Tempus fugit

Come costruire 

un quadrante 

solare orizzontale

ricerca di Claudio Mercatali

In natura che cosa c’è di meglio del moto del sole per misurare il regolare fluire del tempo? Volendo essere pignoli bisognerebbe distinguere due casi: la meridiana marca solo il mezzogiorno, ossia l’altezza massima del sole, che si coglie con la lunghezza minima di un’ombra, invece l’orologio solare ha una serie di linee orarie che indicano lo spostamento dell’ ombra di uno stilo infisso. Però nel linguaggio comune in ogni caso si usa il termine meridiana.

Gli orologi solari possono essere: verticali da parete e orizzontali da pavimento. Oggi ci occuperemo di questi ultimi, che sono più facili da costruire. Per fare il quadrante serve una lastra piana e uno gnomone, ossia uno stilo piantato su di essa con l’inclinazione pari alla latitudine del luogo, che per Marradi è di 44° 04’ 24’’ da approssimare a 45°. Il quadrante deve stare orizzontale e con la punta dello gnomone rivolta esattamente a nord. Occorre accertarsi che nel giro di qualche metro non ci sia del ferro, come una ringhiera o un piedistallo, perché l’ago della bussola ne risente. 

Se c’è si deve abbandonare la bussola classica e usare quella del telefonino, che è satellitare. Se questa modernità vi sdegna potreste mirare alla stella polare con lo stilo, sdraiati in terra, con un metodo di puntamento più romantico ma meno preciso. Fatto questo si segnano le posizioni dell’ombra: a mezzogiorno è proprio in linea con lo gnomone e nelle ore precedenti o successive forma un angolo più o meno ampio. Se le linee orarie sono state tracciate bene si otterrà una raggiera simmetrica rispetto alla linea del mezzogiorno.

Il tempo vero locale

Una meridiana fatta come abbiamo detto non segna l’ora degli orologi, perché:

Primo: Gli orologi segnano il mezzogiorno del meridiano dell’Etna, quello ufficiale per quasi tutti i paesi della CEE. Questo meridiano è a 15° di longitudine, mentre Marradi è a 11°36’39’’ (facciamo 12° per semplicità). Siccome la Terra ruota di 15° ogni ora, cioè di 1° ogni 4 minuti, la meridiana segna le ore 12 quando l’orologio segna le 12 e 12. Dunque per effetto del fuso orario l’ora delle meridiane qui da noi è sempre in ritardo di quasi un quarto d’ora rispetto all’ora civile.

Secondo: Siccome l’orbita terrestre non è un cerchio ma una ellissi e l’asse terrestre è inclinato l’ombra dello stilo non marca l’ora sempre allo stesso modo ma c’è una variazione di mese in mese. C’è un diagramma, detto equazione del tempo, che riassume questo fatto ed è qui sotto. Come si vede la meridiana ritarda di quasi un quarto d’ora in gennaio – febbraio e anticipa di altrettanto in ottobre – novembre.

Dal complesso di queste cose viene che la meridiana ritarda quasi di mezz’ora in febbraio (12 minuti per il fuso più 15 minuti per l’equazione del tempo) mentre segna come un orologio in novembre (12 minuti di ritardo per il fuso ma 15 di anticipo per l’equazione del tempo). Negli altri mesi si verificano tanti casi intermedi. Dunque ricavare l’orario con l’ombra è maledettamente difficile e la maggior parte delle persone guarda la meridiana, dà un’occhiata all’orologio e arriva alla conclusione che è stata costruita male o ha lo gnomone torto.

Il tempo vero del fuso

Per evitare questo si può adottare qualche accorgimento: segnamo le righe sul nostro quadrante come indicato nella figura accanto al titolo e così elimineremo l’errore dovuto al fuso orario. E’ chiaro che questa è una aberrazione per un purista ma la maggior parte dei costruttori di meridiane lo fa per evitare critiche. Invece le variazioni dovute all’ equazione del tempo le dobbiamo subire. L'equazione del tempo ha una forma difficile da ricordare (vedi qui sopra), però ci aiuta il “telefonino” che in realtà è un potente computer che ci fa vedere l’andamento dell’ equazione e possiamo così correggere quello che dice la meridiana a seconda dei mesi .

La linea dei solstizi e degli equinozi

Il 21 giugno il Sole raggiunge la massima altezza nel cielo e quindi l’ombra è di lunghezza minima. Se segnamo un punto ad ogni ora di questo giorno e poi una riga, otteniamo una curva che si chiama Curva del solstizio d’estate e anno dopo anno il 21 giugno la punta dello gnomone la percorrerà. Il 22 dicembre succede il contrario, con un’ombra lunga che percorre la Curva del solstizio d’inverno. Marcando la punta delle ombre al 21 di marzo si ottiene la Linea degli equinozi,  che la punta dell’  ombra toccherà di nuovo all’equinozio d’autunno (23 settembre).

Queste sono le tracce fondamentali di ogni orologio solare spesso accompagnate dai simboli dei segni zodiacali di quei mesi. I raffinati aggiungono anche altro: la linea della data di nascita dei figli, del loro compleanno o qualche altra ricorrenza lieta.

Il motto

Fatto tutto questo non rimane che pitturare la lastra o inciderla a seconda del proprio gusto, così come si può vedere nelle immagini di Internet. Ogni meridiana ha un motto, che può essere una sentenza in italiano o in latino. Per esempio: tempus fugit, che è il titolo di questo post o cogli l’attimo. I motti più curiosi sono quelli che riportano una frase arguta, come se fosse la meridiana a dirla: sine sole sileo (senza il sole sto zitta) oppure horas non signo nisi serenas (non segno le ore se non sono serene) o aqua ruit, sol fulget ego silenter tibi loquor (l’acqua scorre, il sole risplende e io in silenzio ti parlo).

Le mie meridiane

Questa è sulla colonna del cancello di casa mia: per leggerla dalla finestra ho messo uno gnomone lungo, ho marcato la Linea degli equinozi con l’ Ariete e la Bilancia e la Curva del solstizio d’inverno non c’è perché in quei mesi la casa di fronte fa ombra. Il gallo che è in basso a destra guarda in alto verso est perché è un animale mattutino, ma non credo che lo faccia veramente quando canta. Il diagramma dell’ Equazione del tempo è un ferretto curvo e ricurvo avvitato sul quadrante. E’ un giorno di metà autunno perché l’ombra oltrepassa molto la linea degli equinozi. Che ore sono? L’ombra segna cinque minuti prima del mezzogiorno, però l’equazione del tempo dice che in novembre le meridiane anticipano di un quarto d’ora e quindi all’orologio sono circa le undici e quaranta.

Quest’altra meridiana è nel giardino della casa di campagna: ha uno gnomone a triangolo, segna dalle sei di mattina alle sette di sera e volendo anche oltre, come succede per i quadranti orizzontali esposti al sole pieno. L’ombra non tocca la linea retta e quindi siamo vicino all' equinozio. Quello di primavera o di autunno? E' l'equinozio di primavera, perché ci sono i fiori non ti scordar di me nell'erba a destra. Che ore sono? L’ombra segna le tre meno dieci ma l’equazione del tempo dice che a fine marzo le meridiane ritardano di una decina di minuti e quindi all’orologio sono le tre precise.

 

Per approfondire

Nel blog: Francesco Catani, Al sol misuro i passi
Su internet: www.Come costruire un quadrante solare orizzontale