Qualquer objeto que projete uma sombra sobre uma superfície qualquer pode ser utilizado como um relógio de sol. Assim sendo, para facilitar o entendimento de alguns tipos utilizaremos uma classificação baseada em algumas características principais, e que já foi adotada em diversas publicações. Obviamente qualquer um pode propor uma classificação diferente, porém esta atende aos objetivos.
De forma abrangente podemos classificar os relógios de sol nos seguintes grupos:
- Aqueles que possuem a parte superior do gnômon paralela ao eixo de rotação da Terra;
- Os que se baseiam na altitude do Sol em relação ao horizonte. Também conhecidos como relógios de sol de altitude; e,
- Os que se baseiam no azimute do Sol, ou seja, o ângulo formado entre o Sol e o Norte Verdadeiro em um dado instante. Estes relógios são conhecidos como analemáticos.
Se considerarmos a superfície sobre a qual é projetada a sombra do gnômon, os relógios de sol podem ser separados nos seguintes tipos: equatorial, horizontal, vertical direto, vertical declinante, inclinado, reclinado e polar. Em posts posteriores abordaremos cada tipo mais detalhadamente.
O relógio equatorial é, provavelmente, o de mais simples construção, podendo ser instalado em qualquer lugar, desde que o ângulo formado pelo plano do mostrador e a horizontal seja igual à co-latitude (90º - latitude) do lugar. O gnômon tem, geralmente, a forma cilíndrica e é fixado perpendicularmente ao mostrador, ficando, desta forma, paralelo ao eixo da Terra. Neste tipo de relógio de sol as linhas horárias são igualmente espaçadas entre si, independentemente das variações de latitude, e a origem das mesmas é o ponto onde o gnômon intercepta o plano do mostrador. O espaçamento entre as linhas horárias é de 15º. Este relógio recebe o nome de equatorial porque o mostrador, onde estão marcadas as linhas horárias, fica num plano paralelo ao do equador terrestre. Devido à sua geometria os relógios equatoriais têm a frente do mostrador iluminada em alguns períodos do ano, enquanto em outros períodos a iluminação se dá na parte de trás.
O horizontal recebe este nome, pois o mostrador encontra-se paralelo ao plano horizontal do local. Sendo que, o gnômon deve estar alinhado com o meridiano local e apontando para o Sul verdadeiro; e, consequentemente, o ponto de origem das linhas horárias deve estar voltado para o Norte Verdadeiro (No hemisfério Norte a situação se inverte. O gnômon deve apontar para o Norte verdadeiro, enquanto a origem das linhas horárias para o Sul). Estes relógios são iluminados pelo Sol, durante o ano todo, no período entre o nascente e o poente. Neste tipo de relógio a posição do gnômon e das linhas horárias variam em função da latitude do local.
Um relógio vertical direto é aquele cujo mostrador fica perpendicular ao plano horizontal do local. Aqueles cuja face encontra-se perpendicular ao Norte ou Sul verdadeiro exigem que a posição do gnômon e das linhas horárias sejam calculadas levando-se em consideração a latitude do local. Já aqueles cujo mostrador encontra-se perpendicular ao Leste ou Oeste verdadeiro também exigem que a posição do gnômon e das linhas horárias sejam calculadas levando-se em consideração a latitude do local, porém os que têm o mostrador voltado para o Leste indicarão apenas as horas da manhã, e os para Oeste as da tarde.
O vertical declinante é aquele cujo mostrador é perpendicular ao plano horizontal, mas que não está exatamente perpendicular aos eixos Norte-Sul e Leste-Oeste. A declinação gnomônica de um plano é o ângulo formado por uma perpendicular a este e o meridiano local (direção Norte-Sul verdadeira). Já vimos em um post anterior (aqui) como determinar o Norte verdadeiro e declinação gnomônica de um plano, respectivamente. Para o projeto deste tipo de relógio é necessário levar-se em consideração, além da latitude do local, a declinação gnomônica do mostrador.
Por sua vez, os inclinados e reclinados são aqueles cujos mostradores não são horizontais ou verticais, ou seja, cujo ângulo com a horizontal do local é diferente de 0º e 90º, respectivamente. A denominação “inclinado” se aplica quando o ângulo entre o mostrador e o plano horizontal for maior do que 90º, e a de “reclinado” quando for menor. Neste tipo de relógio devem-se levar em consideração durante o projeto a latitude do local e a inclinação do mostrador.
No relógio polar o mostrador é composto de uma superfície plana que é inclinada em ângulo igual ao da latitude do lugar e alinhada com o eixo Leste-Oeste.. As linhas horárias são paralelas entre si e simétricas em relação à linha do meio-dia, sobre a qual está situado o gnômon que fica, desta forma, alinhado com o eixo Norte-Sul e, consequentemente, paralelo ao eixo terrestre. Este tipo de relógio de sol é universal, podendo ser utilizado em qualquer latitude, desde que o mostrador seja inclinado de acordo com a latitude do local.
Existem muitas outras possibilidades de superfícies para mostradores – cilíndricas, cônicas, côncavas, convexas e mesmo irregulares, porém estas serão abordadas em posts futuros.
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