Relógios solares e a sua importância para a ciência
- Camila D. S. Souza e Luís G. D. Piassa
- 4 de jun.
- 7 min de leitura
Os relógios solares são instrumentos milenares criados para medir o tempo a partir da observação do movimento aparente do Sol no céu. Seu funcionamento se baseia na projeção de uma sombra sobre uma superfície marcada com divisões que representam as horas do dia. À medida que o Sol se move, a sombra também se desloca, permitindo a leitura do horário com relativa precisão.
Estes dispositivos surgiram em civilizações antigas, como na Babilônia e no Egito, e se espalharam por todo o mundo ao longo dos séculos. Durante muito tempo, foram as principais referências para a marcação do tempo, organizando não apenas a vida cotidiana, mas também eventos religiosos e agrícolas.
Em igrejas medievais, por exemplo, eram usados para indicar as horas de oração, enquanto em áreas rurais ajudavam os agricultores a planejar o trabalho conforme a luminosidade do dia. Mais do que simples marcadores de hora, os relógios solares contribuíram também para o avanço da astronomia e da matemática, oferecendo às civilizações antigas uma forma de compreender os ciclos celestes. Eles marcaram o início de uma relação mais precisa entre os humanos e o tempo, influenciando diretamente a construção dos primeiros calendários e noções de cronologia. Por sua simplicidade e engenhosidade, representam um marco na história da ciência e da tecnologia.
O primeiro modelo de relógio solar de que se tem registro surgiu por volta de 1500 a.C., na região da Babilônia. Era um dispositivo bastante simples, composto basicamente por uma haste fincada verticalmente no solo, chamada de gnômon, que projetava uma sombra sobre o chão. Os babilônios marcavam as posições da sombra em diferentes horários do dia para criar uma referência temporal. Com o tempo, outras civilizações, como os egípcios, gregos e romanos, aprimoraram esse modelo.
Os egípcios desenvolveram versões portáteis feitas de pedra, com marcações mais detalhadas. Já os gregos introduziram formas geométricas mais complexas, como os relógios solares hemisféricos, que permitiam uma leitura mais precisa ao longo do ano.
Durante o Império Romano, os relógios solares foram amplamente utilizados em espaços públicos, com designs mais decorativos e científicos.
Na Idade Média, seu uso se difundiu ainda mais, especialmente em igrejas e mosteiros, onde marcavam os momentos exatos para as orações. No período islâmico medieval, estudiosos aperfeiçoaram o cálculo das horas solares, considerando a latitude do local e o movimento aparente do Sol.
Durante o Renascimento, os relógios solares passaram a ter também valor artístico e arquitetônico, sendo integrados a fachadas de edifícios e jardins. A evolução desses instrumentos mostra como diferentes culturas buscaram entender e se organizar a partir do tempo solar, aperfeiçoando o uso da sombra como medida do dia. Esses avanços foram fundamentais para o desenvolvimento posterior da Astronomia, da Cartografia e da medição do tempo em escala global.
Figura 1 - Modelo de relógio solar egípcio
Fonte: Conselho de Administração do Museu de Ciências de Londres
Ao longo da História, diferentes tipos de relógios solares foram criados, cada um adaptado às variadas latitudes, superfícies e funções específicas. Embora todos compartilhem o mesmo princípio básico, eles diferem bastante na construção, na precisão e na orientação. Por isso, calibrar e ajustar corretamente cada tipo é fundamental para garantir a exatidão na medição do tempo. A seguir, vamos conhecer os principais modelos de relógios solares e como realizar a calibração adequada para cada um deles.
Relógio Solar Horizontal
Esse é um dos modelos mais comuns e simples de relógio solar. Ele consiste em uma superfície plana e horizontal com linhas horárias marcadas, sobre a qual está fixado um gnômon — a haste que projeta a sombra.
Para funcionar corretamente, o gnômon deve estar inclinado exatamente no ângulo da latitude do local onde o relógio será usado, pois ele precisa apontar para o Polo Celeste (Norte no hemisfério norte, Sul no hemisfério sul).
À medida que o Sol se movimenta no céu, a sombra do gnômon se desloca ao longo da superfície, indicando as horas com base nessa posição. A calibragem envolve ajustar essa inclinação e desenhar as linhas horárias levando em conta o movimento aparente do Sol, o horário local e o fuso horário da região, garantindo assim uma medição precisa do tempo.
Figura 2 - Relógio solar horizontal
Relógio Solar Vertical
Esse modelo é geralmente instalado em paredes voltadas para o norte ou sul e foi muito utilizado em fachadas de igrejas e edifícios antigos. O gnômon é fixado de forma perpendicular ao plano da parede, e as linhas horárias são traçadas de acordo com a orientação solar local. Para calibrar corretamente, é necessário calcular o ângulo exato das linhas com base na posição da parede e na latitude do local, utilizando princípios de trigonometria.
Dessa forma, a sombra projetada acompanha com precisão o movimento do Sol ao longo do dia, indicando as horas reais.
Figura 3 - Relógio solar vertical
Relógio Solar Equatorial
Esse tipo de relógio possui uma superfície alinhada paralelamente ao plano do Equador celeste, com um gnômon perpendicular a ela, sempre apontando para o polo celeste. Por estar alinhado com o eixo da Terra, seu funcionamento é altamente preciso, sendo muito utilizado em estudos astronômicos.
As linhas horárias são traçadas de forma uniforme, com espaçamento de 15° entre cada uma, facilitando bastante a leitura. A calibragem também é mais simples em comparação a outros modelos, exigindo apenas o alinhamento correto do plano do mostrador com o Equador celeste e o ajuste do gnômon para refletir fielmente o movimento aparente do Sol.
Figura 4 - Relógio solar equatorial
Relógio Solar Polar
Esse modelo tem o plano do mostrador alinhado com o eixo de rotação da Terra, e o gnômon fica sobre esse mesmo plano. Como resultado, a sombra projetada gira de forma uniforme, o que facilita bastante a marcação do tempo. Embora seja menos comum, é um instrumento muito didático e útil para entender a relação entre o movimento da Terra e a passagem das horas.
Para calibrar, é necessário posicionar o plano do mostrador de modo que ele fique paralelo ao eixo terrestre, ou seja, com uma inclinação igual à latitude do local. As linhas horárias são desenhadas considerando a rotação constante da Terra, garantindo uma leitura simples e eficiente.
Figura 5 - Relógio solar polar
Relógio Solar Analemático
Esse modelo se destaca por seu formato interativo e diferente dos demais. Possui um mostrador elíptico construído no chão e não tem um gnômon fixo, em vez disso, a própria pessoa ou um pino móvel deve ser posicionado de acordo com a data do ano. A sombra projetada por esse “gnômon humano” indica as horas conforme a posição do Sol.
A calibragem envolve a construção precisa do mostrador elíptico, com as linhas horárias traçadas geometricamente, e a criação de uma escala de datas que determina onde o gnômon deve ser colocado a cada dia do ano. Por sua característica lúdica e educativa, é bastante usado em praças, parques e espaços públicos.
Figura 6 - Relógio solar analemático
Relógio Solar Portátil
Esses modelos compactos foram muito populares entre navegadores, viajantes e estudiosos durante o século XVII, por permitirem a medição do tempo em movimento. Pequenos e engenhosos, muitos utilizavam fios, dobradiças e até bússolas para facilitar sua orientação.
A calibragem depende da correta posição do instrumento em relação ao Norte verdadeiro, geralmente com o auxílio de uma bússola. O gnômon, que pode ser um fio ou uma haste, deve ser alinhado com o eixo da Terra. Como estes relógios eram usados em diferentes regiões, o usuário precisava ajustar a inclinação do gnômon conforme a latitude local para que a sombra indicasse corretamente as horas.
Figura 7 - Relógio solar portátil
Fonte: https://www.mercadordeantiguidades.com.br/2055da/relogio-de-sol-portatil-mediana-is-joao-da-silva-portugal-original-da-segunda-metade-do-seculo-xix
Relógio Solar de Anel (ou Anular)
Esse modelo elegante e portátil consiste em um anel metálico com marcações horárias ao longo de sua superfície e um pequeno orifício por onde passa um feixe de luz solar. À medida que o Sol se move, o ponto de luz atravessa o orifício e projeta-se no interior do anel, indicando a hora.
Para calibrar corretamente, é necessário alinhar o plano do anel com o eixo da Terra e posicionar a abertura voltada diretamente para o Sol. Além disso, o anel deve ser ajustado conforme a latitude do local, garantindo que o feixe de luz atinja o ponto correto das marcações. Compacto, sofisticado e funcional, esse tipo de relógio era ideal para medições em viagens e demonstrava um grande refinamento técnico.
Figura 8 - Representação de um relógio solar em forma de anel
Fonte: SILVA e NEVES, 2020
Podemos concluir que os relógios solares são mais do que simples instrumentos de medição do tempo, eles representaram um divisor de águas na história da ciência e da civilização humana. Seu uso milenar impulsionou avanços em diversas áreas do conhecimento, como a astronomia, a matemática, a cartografia e até mesmo a arquitetura.
Estes dispositivos permitiram que as sociedades organizassem suas atividades cotidianas de forma organizada com os ciclos naturais, tornando possível o desenvolvimento dos primeiros calendários, a definição de horas canônicas e a observação sistemática dos fenômenos celestes.
A importância dos relógios solares vai além de sua função prática: eles simbolizam o início da tentativa humana de compreender e controlar o tempo, um dos conceitos fundamentais para a vida em sociedade. As medições precisas de sombra e luz abriram caminho para tecnologias mais sofisticadas, como os relógios mecânicos e, posteriormente, os sistemas de navegação astronômica, satélites e relógios atômicos.
Além disso, em contextos educacionais modernos, esses instrumentos continuam sendo ótimas ferramentas para o ensino de conteúdos interdisciplinares — como a relação entre o movimento da Terra, a posição do Sol, a geometria e os fusos horários — reforçando seu valor histórico, científico e cultural.
Referências
AZEVEDO, S. S. M. et al. Relógio de sol com interação humana: uma poderosa ferramenta educacional. Revista Brasileira de ensino de Física, v. 35, n. 2, 2013.
NEVES, M. C. D. Astronomia do fazer: alguns instrumentos úteis para a compreensão dos fenômenos do céu e da história da astronomia. Research Gate, 2020. Disponível em:
https://www.researchgate.net/publication/260384440_ASTRONOMIA_DO_FAZER_ALGUNS_INSTRUMENTOS_UTEIS_PARA_A_COMPREENSAO_DOS_FENOMENOS_DO_CEU_E_DA_HISTORIA_DA_ASTRONOMIA. Acesso em: 08 de jun. de 2025.
LUCCA, G. F. L. O relógio solar. Física em classe, 2015. Disponível em: https://fisicaemclasse.blogspot.com/2015/05/o-relogio-solar.html. Acesso em: 08 de jun. de 2025.
SILVA, J. A. P.; NEVES, M. C. D. A perspectiva anamórfica de Hans Holbein: o início da perspectiva preparatória de Galileo e Cigoli no Sidereus Nuncius. Research Gate, 2020. Disponível em: 341850053_A_perspectiva_anamorfica_de_Hans_Holbein_o_inicio_da_perspectiva_preparatoria_de_Galileo_e_Cigoli_no_Sidereus_Nuncius_The_anamorphic_perspective_of_Hans_Holbein_the_beginning_of_the_perspective_of_Gal. Acesso em: 08 de jun. de 2025.
Astronomia sem telescópio: Relógio de sol equatorial. Espaço ciência viva, 2025. Disponível em: https://cienciaviva.org.br/astrelogiosolequatorial/. Acesso em: 08 de jun. de 2025.
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