Progettazione e Realizzazione di Orologi Solari

Princìpi

Come si è detto, l’invenzione degli orologi solari, per rudimentali che fossero, è nata con l’uomo stesso; si può immaginare che all’inizio, nella preistoria, la loro realizzazione fosse empirica ed immediata, saltando cioè del tutto la fase di progettazione. Bastava infatti seguire nell’arco della giornata il percorso dell’ombra sulla superficie assolata e tracciare i segni corrispondenti al suo percorso: tacche o linee. Quest’operazione, però, andava ripetuta giorno dopo giorno, o a distanza di più giorni, perché, come ci si accorse, il Sole, e quindi l’ombra, non percorre lo stesso arco per tutti i giorni dell’anno: come tutti sappiamo, infatti, il Sole al mezzodì di un giorno d’estate si trova molto più alto in cielo che al mezzodì di una giornata invernale. Quindi l’arco che l’ombra percorre sulla parete, per esempio oggi, non sarà lo stesso che ha percorso una settimana fa: per ogni giorno andrà tracciato un arco. È chiaro che volendo tracciare un orologio solare completo, seguendo questo metodo, occorre un anno intero di tempo (e di Sole...), e questo è un metodo assai poco pratico.

Quando però si cominciarono a sviluppare le prime civiltà, ecco che fece la sua comparsa una disciplina, l’astronomia, che raggiunse presto risultati di tutto rispetto (dei quali possiamo stupirci ancor’oggi pensando ai Maya, agli Egizi o a Stonehenge).

Proprio grazie al progredire degli studi astronomici, infatti, si è presto raggiunto un livello di conoscenza dei moti celesti, specie negli ultimi secoli, tale da permettere, tramite calcoli rigorosi, di prevedere per ogni istante e per ogni luogo la posizione in cielo di qualsiasi astro, primo fra tutti il Sole.

Grazie ai calcoli astronomici, quindi, oggi possiamo progettare un quadrante solare completo e preciso, sia verticale che orizzontale od obliquo, da tracciare su qualunque parete di qualunque edificio, o su qualunque pavimento o piazza, o piano comunque orientato.

Sarà opportuno ricordare che ciascun quadrante solare va progettato per essere tracciato in un unico luogo; in pratica, un orologio solare progettato per la parete di una casa o la piazza di un paese non può essere riprodotto tale e quale sulla parete di un’altra casa o nella piazza di un altro paese. Questo perché nei calcoli necessari al tracciamento delle linee che compongono un orologio solare intervengono fattori unici ed irriproducibili altrove, come la latitudine e la longitudine del luogo in cui realizzare il quadrante. Questi ed altri parametri vanno misurati con la massima precisione possibile, e quest’operazione costituisce la prima e forse più importante fase del progetto: il rilievo.

Va anche ricordato, ma è quasi superfluo, che nel caso di orologi verticali la scelta della parete su cui realizzare il quadrante solare è pressoché obbligata: si tratterà sempre di pareti rivolte a sud, o anche a sud-est o a sud-ovest, ma in questi ultimi casi si dovrà rinunciare a qualche ora di luce, rispettivamente al pomeriggio o al mattino, tanto maggiori quanto maggiore è lo scostamento della parete dalla direzione del sud. Nel caso, invece, di quadranti orizzontali, da realizzare in una piazza, in un giardino, su un terrazzo, l’orientamento non ha senso; piuttosto ci si preoccuperà di scegliere uno spazio non a ridosso di edifici o alberi che posti a sud dello spazio destinato al quadrante facciano a questo da schermo per la luce del Sole. Presi quindi gli ovvi accorgimenti per ciò che riguarda le migliori condizioni ambientali, si provvederà ad effettuare il rilievo con la massima accuratezza, e ad elaborare i dati raccolti, magari al computer, per poter poi tracciare su carta, in scala o a grandezza naturale, le linee fondamentali che costituiranno il quadrante solare che si andrà a realizzare (fig. 4): questo, infatti, potrà essere decorato con cornici e motivi di qualunque forma e dimensione, secondo le scelte del committente o del progettista. Immancabile, poi, dovrebbe essere il motto (molto spesso in latino) che accompagna l’orologio, motto che serve a far riflettere, talvolta con ironia, sul significato del tempo o della vita, così come li intende l’autore o il proprietario dell’opera.

Fig. 4

Prima di completare il modello si rende necessaria una scelta per la tecnica da adottare, a seconda che si vada a realizzare un orologio verticale o uno orizzontale.

Nel primo caso si potrà scegliere tra la pittura su intonaco, l’incisione su pietra, o piastrelle in maiolica, o un mosaico, ecc. Sono tecniche che consentono, ciascuna, varie libertà espressive, sfoghi decorativi, o presentano, al contrario, limiti tecnici, e così via. Si tratterà di valutare, di volta in volta, la soluzione più adatta al contesto, o allo spirito che si vuole dare all’opera.

Nel caso di orologi solari orizzontali, senz’altro più impegnativi, si potrà trattare della pavimentazione di un ampio spazio con pietre o laterizi, sfruttandone le caratteristiche, soprattutto cromatiche, per riprodurre ad intarsio l’andamento delle linee fondamentali del quadrante; oppure, per gli orologi da giardino, si tratterà di lavorare elementi in pietra di dimensioni notevolmente più ridotte.

Una volta decisa la tecnica da adottare, si può procedere alla realizzazione dell’orologio solare.

	Fig. 5

In ogni caso grande importanza riveste il corretto posizionamento dello stilo, cioè dell’asta che genera l’ombra sul quadrante: è in gran parte da esso infatti che dipende il funzionamento dell’orologio solare, e possiamo, proprio per questo, considerarlo come la lancetta degli orologi meccanici.

Nei quadranti verticali è solitamente costituito da un’asticella metallica con l’estremità tronca, oppure appuntita, o con una piccola sfera (fig. 5). Per una migliore resa estetica, naturalmente, lo stilo verrà posizionato nel muro o nella lastra prima del tracciamento del quadrante, rendendosi infatti necessari ritocchi all’intonaco o stuccature alla pietra o alle piastrelle per richiudere il foro che accoglierà la base dello stilo.

Nei quadranti orizzontali si potrà usare anche un’asta, un palo, un obelisco, una colonna, ecc., anche in funzione dello spazio disponibile e del contesto ambientale.

Una volta realizzato l’orologio solare, esso è pronto a comunicare con noi: basta solo saperlo leggere, ma questa è un’operazione elementare, come si vedrà.

	Fig. 6

Le spiegazioni che seguono si riferiscono ad un orologio di media complessità, come quello di fig. 4, spiegato in fig. 6: un orologio verticale ad ore vere del fuso con stilo polare, cioè parallelo all’asse terrestre.

Il riferimento da controllare per leggere l’ora com’è noto è l’ombra dello stilo: la posizione in cui questa cade, rispetto alle linee orarie, ci dà il tempo vero del fuso (“vero” in quanto genuino, direttamente prodotto dai moti combinati di rotazione e rivoluzione della Terra che non hanno però un andamento costante come quello civile che usiamo normalmente; “del fuso” perché riferito al meridiano centrale del fuso, per l’Italia 15° E, anziché al meridiano locale); per avere il tempo medio del fuso (“medio”, cioè reso costante per rimediare alle irregolarità del tempo vero solare), che altro non è che l’ora segnata dai nostri normali orologi da polso, è sufficiente dare uno sguardo all’equazione del tempo (l’equazione del tempo è quel diagramma ondulato che per ogni giorno dell’anno fornisce la differenza tra il tempo vero e il tempo medio), ed aggiungere o sottrarre un certo numero di minuti all’ora segnata dall’ombra dello stilo. Tutto qui.

Per i più curiosi, possiamo aggiungere che la punta dell’ombra dello stilo, addirittura, ci dà un’informazione in più, oltre all’ora: fa anche da calendario, se sono presenti le curve di declinazione. Infatti la sua posizione rispetto a queste ultime (dette anche linee diurne) ci può dire in che giorno dell’anno ci troviamo: questo grazie alla corrispondenza costante che c’è tra la declinazione (la declinazione di un astro, quindi anche del Sole, è la sua distanza angolare dall’equatore celeste) del Sole e il corrispondente giorno dell’anno. Se, ad esempio, l’ombra della punta dello stilo cade proprio sulla curva più bassa di un quadrante verticale o su quella più a sud in un quadrante orizzontale, possiamo star sicuri che quello è il giorno del solstizio d’estate, cioè il 21 giugno (può anche essere il 22 giugno; come molti spesso dimenticano, infatti, le date di inizio delle stagioni non sono fisse ma possono variare da un anno all’altro).

Un’altra nota tecnica: si è detto che l’equazione del tempo serve per sapere quanti minuti occorre aggiungere o togliere all’ora segnata dallo stilo. Come si può notare dal diagramma nelle figg. 4 e 6 ci sono 4 giorni dell’anno in cui non occorre effettuare alcuna correzione all’ora letta sul quadrante: essi sono il 15 aprile, il 13 giugno, l’1 settembre, il 25 dicembre; in quei giorni, quindi ad esempio a sant’Antonio o a Natale, l’ora segnata dall’ombra dello stilo coincide con quella dei nostri orologi da polso, senza bisogno di alcuna correzione.

Superfluo, infine, ricordare gli innumerevoli vantaggi di un orologio solare fatto a regola d’arte rispetto ad uno meccanico, anche di ottima marca:

	è sempre preciso;
	non ha bisogno di carica;
	non s’inceppa;
	non consuma;
	non inquina;
	non è rumoroso;
	resiste all’acqua, al gelo, al vento, al solleone;
	è decorativo;
	è saggio;
	è disponibile con tutti;
	aumenta di valore cogli anni.

Trascurabili gli svantaggi:

si “ferma” di notte o con le nuvole…