O único relógio de Sol conhecido até ao momento no concelho moimentense possui um círculo com 0,40m de diâmetro e situa-se no lugar do Penedo dos Trabalhos (na posse do Sr. Luís Alves), na freguesia do Vilar.
Cronologicamente, os mais antigos relógios de Sol terão surgido durante o 3.º milénio a.C. no Egipto ou na Mesopotâmia. Porém, desde muito cedo, outras civilizações, nomeadamente a grega, chinesa, maia, inca e azteca, terão desenvolvido instrumentos semelhantes. No actual território português, foram introduzidos pelos romanos, caindo em desuso com a decadência do Império, e novamente reintroduzidos pelos árabes no século XI. Largamente difundidos por todo o país, integrados em telhados e fachadas de igrejas e casas, no topo dos espigueiros, em alminhas ou como elementos independentes em jardins, os relógios de Sol desempenharam um papel fundamental no ajuste dos relógios mecânicos, os quais se desenvolveram na Europa Ocidental a partir do século XIII e foram remetendo o relógio de Sol ao papel de simples adorno.
Do ponto de vista científico, melhor nos explica o Dr. Paulo Sanches (Professor de Física e Química e investigador na área da Astronomia, no Agrupamento de Escolas de Moimenta da Beira), com o seu saber especializado, que: "o relógio de Sol é um instrumento que determina as divisões do dia através do movimento da sombra de um objecto, o gnómon, sobre o qual incidem os raios solares e que se projecta sobre uma base graduada, o mostrador ou quadrante.
Os exemplares conhecidos são, na sua maioria, obras de arte carregadas de história, cuja concepção resulta essencialmente da conjugação de dois ramos fundamentais do saber: a Astronomia e a Matemática.
Ao observar o Sol ao longo do dia, cedo o homem terá notado que este parece mover-se e terá aprendido a julgar, pela sua luminosidade e posição, a aproximação da noite. Terá também notado que os dias não eram iguais e que o frio vinha associado a dias mais curtos e ao Sol mais baixo, enquanto o calor chegava com dias mais longos e o Sol mais alto acima do horizonte. Notou ainda que a posição e comprimento das sombras dos objectos variavam durante o dia, acompanhando o movimento aparente do Sol. Estes factos estiveram certamente presentes na invenção do relógio de Sol.
Podem construir-se variantes de relógios de sol com gnómon paralelo ao eixo da terra, habitualmente denominados relógios de Sol clássicos, mudando a posição do plano do mostrador e o seu formato. Se o plano que contém as marcações estiver inclinado relativamente ao plano do equador, o movimento da sombra não é uniforme, sendo mais lento em torno do meio-dia, pelo que as marcações nesse plano não vão estar igualmente intervaladas e dependem da latitude do local onde se pretende implantar a variante a que se destinam - relógios equatoriais.
São muito comuns em Portugal os relógios clássicos em que o plano que contém as marcações horárias é horizontal - relógios horizontais - e os relógios em que esse plano é vertical - relógios verticais.
Como relógios com mostrador horizontal importa referir os relógios analemáticos. Nestes relógios o gnómon é vertical e móvel. Estes relógios não são comuns porque a localização do gnómon tem que ser acertada diariamente.
A junção num mesmo modelo de um relógio horizontal clássico e de um analemático dispensa o recurso a uma bússola para a sua orientação.
Os relógios verticais podem ser de vários tipos consoante a orientação dos planos que contêm as respectivas marcações: meridional quando perpendicular à direcção Norte-Sul e virado a Sul; setentrional quando perpendicular à direcção Norte-Sul e virado a Norte; declinante nos restantes casos.
Os relógios declinantes classificam-se em declinante oriental, que é iluminado durante a manhã, declinante ocidental, que é iluminado durante a tarde, e fortemente declinante quando o plano que contém as marcações é perpendicular à direcção Este-Oeste. Para estes últimos usam-se em geral as designações de relógio oriental e relógio ocidental.
Na construção de um relógio de Sol, deve-se sempre colocar o gnómon paralelamente ao eixo da Terra, para que o comprimento da sua sombra, que à mesma hora varia ao longo do ano, mantenha sempre a mesma direcção e assim para cada latitude as marcas das horas serão determinadas da mesma forma. Com esta invariância na direcção da sombra e à medida que o Sol efectua o seu movimento aparente (de Este para Oeste), a sombra do eixo da Terra cai no plano equatorial e move-se 15° por hora (15°=360°/24) facilitando o desenho do mostrador.
A marcação das horas num relógio de Sol raramente coincide com as horas assinaladas por um relógio mecânico. Para se adequar a hora dada pelo relógio de Sol à hora legal é necessário fazer algumas correcções:
- Em primeiro lugar, ter em conta os ajustes horários de verão e inverno (caso se esteja na hora de verão, é necessário adicionar uma hora às horas indicadas pelo relógio de Sol).
- Como o tempo legal está organizado em fusos de 15° onde a hora legal é constante, a hora dada pelo relógio de Sol necessita ser corrigida de acordo com o meridiano de referência do fuso horário do local em que se encontra. Em Portugal o meridiano de referência é o Meridiano de Greenwich. Então, por cada grau de longitude Oeste adicionam-se 4 minutos (porque cada hora corresponde a 15°, logo a 4 minutos corresponde 1°) e por cada grau de longitude Este subtraem-se 4 minutos.
- O Sol, na sua trajectória aparente na esfera celeste descreve durante um ano uma curva, a eclíptica, que tem a forma de uma elipse e cujo plano está inclinado (de 23,5°) em relação ao equador celeste. A forma da eclíptica e a inclinação do seu plano determinam que as horas solares (indicadas por um relógio de sol) não têm a mesma duração ao longo de todo o ano. Assim, definiu-se o tempo solar médio como o tempo que um sol fictício levaria a percorrer o equador celeste com uma velocidade angular constante. À diferença variável entre o tempo solar médio e o tempo solar verdadeiro ou tempo verdadeiro, medido em horas solares pelos relógios de sol, chama-se equação do tempo que está tabelada para o 5º, 15º e 25º dia de cada mês.
Nos dias 15 de Abril, 15 de Junho, 1 de Setembro e 25 de Dezembro o tempo solar verdadeiro é igual ao tempo solar médio. Só nesses quatro dias é que o dia solar, isto é, o tempo que decorre entre duas passagens consecutivas do sol no meridiano do lugar, tem 24 horas. No hemisfério norte, o atraso do tempo solar verdadeiro relativamente ao tempo solar médio é máximo em Fevereiro, chegando aos 14 minutos. Em contrapartida, no fim de Outubro o tempo solar verdadeiro excede o tempo solar médio em 16 minutos.
Imaginando que o relógio de Sol encontrado no Vilar estava em funcionamento e que assinala as 12 horas do dia 5 de Fevereiro, um relógio mecânico marcaria as 12 h e 44 min. Vejamos como se determina:
Como em Portugal, ainda estamos pela hora de inverno, não é necessário adicionar 1 hora às 12h registadas no relógio solar. Mas como Vilar está a 7,55° de longitude Oeste já temos que adicionar 30,2 minutos (4 minutos por cada grau): 12h + 30,2min = 12h:30,2min. Atendendo à equação do tempo, referida atrás, temos ainda de adicionar 14,0 minutos: 12h:30,2min + 14,0min = 12h:44,2 min."
