Progettazione e Realizzazione di Orologi Solari

Princìpi

Da sempre l’uomo ha sentito il bisogno di misurare il tempo e di controllarne il trascorrere incessante. Sin dalle epoche primitive è stato per lui vitale il poter seguire l’andamento dei cicli giornalieri e stagionali, per regolare le proprie attività. È naturale che il primo strumento di controllo del fluire del tempo sia stato il Sole, col suo sorgere e tramontare: la sua posizione in cielo, lungo l’arco diurno, indicava con sicurezza ogni momento della giornata, quanta ne era già trascorsa e quanta ne rimaneva ancora, prima che calasse la notte.

	Fig. 1

È altrettanto naturale che l’uomo abbia sùbito collegato il brillare del Sole con la sua conseguenza più diretta: l’ombra. L’ombra che l’uomo stesso, come ciascun oggetto, albero, edificio, o altro che si elevi dal terreno proietta sulle superfici vicine (fig. 1); l’ombra che generata dalla luce del Sole segue questo dall’alba al tramonto, lunga al mattino, via via più corta fino al mezzodì, e di nuovo più lunga fino allo spegnersi del Sole dietro l’orizzonte.

Da questa apparentemente banale osservazione, ecco sùbito la deduzione: adoperare proprio l’ombra per controllare il percorso del Sole in cielo, e misurare con maggior precisione la sua posizione, e quindi l’istante della giornata. A questo scopo è già sufficiente un’asta infissa nel terreno o su una lastra di pietra, oppure una colonna o un obelisco in una piazza: si hanno in questo modo degli orologi solari di tipo orizzontale, essendo orizzontale la superficie sulla quale si proietta l’ombra (fig. 2).

	Fig. 2

Se l’asta, o una qualche lamina metallica, è infissa su una parete, l’orologio solare è di tipo verticale, ma il suo funzionamento è del tutto simile al precedente (fig. 3); e sono proprio gli orologi solari verticali ad avere avuto nel corso della storia maggior diffusione: comunemente, ma impropriamente, chiamati meridiane, essi appaiono sulle pareti di case, palazzi, chiese, castelli, nelle città e nelle campagne, moltiplicandosi in forme sempre più perfezionate, che attraverso i secoli sono giunte fino a noi quali testimonianze silenziose e decorative di un’arte e di una cultura che sembravano dimenticate.

Proprio negli ultimi tempi, infatti, la diffusa tendenza a tornare alle passate tradizioni, a una vita più legata ai ritmi della natura, ha fatto riscoprire l’interesse per gli orologi solari. Molti di quelli storici sono stati restaurati, e molti vengono realizzati ex novo, in forme classiche, o di nuova invenzione.

	Fig. 3

Ora, nell’era dell’elettronica, possiamo finalmente affidarci di nuovo, con maggior libertà, alle antiche linee d’ombra, e lasciarci affascinare dal muto linguaggio con cui questi strumenti misurano il naturale trascorrere del tempo.

Il calcolo analitico, mediante formule ed equazioni, non è l’unico metodo per impostare il progetto di un orologio solare (esiste anche l’approccio geometrico-grafico, con riga e compasso), ma è certamente il procedimento più accurato e, usando un computer ed un programma, anche il più veloce e il più pratico!

Quelle che riportiamo qui di seguito sono tutte le formule necessarie al calcolo delle linee orarie di un orologio solare: considerano tutte le incognite richieste ed i casi possibili, permettendo così di calcolare l’elevazione dello stilo, l’angolo sustilare, l’angolo al polo, l’ora sustilare e gli angoli delle linee orarie per gli orologi generici, per quelli orizzontali, per quelli verticali, per quelli polari e per quelli equatoriali.

	L’elevazione dello stilo L’angolo sustilare Orologio generico    , e se , allora , e se , allora Orologio orizzontale     Orologio verticale  , e se , allora , e se , allora Orologio polare se , allora , e se , allora se , allora Orologio equatoriale se , allora  se , allora

	L’angolo P al polo L’ora sustilare t Gli angoli delle linee orarie t Orologio generico se , allora , e se , allora  se , allora se , allora , e se , allora  se , allora Orologio orizzontale come l’orologio generico Orologio verticale , e se , allora  come l’orologio generico Orologio polare se , allora , e se , allora  se , allora Orologio equatoriale

Le formule presentate qui sopra costituiscono la sintesi della teoria su cui si basa il calcolo degli orologi solari, procedure utilizzate dal nostro stesso studio, ArsGnomonica, nei nostri lavori, ed alla base del nostro programma di calcolo, Phoebus.

Per una trattazione assai più ampia ed approfondita di tutte le formule, delle incognite, del loro utilizzo, del loro calcolo, della casistica, ecc. vi consigliamo di consultare gli Appunti di gnomonica che abbiamo scritto per voi, se siete interessati al calcolo degli orologi solari, naturalmente!

Qui troverete non solo un capitolo dedicato a ciascuna incognita, ma decine di esempi di calcolo, con tanto di spiegazioni e risultati!

Potete consultare i nostri Appunti di gnomonica in formato PDF* sia online, cliccando sull’immagine qui a sinistra, sia scaricandoli in formato RAR autoestraibile (per Windows), cliccando sull’immagine qui sotto, per consultarli poi dal vostro hard-disk.

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