, aderenti le une alle altre, fughe in tal caso costituite dagli smussi dello smalto lungo i bordi delle piastrelle. Be’, non potendo eliminare o nascondere tali smussi né rimuovere quelle discontinuità dalla superficie del quadrante del nostro strumento, l’unico sistema per moderarne l’effetto è quello di ridurne il numero. Come? Be’, ovviamente usando, a parità di misure finali del pannello, le piastrelle più grandi possibili.

Per questo motivo seguimmo il consiglio del nostro ceramista, che ci suggerì l’uso di piastrelle più grandi, con cui ottenere naturalmente un pannello delle stesse misure, o quasi: piastrelle di 33×25 cm, che perciò in numero di 3×6 avrebbero formato un pannello di 99×150 cm, dunque solo 1 cm più stretto di come lo avevamo dimensionato inizialmente, ma col vantaggio, apprezzabile, di eliminare un’intera fuga verticale, dovendone accogliere non più 3 ma solo 2, con meno disturbo per il disegno (invariate quelle orizzontali).

Dunque ridisegnammo l’esecutivo con le nuove fughe ed avendo ristretto il pannello di 1 cm, lo stampammo in scala 1:1 (fig. 7) e lo affidammo al ceramista, che lo avrebbe usato come cartone per lo spolvero, per trasferire lo schema progettuale sulle piastrelle.

Il lavoro, come merita un’opera artistica, ed in particolare come richiede anche di più un disegno “tecnico” come il nostro quadrante (che con lo gnomone costituisce un vero e proprio strumento cronometrico), fu eseguito senza fretta e con grande maestria dal talentuoso artista, e si svolse in un paio di settimane, durante le quali ci recammo periodicamente a seguirne le varie fasi.

Così, dopo le necessarie prove di colore per preparare gli smalti e riprodurre il disegno cromaticamente fedele al nostro progetto (fig. 8), il ceramista iniziò la riproduzione dello schema, meticolosamente e con dedizione (figg. 9-10).

Dopo un lavoro di alcuni giorni la riproduzione dello schema del quadrante sul pannello di maiolica (lo ricordiamo, composto da 18 piastrelle) fu portata a termine.

La fase successiva sarebbe stata quella di cottura.

Le piastrelle furono perciò sistemate nel forno, opportunamente ordinate ed impilate, dove sarebbero rimaste a cuocere per alcune ore (figg. 11-14).

Il forno di cottura nel laboratorio del nostro ceramista
Si iniziano a disporre le piastrelle per la cottura
Viste le dimensioni delle piastrelle, se ne dispongono un paio su ciascuno strato, e si accatastano distanziandole con opportuni elementi in terracotta
Terminata la “torre”, le piastrelle sono pronte per essere cotte, non appena chiuso ed acceso il forno

Fu così che anche il lavoro del ceramista si concluse. Con le piastrelle e lo gnomone pronti rimaneva perciò solo l’ultima operazione da compiere.

Concordato coi proprietari un appuntamento per installare l’opera, la mattina prescelta per l’intervento eravamo sul posto col nostro piastrellista e con tutta l’attrezzatura necessaria.

Il piastrellista ha appena terminato la composizione del pannello di maiolica…
… e dà gli ultimi ritocchi alle piastrelle prima del fissaggio al muro dello gnomone

Pur dovendo lavorare sulla strada (in effetti, sul marciapiede) non avemmo bisogno di permessi o autorizzazioni (come garantitoci dal committente, che si era informato in proposito presso il Comune), perciò montammo in tutta tranquillità il trabattello per raggiungere il livello del primo piano dove saremmo intervenuti.

Il nostro piastrellista svolse il lavoro in poche ore, senza difficoltà, pulendo dapprima la superficie in mattoni che avrebbe accolto il pannello, quindi stendendovi sopra una base di collante, e poi iniziando ad incollare le piastrelle, una per una e fila per fila, partendo ovviamente da quelle inferiori e procedendo verso l’alto (figg. 15-16).

Il nostro orologio-calendario in maiolica appena completato ed in funzione
Terminata questa prima fase (ed una volta pulite le piastrelle dai residui di colla e di malta), rimaneva da fissare lo gnomone al muro, operazione finale, importante e delicata.

Naturalmente con l’elemento pronto e le misure delle posizioni per i fori ed i riferimenti opportunamente calcolati e predisposti (vedi anche fig. 4), non è stato affatto difficile completare il lavoro: sarebbe stato necessario soltanto praticare due fori nel muro nelle posizioni prestabilite per murare i puntoni che avrebbero sostenuto l’asta dello gnomone, fissare questi con una resina a presa rapida, e registrare la punta dello strumento in modo che il punto gnomonico (la punta della freccia) si trovasse nella posizione prestabilita, sulla normale al piede dello stilo ed alla distanza giusta (misura dell’ortostilo), al millimetro.

A tal proposito si può vedere in fig. 16 proprio il riferimento approntato allo scopo: in alto a destra, sulla linea oraria delle 5 un quadratino di carta con il punto segnato del piede dello stilo, a 150 mm dal quale, perpendicolarmente, si sarebbe dovuto trovare il punto gnomonico.

Quest’operazione, tra i fori col trapano, l’applicazione della resina, l’inserimento dei puntoni nella parete ed il posizionamento di precisione ha richiesto solo dieci minuti.

SCHEDA TECNICA
Luogo Latitudine: 43°10'40.0" N
Longitudine: 13°47'45.6" E
Quadro Inclinazione: −0.3° (reclinato)
Declinazione: 70.1° O (sud-occidentale)
Misure pannello: 99×150 cm
Gnomone Tipologia: stilo polare
Lunghezza stilo: 595 mm (Ø 12 mm)
Misure punta: 29×74 mm
Funzioni
  • Orologio ad ore moderne vere locali
  • Equazione del tempo localizzata
  • Calendario zodiacale
Anno 2006
Al termine della mattinata il lavoro era concluso, come da previsioni (fig. 17).

Il pannello con il nuovo strumento cronometrico faceva ora bella mostra di sé al centro della facciata della casa dei nostri committenti, decorandola ed al tempo stesso comunicando quel senso di valore del tempo e della vita che essi volevano così trasmettere a quanti fossero passati lì davanti, da quel momento in poi.

La signora ci ringraziò per il lavoro svolto e per il risultato soddisfacente; il marito quella mattina era al lavoro, ma ci scrisse l’indomani per aggiungere i suoi ringraziamenti e confermare il loro apprezzamento.

E così da quel giorno a Porto San Giorgio c’è un orologio-calendario che segna silenzioso e docile le ore e i giorni, compreso quel 16 agosto che ha visto arrivare tra noi il giovane Romeo.

D·O·M·I·N·U·S I·L·L·U·M·I·N·A·T·I·O M·E·A