da vicino, nessuno è “in bolla”!

premessa

Questo articolo è il frutto di alcune riflessioni e di qualche piccolo approfondimento, che mi sono capitate di fare qualche mese fa, quando ho avuto la necessità di appendere al muro dei simpatici appendiabiti a forma di sedia.

le tre “sedie” appendiabiti

Sono 3 distinti appendiabiti, da appendere ognuno per conto suo, avvitandoli ai tasselli da predisporre sulla parete: ben 2 tasselli ad appendiabito, per un totale di ben 6 fori da fare sulla parete!!

Ho voluto allineare i 3 appendiabiti, e per farlo ho dovuto segnare sulla parete, con la matita, delle piccole croci sulla posizione dei fori per i tasselli. Mi sono assicurato che tutti i segni fossero allo stesso livello… che fossero “in bolla“!


la livella

Per farlo ho adoperato uno strumento che uso ormai da qualche anno. Si tratta di una livella laser autolivellante; è uno strumento che proietta un segno orizzontale (e uno verticale) con un laser rosso. Generalmente viene montata su un cavalletto simile a quello per le macchine fotografiche. Lo strumento è, per l’appunto, autolivellante: non occorre fare nulla per regolare questi segni orizzontali e verticali (nessuna vite o regolazione).

Da appassionato di fai da te, posseggo diversi strumenti (credo troppi e qualche volta anche doppi), e tra questi anche un paio di livelle più tradizionali.

mini-livella tascabile… rosa!
una livella montata sul fusto di una penna
livella sferica sulla piastra di cavalletto per macchina fotografica

la livella in topografia

la livella, nella sua versione di “livella sferica” e anche in quella di “livella torica”, è presente in tutti gli strumenti topografici.

una livella sferica su stazione totale

Ogni stazione totale possiede almeno una livella sferica e una livella torica (a volte quest’ultima è “digitalizzata” e la vedete all’interno delle interfacce dei computer a bordo delle stazioni), necessarie per la prima fase di messa in stazione dello strumento.

3 livelle (sferica, torica e “digitale”) sulla stazione totale
qualche volta, in campagna, abbiamo anche degli aiutanti!

Da topografo conosco bene l’importanza del “mettere in stazione” lo strumento topografico e di tenere “in bolla” la palina reggi-prisma!

Queste operazioni sono fondamentali e vanno sempre eseguite con la massima cura: sia mentre mettiamo in stazione lo strumento che quando, con la palina e prisma rileviamo un punto!

Uno strumento (o una palina reggiprisma) “fuori bolla” altera i risultati di un rilievo e non è così semplice e nemmeno tanto banale, in seguito, verificare i dati acquisiti… ed è praticamente impossibile rettificarli!!

Ad esempio, non mettere bene in bolla la palina, mentre misuriamo un punto, altera inevitabilmente (e non di poco) la posizione del punto!

il fuori bolla di un punto rilevato con la stazione totale

Nel caso della foto qui sopra, potrebbe non essere un gran problema, dato che si trattava di un punto non particolarmente caratteristico, rilevato solamente per approssimare un bordo asfalto in quella che poi sarebbe stata la planimetria di inquadramento del rilievo.

Ma se un “fuori bolla” del genere capitasse durante il rilievo di una stazione di poligonale… beh, allora si che l’errore di fuori bolla sarebbe intollerabile!

…a gran fatica mi trattengo nel perdermi su considerazioni teorico-pratiche in materia di “messa in bolla” e di “verifica e rettifica” degli strumenti topografici; credo che l’argomento meriti una trattazione a sè e più completa che una breve nota in questo articolo. 🙂


con il trapano in mano

Mi sono sempre interessato di capire come funziona uno strumento, specialmente uno strumento di misura, quali sono i principi (fisici) alla base del suo funzionamento.

…e come non pensarci, con un trapano in mano, sospesi in quell’attimo prima di mettere in funzione la punta da muro appoggiata al segno a matita, posto precisamente sul fascio rosso del laser?? 🙂

Alcuni anni fa, mi è anche venuto in mente di prendere la stazione totale e misurare alcuni punti posti sul fascio laser orizzontale proprio di quella livella, in modo da verificare se fosse veramente accurata!

…quando si dice “avere buon tempo”…!!

Non fraintendetemi…non è che ricorro alla topografia e alla stazione totale quando appendo un quadro in casa!

…è che a volte mi viene da rifletterci.

E mi piace fare qualche ricerca e studiarci un pò su. Niente di accademico!


come funziona una livella?

Premessa: la livella è uno strumento di misura, che serve a misurare l’angolo di inclinazione di un piano, rispetto al piano orizzontale. Se l’inclinazione è 0° allora il piano misurato è orizzontale (in bolla?).

Tralasciamo per un attimo la livella laser.

Una livella “normale” è costruita da un corpo principale, in metallo o altro materiale, nel quale è montata una fialetta contenente un liquido volatile e scorrevolissimo, generalmente alchool o etere, a basso punto di congelamento. Il liquido riempe quasi completamente la fialetta. Generalmente la fialetta ha una sagomatura (interna) a forma di superficie torica.

questa ciambella arancione è un “toro”

Il volume lasciato libero dal liquido è occupato da un gas più leggero del liquido contenuto nella fialetta (aria o vapori dello stesso liquido) ed essendo più leggero tenderà a spostarsi verso il punto più alto della fialetta.

Tolta tutta una serie di strumenti elettronici, più o meno sofisticati e che funzionano con principi fisici diversi (es. accelerometri), esistono fondamentalmente due tipi di livelle: la livella sferica e la livella torica.

La differenza fondamentale tra le due è che la livella sferica misura le inclinazioni del piano in tutte le direzioni, mentre la livella a bolla torica le misura solamente in una direzione (l’asse del toro).

livella sferica – immagine dal volume “Misure, rilievo, progetto”, di Cannarozzo, Cucchiarini, Meschieri, edito da Zanichelli, link qui
livella torica – immagine dal volume “Misure, rilievo, progetto”, di Cannarozzo, Cucchiarini, Meschieri, edito da Zanichelli, link qui

Dobbiamo ringraziare la forza di gravità… se non ci fosse, la bolla d’aria non avrebbe nessun motivo di muoversi all’interno del contenitore (quasi) pieno di liquido… non vi pare?


Al giorno d’oggi possediamo strumenti di misura estremamente precisi, e affidabili, spesso elettronici e automatici, e raramente ci capita di dover rilevare qualcosa con un semplice metro di legno, una cordella metrica, un filo a piombo e una livella!

Non facciamo più tanto caso alla “disarmante semplicità” di alcuni strumenti, basati su principi fisici, che permettono la misurazione di elementi anche molto complessi.

Abbiamo la tecnologia!

Ma la tecnologia è una creazione umana… e l’essere umano non è perfetto.

Gli strumenti di misura che usiamo professionalmente andrebbero sempre verificati e, se sono di buona qualità, dovrebbero consentire almeno la rettifica e la taratura.

Se ci facciamo caso su ogni strumento professionale ci sono dei sistemi per rettificare anche le livelle. Sulla stazione totale, ad esempio, in prossimità della livella torica, ci sono le viti di taratura della livella. Nei manuali di istruzione dei nostri strumenti non mancano i capitoli dedicati al controllo e alla rettifica della livella!!

Anche la semplice livella sferica attaccata alla palina reggiprisma ha le sue viti di regolazione!!

Certo, quanto appendiamo un quadro, montiamo una mensola o facciamo un qualunque lavoro di bricolage, non necessitiamo di una accuratezza troppo spinta. E infatti la maggior parte delle livelle “hobbystiche” non hanno viti di rettifica o cose del genere!

Nel primo articolo di questo blog ho “puntato il dito” sull’importanza del metro. Ecco… anche essere in bolla è importante!


la qualità

Senza scomodare il processo filosofico per cercare di definire cosa sia la qualità e quanto questa ricerca possa impegnare (qualcuno ha letto “Lo Zen e l’arte della manutenzione della motocicletta” ?), concorderemo senza dubbio che ogni strumento di misura, indipendentemente da “cosa” misura, possa essere di diverse “qualità”.

Esistono strumenti più o meno preziosi, con finiture, colori, e materiali più o meno lussuosi, ma quando scegliamo uno strumento di misura, la prima cosa che dovremmo guardare è alla qualità del lavoro che lo strumento ci permette di portare a termine, e una caratteristica professionale, secondo me, è la possibilità di rettifica e regolazione dello strumento stesso!

Esiste però uno strumento che ci permette di verificare l’orizzontalità di un piano, anche piuttosto ampio, senza che lo strumento stesso abbia sistemi di regolazione o rettifica.

E’ uno strumento antico… ma veramente ANTINCO!

E’ probabilmente lo strumento di misura più semplice da costruire e che non richiede quasi nessuna tecnologia ausiliaria.

Si tratta della Livella Ad Acqua!

La livella ad acqua è sostanzialmente un tubo, una canna di gomma per intenderci, più o meno lungo, riempito quasi tutto di un liquido (acqua). Basta… tutto qui. nessuna vite, nessuna regolazione, niente tacche o bolle d’aria all’interno. Una canna dell’acqua con dell’acqua dentro.

Il principio di funzionamento è disarmante: il liquido contenuto nella canna dell’acqua occuperà la parte più bassa della canna, fermandosi allo stesso livello alle due estremità della canna.

Esistono anche prodotti commerciali che usano questo principio fisico (il principio dei vasi comunicanti) realizzati con una piccola canna in gomma, con alle estremità delle ampolline graduate, che permettono la misurazione del dislivello tra due punti (generalmente segni sulla parete) in maniera diretta e semplice, anche quanto i punti non sono “a vista” e la misurazione sarebbe difficile con una livella laser.

una livella ad acqua “commerciale”

Earth is not flat, we checked!

Qualche tempo fa ho trovato in rete questo adesivo/logo, parodia del logo del National Aeronautics and Space Administration (N.A.S.A. per gli amici).

L’ho trovato esilarante!

(la terra) non è piatta, abbiamo controllato

La Terra non è piatta: non possiamo utilizzare una canna dell’acqua lunghissima per misurare il dislivello tra due punti MOLTO distnti sulla superficie del pianeta!

Non mi azzardo nemmeno a entrare nell’argomento della forma della Terra, del geodite, degli elissoidi, dei datum e dei sistemi di riferimento. E’ un argomento vastissimo e non sarei in grado di uscirne “illeso”.

Però vi invito a visitare il blog dell’amico Paolo Corradeghini – 3DMetrica. Paolo è un ingegnere ligure, un topografo e un amico. E’ un grandissimo professionista e un appassionato divulgatore, un faro e un’ispirazione! Nel suo blog troverete un sacco di risposte e tanta ispirazione e passione per le misure!!


42??

Io mi occupo di topografia, mi interesso di informatica, utilizzo droni, fotocamere digitali, antenne GNSS e un sacco di tecnologia abbastanza avanzata… e sono qui a parlare della livella ad acqua… che veniva usata molto prima di Leonardo Da Vinci!

Sono rimasto affascinato dall’archipendolo (o archipenzolo… non ho ancora capito se una forma sia giusta o lo siano entrambe): uno strumento di misurazione dell’inclinazione di un piano (ricorda qualcosa?).

archipenzolo al Museo Galileo, Firenze

Qui il link al sito del Museo Galileo di Firenze, dove potete trovare un sacco di spunti e ispirazioni sugli strumenti di misura “antichi”.


Un tubo di gomma, un pò d’acqua, la coscienza di un principio fisico e abbiamo uno strumento per misurare l’inclinazione di un piano: non è SORPRENDENTE?

in verità no…: è’ un pò come la risposta lla domanda fondamentale sulla vita, l’universo e tutto quanto:

La risposta alla domanda fondamentale sulla vita, l’universo e tutto quanto

semplice no?

🙂

da vicino, nessuno è “in bolla”!

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