Riflessioni sugli aspetti tecnici ed umani del loro impiego
Mario Carlà |
Immagino che, a quanti si vengano a trovare di fronte allo sviluppo della strumentazione moderna messa a disposizione del topografo dalla tecnica, giunga abbastanza spontaneo domandarsi quale sarebbe stata l'evoluzione storica della topografia e della geodesia se l'uomo avesse potuto sin dai pri mordi misurare direttamente le distanze. :IE' un pò come chiedersi quale sa. rebbe stata la storia del mondo se;il naso di Cleopatra fosse stato diverso, ma in realtà con la differenza di poter effettivamente provare, oggi, sia pure con un pò di secoli di ritardo, cosa succede a misurare distanze anzichè angoli. In fondo, riflettendoci sopra, il procedimento della triangolazione appare abbastanza innaturale e quasi un rigiro artificioso per arrivare a conoscere quei valori, le distanze, che non è possibile avere direttamente. D'altra parte l'uomo si è trovato realmente di fronte ad una difficoltà insormontabile non appena ha accentuato, sia pure di poco, le esigenze di precisione e di con valida delle sue affermazioni in materia di distanze. Infatti dopo la brillante e geniale determinazione di Eratostene, che era sulla via maestra del pro blema, le misure della terra dovettero aspettare diversi secoli prima di poter disporre di quella altrettanto geniale soluzione attribuita allo Snellius, che trovò la scappatoia della triangolazione. E' stata questa soluzione e i proce dimenti che su di essa si basano a permettere quello straordinario sviluppo della geodesia e della topografia che, oltre a consentire la misura in grande e in piccolo della terra e della sua superficie, ha dato avvio ed impulso, molla spesso invisibile, a tanti progressi della tecnica e della matematica: connessi con la soluzione dei suoi problemi.
In tempi recentissimi, però, si è verificato il fatto veramente straordi nario, che l'uomo è riuscito a risolvere quel suo annoso problema di misu rare le distanze e di risparmiare tanto di quel lavoro che con il vecchio pro cedimento gli toccava fare. | !
E’ pur vero che non è una misura proprio diretta, a tutto rigore, ma la trovata è ancora una volta geniale: si misura un tempo. Come ben sappiamo c'è un qualcosa di misterioso, che è l'onda elettromagnetica, la quale viag. giando a velocità costante va e viene da un capo all’altro della nostra di stanza. Misurando il tempo che impiega in questo viaggio, la magica formula ct = d ci dà bell'e pronto il nostro valore.
La storia delle misure elettroniche di distanza in Italia ha avuto inizio, credo, nel 1948 quando, sulla scia dello sviluppo bellico del ràdar e delle sue utilizzazioni dell'immediato dopoguerra in vari campi tecnici, l'IGMI prese l'iniziativa di promuovere ricerche per le utilizzazioni geodetiche del radar, analogamente a quanto Hotine ed Aslakson, in prima linea, facevano all’estero. a Nel 1950, a seguito di suggerimenti e proposte la cui paternità va attribuita, mi sembra, al Prof. Marussi e al Magg. G. Deli Monte, lo SME autorizzò la costi. tuzione di un Centro Esperienze, che con la collaborazione dell'allora Centro per la Fisica delle Microonde in Firenze avviò una impegnativa ricerca speri 11
mentale sulla possibilità di realizzare un sistema radar ad impulsi di alta potenza, idoneo a misurare distanze geodetiche fra 50 e 200 km con precisionidell'ordine del metro, ossia circa 1/100 000. La ricerca si sviluppò, con variefasi di crescente complessità, sino al 1962 pervenendo a risultati sostanzialmente. positivi, che furono anche segnalati in sede internazionale. i|. Nel frattempo dallo stesso Centro veniva seguito con la dovuta attenzionelo sviluppo, in paesi esteri, di studi e ricerche paralleli secondo linee ditecnica elettronica diverse. Infatti già nel 1952 veniva invitata la ditta AGAad effettuare presso l’IGMI una dimostrazione del 1° modello operativo diGeodimetro, il famoso mod. 2. Negli anni successivi veniva provato il Tellurometro mod. MRA 1 e nel 1960 entrambe le apparecchiature venivano acquisite in dotazione all'Istituto. Nel 1961 veniva eseguita, se non erro per laprima volta in Italia, una campagna di misure col Geodimetro e col Tellurometro in Sicilia e Lucania. ÀLa maggior praticità e rendimento di questi apparati, in confronto allacomplessità e minor mobilità dei complessi radar, anche se più potenti e dipiù lunga portata, fece in sostanza decidere per l'adozione definitiva deglistrumenti ad onda continua anzichè ad impulsi.E’ seguita poi la diffusione di questi strumenti, Tellurometri prima e subito dopo Geodimetri, ad iniziativa di altri Istituti Universitari e Ditte private e poi, con il meraviglioso progresso dell'elettronica, l’arrivo di unaserie veramente stupefacente e un poco imbarazzante di nuovi strumenti,ognuno più interessante e geniale degli altri concorrenti. E non si vede ancora un traguardo a questa corsa al meglio. i |Quale è l'effetto di questa novità, nel nostro senso piuttosto sconvolgente, sull'uomo tecnico?Per riallacciarci alla domanda iniziale, di quale sarebbe stata l'evoluzionedella « Misura della Terra », possiamo soffermarci un momento sulle caratteristiche sostanziali del procedimento operativo di misura diretta della distanza che da questi strumenti scaturisce.La prima impressione direi che è un senso di liberazione, di soddisfazione: la misura della distanza è proprio quello che occorre, è la soluzioneoperativa ultima del problema, la chiave di tutti gli ulteriori sviluppi. Se cifermiamo ad un secondo momento di riflessione ci accorgiamo, forse conun pò di delusione, che non è esattamente vero. L’estremo lontano della distanza, il punto che in effetti si vuol fissare sul piano, ci sfugge lungo la circonferenza di cui la distanza misurata è il raggio.Se vogliamo continuare ad utilizzare soltanto distanze per determinarlodobbiamo ricorrere ad un’altra diversa misura per fermarlo e almenoad una terza per conoscere anche il grado di attendibilità, la precisione. Ma !tre distanze formano un trilatero, ed ecco ricomparire il triangolo, il veroprotagonista della storia, con la differenza di vederlo vestito delle formule diErone, anzichè di quelle della trigonometria.Dovremmo allora concludere che tutto sarebbe andato allo stesso modo?Penserei di sì, almeno in parte. Probabilmente non sarebbe cambiato il principio di formare le grandi reti trigonometriche coprendo le aree più vastecon triangoli o meglio con trilateri. Ma un aspetto nuovo ci sarebbe stato:la conoscenza dei lati avrebbe dato triangoli già completamente determinatied avrebbe eliminato la misura delle basi ed i calcoli per il dimensionamentodella rete, con una sostanziale semplificazione di procedimenti, almeno concettuali se non algoritmici. ._A questo proposito val la pena di citare che un primo lavoro nel sensodi applicare in grande nel campo geodetico la distanziometria diretta è stato12
realizzato nella misura del tratto italiano della poligonale Catania-Tromsò: una delle basi di dimensionamento della rete geodetica mondiale americana rilevata mediante osservazioni ai satelliti artificiali. Si tratta di una poligo nale di 35 lati della rete di 1° ordine per una lunghezza complessiva di 1425.5 km. E’ un vero e proprio arco di geodetica lunghissimo misurato direttamente.
Nel campo della topografia, che più ci interessa da vicino, è chiaro che la moderna misura elettronica delle distanze può portare una qualità di risul tati capace di migliorare di quasi un ordine di grandezza la precisione della precedente metodologia classica. | E il povero angolo? sarebbe dunque relegato in un « angolo »? Personal. mente credo di no; anzi oserei arrischiare l'affermazione che proprio nella ‘ simbiosi distanza + angolo, cioè nel sistema di coordinate polari, vi sarebbe stata la più naturale soluzione sia dei problemi geodetici (vedasi infatti il primo problema geodetico del trasporto delle coordinate), sia di quelli to pografici.
Tanto per avere un'idea di tipo quantitativo possiamo considerare che a 10 km. di distanza un punto può esser determinato con la precisione an golare di 1” cioè circa 5 cm in senso trasversale. La misura elettronica della distanza è dello stesso ordine, di alcuni cm di precisione, radialmente.
Quindi possiamo ritenere normale la possibilità di determinare la posi zione, in direzione e distanza, di un punto entro un cerchietto di qualche cm di raggio. Ricordiamo che ai trigonometrici della triangolazione attribuiamo un e.q.m. dell’ordine dei 20 cm.
Non solo, ma arniche le determinazioni altimetriche possono risultare av vantaggiate nella precisione. Infatti l'errore nella distanza, che qui è misurata lungo la visuale spaziale e non è quella orizzontale, viene moltiplicato per il coseno dell'angolo zenitale e non più per la ctg, sicchè l’errore in dislivello rimane sempre inferiore a quello di misura della distanza, anche nei casi di distanze zenitali inferiori ai 45° che vanno presi in considerazione teori camente anche se non si presentano nella pratica.
In sintesi la novità sostanziale potrebbe essere di cominciare a vedere la tecnica delle operazioni topografiche fondata sulla determinazione di tipo vettoriale in coordinate polari da punti centrali, anzichè sulla classica inter sezione, mentre la trilaterazione o triangolazione, con misura di lati e degli angoli interni dei triangoli interverrebbe in campo geodetico per assicurare la sovrabbondanza di dati ai fini del controllo e della compensazione della rete fondamentale, che potrebbe anche ridursi ai soli 1° e 2° ordine.
Dover curare un minor numero di punti avrebbe un aspetto vantaggioso anche nei riguardi della manutenzione e conservazione dei manufatti, che i lo sviluppo delle costruzioni ed impianti per esigenze sociali tende a ridurre in numero ed utilizzabilità. |
In effetti mi sembra che non sia ancora ben sviluppata una metodica or ganica che codifichi e fornisca prescrizioni d'impiego delle nuove strumenta zioni, per cui le modalità della loro utilizzazione rimangono ‘ancora molto affidate alla inventiva e iniziativa dei singoli. I
Questo fatto se da un lato contribuisce a render lenta la generalizza zione dell’uso del distanziometro (un altro fattore determinante è il costo), è dall'altro anche conseguenza di tale limitata, almeno per ora, diffusione, che non stimola là fantasia e la moltiplicazione dei casi di applicazione.
Ma i riflessi dell’introduzione di questo nuovo mezzo non si limitano agli aspetti puramente tecnici; ce ne sono anche di carattere psicologico: sono le sensazioni e le reazioni dell'operatore umano, dell'uomo topografo, abi tuato da una esperienza di secoli al solido, tranquilio e fidato strumento 13
ottico, che ha visto nascere, anzi all'inizio ha costruito personalmente, in consistente e lucido metallo, su cui ha tracciato le graduazioni con metico losa cura. Poi lo ha visto perfezionarsi, divenire sempre più elegante, lindo, leggero e facile da maneggiare, chiaro e semplice nella sua struttura come la luce che lo attraversa, lungo un cammino che tutto sommato rimane com prensibile anche quando l’ottica diventa « complicata ». Uno strumento fe dele come un cane e sicuro come un mulo.
Invece nel nuovo strumento la stessa luce fa cose da pazzi. Intanto co mincia a chiamarsi onda elettromagnetica o radiazione, poi si agita, oscilla, sl amplifica, esce, torna, cambia frequenza, fa un mucchio di altre cose e alla fine o traccia strani disegni come cerchi e impulsi, oppure addirittura dà... inumeri.
E’ vero che sono i numeri buoni, quelli che occorrono, ma forse non sempre la cosa appare veramente convincente. E poi chi li garantisce? Con lo strumento ottico la mira lontana si vede e le graduazioni si possono toc care con mano; ma le onde, dove sono, in questa macchina così strana, mi steriosa, impenetrabile nei suoi segreti recessi, in cui nulla sì muove e tutto funziona? e che magari smette di funzionare senza apparente motivo e rea gisce scortesemente regalando una scarica elettrica se uno vuol metterci le mani o addirittura diviene pericolosa se si vuol curiosare mettendo l’occhio direttamente a guardare la sorgente del misterioso e luccicante raggio laser?
Non stupisce che al nostro tecnico, anche se persona preparata e mo derna, abituato alla televisione, all'aereo e a tante meraviglie attuali, il di stanziometro elettronico faccia un certo effetto di soggezione o di poca fa miliarità, almeno a prima vista. . In effetti l'atteggiamento del topografo che si trova per la prima volta di fronte allo strumento elettronico è caratterizzato da una specie di sogge zione, che lo rende esitante circa l'affidamento dei possibili risultati e la loro convenienza in rapporto anche al costo dello strumento (soprattutto quando questo prezzo lo interessa direttamente) mista ad ammirazione e meraviglia alle prospettive di misurare distanze mai sognate, in pochi secondi (quanta fatica in meno!) e con pochi millimetri o centimetri di errore!
Indubbiamente lo strumento elettronico è più difficile da capire, anzi da sentire; richiede una sensibilità affinata da comprensione di fenomeni e da esperienza. Occorre percepire, anche senza sapersene render conto, se qual cosa non va; occorre curare certi particolari o certe azioni elementari, come la registrazione dei dati metereologici, il connettore ben collegato, la batteria carica e simili sfumature. Il timore del guasto, dell’interruzione del funziona mento, magari per un motivo banale, ma a cui non sa o non può porre ri medio, tiene l'operatore, non sufficientemente preparato ed esperto, sotto una sottile angoscia. Il lavoro non è d'altra parte meno faticoso della stazione ottica e spesso sì svolge in condizioni più scomode, eventualmente in ore di minor luminosità, inconveniente che gli strumenti più moderni tendono però ad eliminare.
Poi, una volta raggiunto il dominio dello strumento e presa confidenza con il suo impiego, può accadere una trasformazione in senso opposto: dalla soggezione alla fiducia eccessiva e acritica, con un qualche compiacimento mel sentirsi « più tecnico ». Salvo poi a sentirsi depresso quando lo strumento comincia a far le bizze e a riperderci la fiducia. . , (C'è anche una terza situazione, alquanto più rara: quella della persona
Iniziata ai misteri dell’elettronica, che tende a vedere nello strumento un qualcosa, si, di interessante, bellino, magari con una nuova trovata elettro nica, ma tutto sommato nulla di eccezionale e lo considera con aria di suflì- 14
cienza senza arrivare a valutarne a fondo il rendimento pratico e le possibilità che offre.Ora quali conclusioni potremmo trarre da queste annotazioni? Penso chesostanzialmente si possa dire che al topografo lo strumento elettronico aprenuove e più ampie possibilità di azione; ma anche maggiori motivi di impegno e di fatica. i LuIl distanziometro e la strumentazione elettronica in genere, richiede unospirito diverso, che può derivare soprattutto da una preparazione diversa e| questa non può che provenire da un adatto corso di studi di base.Alle tante cose da apprendere e comprendere occorrerà aggiungere anchequel pizzico di elettronica che, come una spezia saporosa, renderà più gustosala portata... a lunga distanza.Purtroppo l'uomo spera di poter col progresso rendere più facile e comodo il suo lavoro, ma non sempre, forse mai, ci riesce in pieno e gli toccaanzi far qualcosa in più; ma è anche qualcosa di più bello e appassionante.A parte gli scherzi, è indubbio che l’avvento di queste nuove strumentazioni cambia il panorama del lavoro topografico e ne ravviva gli aspetti, l’interesse e l'efficacia.Chissà quindi che non si realizzi veramente il caso di vedere una volta| tanto come sarebbe stata la storia essendo cambiato il naso, di Cleopatra.BOLLETTINO DI GEODESIA E SCIENZE AFFINIPUBBLICAZIONE SCIENTIFICA E TECNICA TRIMESTRALE EDITAA CURA DELL'ISTITUTO GEOGRAFICO MILITAREPrezzi e condizioni di abbonamento:Pubblica articoli e memorie su argoment! di geodesia, cartografia, t0PO- | ITALIA .................................... L, 2400grafia, fotogrammetria, ottica, radar. — | Abbonamento cumulativo conIntorno a queste discipline: segnala e la rivista ‘’L'Universo” ........ L. 4500recensisce opere ed articoli di periodici nazionali ed ésteri: fornisce reso- ESTERO. ............irerrcrenrro ba 4600conti su congressi, conferenze e con- Abbonamento cumulativo convegni, dà notizie dell'attività nel campo | la rivista "L'Universo" ........... L, 9000delle ricerche ed in quello sperimen- | Un fascicolo arretrato (se ditale; risponde ai quesiti posti dagli ab- | sponibile) ...................... Italia L. 1000bonati.Estero L. 1300L'importo degli abbonamenti o fascicoli arretrati dovrà essere inviato anticipatamente all'Istituto Geografico Militare Via Cesare Battisti 10 - 50100 Firenze (Italia),a mezzo versamento sul Conto Corrente Postale n. 5/5393. x15