Sulla cresta dell'onda

Glossario topografico

a cura di Franca Acerenza, storica della scienza

ARCHIPENZOLO o archipendolo: detto anche livella a pendolo, è costituito da un triangolo isoscele o equilatero di legno al cui vertice è fissato il filo a piombo che cade sulla base recante la linea di fede. Posto lo strumento sulla pendice da verificare, se il filo a piombo passa per la linea di fede, incisa a metà traversa, il piano è orizzontale. Per verificare l'esattezza dello strumento, dopo averlo posto sopra una base tale che il filo a piombo passi per la linea di fede suddetta, lo si inverte e, se il filo a piombo passa nuovamente per il medesimo punto, si dimostrano uguali i due angoli adiacenti, ossia la perpendicolarità della base rispetto alla linea individuata dal filo a piombo.


BALAUSTRINO: compasso per tracciare cerchi o archi di piccolo raggio.


BAROMETRO: dispositivo per misurare la pressione esercitata dall'atmosfera in un determinato luogo, ed in un determinato istante. Poiché la pressione atmosferica varia in relazione all'altitudine del luogo di osservazione, il barometro si può utilizzare per la determinazione altimetrica. I barometri sono di tre tipi: a mercurio, a molla o metallici, ad ebollizione. I primi sono barometri propriamente detti, i secondi si dicono aneroidi o barometri olosterici e gli ultimi termo-barometri od ipsometri.


BUSSOLA: il significato corrente e storico è di strumento che sfrutta l'azione del campo magnetico terrestre su di un ago magnetico per dare la direzione del meridiano magnetico del luogo in cui lo strumento si trova.
Le bussole topografiche possono essere di vari tipi: a traguardi, a prisma, a cannocchiale: sì possono adoperare a mano o su treppiede.


CANNOCCHIALE ANALLATICO: cannocchiale speciale applicato in tutti gli strumenti di topografia. L'obiettivo è composto di due lenti (lente obiettiva e lente anallatica) disposte in modo che il primo fuoco del sistema cada in un punto determinato dell'asse ottico, interno al cannocchiale: se questo punto coincide col centro dello strumento, ovvero col punto di intersezione dell'asse verticale con quello di rotazione del cannocchiale e con l'asse di collimazione, il cannocchiale si dice centralmente anallatico. Quest'innovazione, inventata da Ignazio Porro, fu applicata fin dal 1823 agli strumenti topografici ed in particolare al tacheometro. Con il cannocchiale centralmente anallatico, quindi, la distanza ottenuta è quella tra la stadia e l'asse dello strumento, anziché tra la stadia ed il fuoco anteriore dell'obiettivo.


CELERIMENSURA: metodo di rilevamento planimetrico ed altimetrico inventato dall'ingegnere Ignazio Porro verso il 1822 e da lui stesso denominato celerimensura. Consiste essenzialmente nel determinare dai punti di stazione e per ciascun punto da rilevare le cinque quantità o numeri generatori: angolo orizzontale, angolo verticale, distanza, altezza strumentale, lettura al filo medio della stadia.


CLEPS: tacheometro con gli accessori per uso astronomico, costruito da Ignazio Porro.


CLISIGONIOMETRO termine in disuso per indicare i clisimetri a cannocchiale muniti di cerchio o di bussola.


CLISIMETRO: livello per la misura della pendenza di una data visuale, cioè la tangente trigonometrica dell'angolo che la visuale forma con l'orizzonte espressa in percentuale. I clisimetri possono essere semplici, a traguardi, a cannocchiale.


COMPASSO: strumento costituito da due aste finemente appuntite, articolate a perno per tracciare circoli o misurare distanze tra due punti sulla carta.


DECLINATORE MAGNETICO: bussola, il cui quadrante è ristretto ad un arco di cerchio. adoperata per orientare lo strumento topografico in fase di rilevamento con la direzione del meridiano magnetico e perciò conoscere il suo orientamento, od anche per mettere in posizione la tavoletta pretoriana.


DIOTTRA: strumento per determinare una visuale. La diottra detta anche alidada a traguardi, è costituita generalmente da una riga che porta alle due estremità le alette o pinnule, chiamate oculare ed obiettivo. Per determinare una visuale si traguarda dall'oculare, che ha un forellino, attraverso l'obiettivo, che porta due crini a croce. In planimetria si trova, spesso, più conveniente utilizzare una diottra con l'oculare munito di una fenditura verticale e con l'obiettivo recante un crine teso, parallelo alla linea della fenditura. In questo modo non abbiamo una linea di mira, ma un piano di mira.


ECLIMETRO o ECCLIMETRO: livello di inclinazione, che fornisce l'inclinazione della giacitura dell'asse di collimazione o del piano di traguardo rispetto ad un piano orizzontale. Assai pratico per determinare l'inclinazione dei longimetri, allo scopo di ridurre all'orizzonte le distanze misurate su terreni inclinati. E' sufficiente collocare il piano di appoggio dello strumento sopra la superficie della quale si vuole conoscere l'inclinazione, e girare il cilindro di ottone che ruota nella corona circolare graduata, fino a quando la bolla non sia centrata. L'indice segnerà sulla graduazione l'angolo di inclinazione cercato.


GONIOMETRO: strumento atto a misurare angoli giacenti su piani orizzontali e su piani verticali. I goniometri impiegati in topografia sono così distinti: azimutali, eclimetri, teodoliti universali. tacheometri.
Questi ultimi, che si possono dire appartenenti alla classe dei teodoliti, sono detti propriamente teodoliti, se la loro sensibilità è molto elevata (ordine di grandezza al secondo); tacheometri. se la loro sensibilità è meno spinta, e se sono dotati di cannocchiale distanziometrico. Sono poi detti teodoliti-tacheometri, i tacheometri di sensibilità più elevata, prossima a quella dei teodoliti. Infine, con il nome di universali, o universali geodetici, si designano oggi i grandi teodoliti destinati a operazioni geodetiche.


GRADO SESSAGESIMALE: unità di misura equivalente alla 360sima parte dell'angolo giro. Il grado si divide in 60 minuti primi, ed ogni minuto primo, in altri 60 minuti secondi. Questa unità di misura era nota ai Caldei, agli Egiziani, ai Persiani ed Indiani.


GRADO CENTESIMALE: unità di misura equivalente alla 400sima parte dell'angolo giro; il grado centesimale fu proposto all'epoca della Prima Repubblica Francese, ma fu adottato verso il 1850, quando Ignazio Porro costruì i primi strumenti a divisione centesimale.


IPSOMETRO: barometro ad ebollizione mediante il quale si può determinare la differenza di livello tra due punti; costituito da un recipiente (in comunicazione con l'esterno) nel quale l'acqua distillata è portata a ebollizione, e da un termometro a mercurio, molto sensibile e preciso, sulla scala del quale è possibile leggere il centesimo di 0C. I termometri degli ipsometri coprono un piccolo intervallo di temperatura (una decina di gradi) e spesso portano in corrispondenza ai valori in gradi centigradi la scala della pressione (tensione del vapore saturo): è perciò possibile, valendosi di una formula ipsometrica, risalire alla determinazione dei dislivelli ed all'altitudine.
Al contrario di quanto si verifica per i barometri a mercurio, la pressione fornita dall'ipsometro non richiede alcuna correzione. Quindi, misurando la temperatura di ebollizione dell'acqua, che varia in modo univoco con la pressione atmosferica e diminuisce al diminuire di questa, si può risalire all'altitudine.


LIVELLA TORICA: strumento impiegato per rendere orizzontale una retta. La livella si basa sul principio secondo il quale, introdotto in un tubo cilindrico arcuato (toro) del liquido, i vapori di quest'ultimo formano una bolla d'aria, il cui centro, in condizioni di equilibrio coincide con il punto più alto. La retta tangente alla superficie toroidale nel punto centrale della bolla (asse della livella) è orizzontale. Il tubo di cristallo è riempito quasi totalmente da un liquido molto scorrevole quale alcool, etere, benzina ed altro, ed è chiuso alle estremità. La fiala è montata in armatura metallica aperta superiormente ed unita ad una base d'appoggio.
Affinché una livella possa essere impiegata per rendere orizzontale un piano o una retta, è necessario che il suo asse sia parallelo alla base di sostegno. La verifica si fa appoggiando lo strumento su un piano e spostando la livella, fino a trovare la direzione nella quale la bolla è centrata. Se la livella è rettificata, la retta sulla quale appoggia è orizzontale. Per verificare se è rettificata basta disporla sulla stessa retta ma in senso opposto: se la bolla è centrata, la livella è rettificata. In caso contrario si manovra la vite di rettifica.


LIVELLA SFERICA: applica lo stesso principio della livella torica ma è costituita da un cilindro di altezza ridotta rispetto al diametro, parzialmente riempito con un liquido mobile, e chiuso superiormente da un vetro con la faccia interna a forma di calotta sferica. Sul vetro sono incisi uno o più cerchi concentrici, con centro nel vertice della calotta, aventi la funzione di linee di fede. E' dotata di tre viti calanti per la rettifica. Questa livella, anche se poco sensibile, è molto usata perché comoda e poco ingombrante e viene utilizzata per dare una prima rettifica ad alcuni strumenti, per orizzontare un piano e per disporre le aste in verticale.


LIVELLO: strumento topografico atto a definire visuali giacenti in un piano orizzontale: utilizzato dall'operatore per individuare una linea orizzontale rispetto alla quale si misurano le distanze in verticale dal terreno. A questa categoria appartengono numerose varietà di strumenti: in topografia si impiegano quelli a cannocchiale, solo con l'ausilio del quale è possibile fare alle stadie letture abbastanza precise. Nel passato sono stati costruiti molti tipi di livello e tra questi i più impiegati sono così classificati:
a) livello a cannocchiale mobile e livella fissa
b) livello a cannocchiale mobile e livella mobile
c) livello a cannocchiale fisso e livella fissa
d) livello a cannocchiale capovolgibile con livella mobile o fissa sul cannocchiale
Tutti sono costituiti da un basamento munito di viti calanti, un sostegno orizzontale chiamato traversa, alidada, livella, cannocchiale e treppiede. Possono essere forniti di cerchio azimutale e quelli moderni sono muniti di vite di elevazione (tipo a) con bolla fissa al cannocchiale. Le condizioni che deve soddisfare un livello per essere considerato rettificato, sono: coincidenza dell'asse meccanico con l'asse ottico, parallelismo dell'asse ottico all'asse della livella.


LONGIMETRO: strumento per la misurazione diretta delle distanze costruito con materiale poco sensibile alle variazioni di temperatura. Sono longimetri le aste, i nastri e le catene metriche.


NONIO o VERNIERO: metodo per leggere con sicurezza la parte frazionaria di una divisione di cerchio graduato. Le divisioni dei cerchi graduati degli strumenti topografici sono praticate sulla periferia argentata di un disco di ottone o di bronzo, o incise su di un nastro circolare d'argento detto lembo, incastonato sul bordo del disco. La divisione può essere centesimale o sessagesimale, la numerazione destrorsa o sinistrorsa. Un intervallo della divisione può corrispondere ad un grado od a mezzo grado, e ad un terzo o in generale ad un ennesimo di grado, evitando per ragioni pratiche e meccaniche una divisione troppo minuta.
Il termine nonio proviene da quello del matematico Pietro Nunez che, nel 1542, per primo ideò uno di questi strumenti; il termine verniero da Pietro Vernier che, nel 1631, fece conoscere quello ancora oggi in uso, assai più semplice del primo.


ORIZZONTE ARTIFICIALE: superficie speculare piana ed orizzontale, di cui si fa uso in topografia per la verifica di strumenti a cannocchiale.


PANTOGRAFO: strumento atto ad amplificare o ridurre disegni; è sostanzialmente basato sull'impiego di un parallelogrammo articolato.


PLANIMETRO: strumento per misurare l'area di una figura piana. I planimetri possono essere ortogonali o polari. Il planimetro polare è quello di più largo uso, da ciò la molteplicità dei tipi realizzati: planimetro ad una sola unità, planimetro a diverse unità, planimetro a pantografo, planimetro di Becker. Nel planimetro polare l'operazione d'uso consiste nel poggiare sul disegno, supposto orizzontale, lo strumento; questo è fornito di una estremità a punta (ma non pungente, detta calcatoio o segnatoio) con la quale l'operatore descrive il contorno dell'area. Il calcatoio mette così in opera un congegno il cui spostamento è proporzionale all'area calcolata.
I vari tipi di planimetro si distinguono dal modo con cui il tracciamento del contorno, per mezzo del calcatoio, determina lo spostamento dell'organo indicato e dalla differente giustificazione della legge di proporzionalità sopra accennata. Il loro impiego è notevolmente esteso sia in operazioni di disegno sia in operazioni topografiche e catastali.


RAPPORTATORE: detto goniografo, permette di eseguire copia di un dato angolo. E' costituito di un cerchio o di un semicerchio, graduato alla sua periferia in gradi, con una piccola intaccatura al centro. Il suo uso è semplicissimo: è sufficiente appoggiare lo strumento sul foglio, col suo centro sul vertice dell'angolo da costruire o da misurare, e col raggio passante per lo zero della graduazione, in coincidenza con uno dei lati dell'angolo. Vi sono diversi tipi di rapportatore: a semicerchio o semplice, a circolo intero, ad un'asta, a tre aste, a lettura diretta o indiretta.


RETICOLA: o reticolo, utilizzata per la misurazione di aree relative a superficie, rappresentate mediante disegno in una scala determinata. A tale scopo si dispone la lastra sopra il disegno e, osservando per trasparenza, si conta il numero dei quadrati elementari che si trovano internamente al contorno della figura; con approssimazione si stimano le frazioni dei quadrati elementari attraversati dal contorno del disegno. Infine la misura dell'area rilevata si ottiene considerando la scala del disegno.


SCALA DI RIDUZIONE ALL'ORIZZONTE: si utilizza per ridurre le distanze all'orizzonte, ossia per trasformare le distanze reali variamente inclinate in orizzontali o topografiche.


SQUADRA ZOPPA: strumento usato con la tavoletta pretoriana: proietta un punto dello specchio o tavola da disegno su quello di stazione. Costituita di due regoli, cateto e ipotenusa di un triangolo rettangolo. Quando la tacca di fede posta all'estremità del regolo cateto è messa in coincidenza con un punto opportuno dello specchio, un filo a piombo sospeso all'estremità libera dell'altro regolo (l'ipotenusa) proietta verticalmente tale punto sul terreno. E' così possibile determinare sia la proiezione di un punto dello specchio sul terreno, sia la posizione, sullo specchio, del punto corrispondente a quello di stazione.


SQUADRO AGRIMENSORIO: determina allineamenti perpendicolari ad allineamenti dati. Consiste in una scatola metallica di forma ottagonale, cilindrica o sferica sostenibile da un bastone o da un treppiede. Sulla scatola sono praticate delle strette fenditure le quali individuano due piani di traguardo fra loro ortogonali. Ogni fessura può servire da oculare o da obiettivo, e la collimazione viene fatta applicando l'occhio ad una fessura e traguardando per la fessura opposta: se il segnale si vedrà nel mezzo vuol dire che questo è sul piano di traguardo. A volte è utile individuare allineamenti a 45° e perciò gli squadri portano altre quattro fessure, più brevi delle principali e da esse equidistanti. Se i terreni sono molto accidentati, le visuali possono avere direzioni molto inclinate; si ricorre allora a squadri di forma sferica, nei quali le fessure corrono lungo i meridiani della superficie, od anche a squadri cilindrici il cui coperchio superiore è provvisto di fessure in esatta corrispondenza con quelle laterali.


STADIA: asta graduata utilizzata nelle misurazioni di distanza effettuate con distanziometri. Sia nelle operazioni di livellazione, sia in quelle di rilevamento altimetrico, è necessario che la stadia sia tenuta verticale: a questo scopo si utilizza una livella sferica di scarsa sensibilità o un pendolino, applicati per mezzo di un attacco a squadra sulla faccia posteriore o laterale della stadia, in vista al canneggiatore.


TACHEOMETRO: tipo di goniometro dotato di cannocchiale distanziometrico; permette di effettuare oltre alle misure angolari, anche la misura indiretta della distanza fra la stazione ed il punto osservato. Differisce dal teodolite per la presenza, davanti all'oculare del cannocchiale, di un reticolo distanziometrico, costituito da almeno tre fili orizzontali, e per l'approssimazione delle letture ai cerchi, di norma al 1' o minore. Spesso il cannocchiale è provvisto di livella fissa e può essere usato anche come un livello. I tacheometri sono gli strumenti d'elezione della celerimensura: tacheometro significa etimologicamente "misuratore rapido". Lo strumento è costituito da cinque parti: basamento, cerchio azimutale, cerchio zenitale, cannocchiale ed accessori. Il basamento è costituito da un tricuspide, con una vite calante ad ogni estremità.
Il cerchio azimutale, misura angoli orizzontali ed è diviso in gradi con numerazione destrorsa. E' munito di due nonii diametralmente opposti sull'alidada; questa caratteristica è tipica dei tacheometri ottocenteschi. Il cerchio zenitale misura angoli verticali, con le stesse caratteristiche tecniche di quello azimutale. Il cannocchiale è anallatico e capovolgibile, cioè può ruotare intorno ad un asse orizzontale collegato all'alidada per mezzo di due montanti.
I congegni d'uso sono: una livella torica fissa all'alidada; il declinatore magnetico fissabile aI supporto del cerchio orizzontale per determinare l'orientamento magnetico e quindi per la misura dei relativi azimut; i quattro microscopi, che servono per le letture ai nonii del cerchio azimutale e del cerchio zenitale; il piombino a filo, usato per mettere in stazione il tacheometro; le viti di arresto e le viti micrometriche o di piccoli movimenti che sono sei (vite di arresto dell'alidada al basamento e corrispondente vite micrometrica, vite di arresto dell'alidada al cerchio azimutale e corrispondente vite micrometrica, vite di arresto del cannocchiale ai montanti e corrispondente vite micrometrica); il treppiede costituito di tre aste mobili a cerniera e da una piattaforma su cui poggia lo strumento. Nel centro della piattaforma vi è un foro, attraverso il quale passa la vite per bloccare ad essa lo strumento. Sotto la piattaforma, sulla testa di questa vite vi è un gancio a cui si fissa il filo a piombo. Per essere operativo il tacheometro deve soddisfare le seguenti condizioni: verticalità dell'asse generale dello strumento; perpendicolarità dell'asse ottico, o linea di mira, con l'asse di rotazione del cannocchiale; orizzontalità dell'asse di rotazione del cannocchiale. I tacheometri dell'ottocento erano così denominati: tacheometro grande modello, tacheometro normale, tacheometro di medio e di piccolo modello.


TAVOLETTA PRETORIANA: il nome deriva da Pretorius, professore in Altdorf, che la ideò nel 1590. Usata per tracciare carte di media e piccola scala, poiché consente di eseguire il disegno nei dettagli e con curve di livello in vista del terreno. Consiste in una tavoletta di legno, o specchio, unita ad una base supportata da un treppiede: la base consente il livellamento, essendo munita di tre viti calanti e, grazie ad uno snodo sferico di collegamento con il treppiede, può essere ruotata. Sul tavolo viene posta una diottra a cannocchiale. La colonnina su cui poggia la diottra è solidale ad una riga, il cui filo esterno (linea di fede) opportuna al piano verticale descritto dall'asse di collimazione della diottra.
Il punto di stazione si ottiene utilizzando una squadra zoppa mentre le distanze sono ottenibili dal distanziometro incorporato nel cannocchiale. Le direzioni sono individuate con la diottra e tracciate con la riga, ed è perciò possibile fare rilevamenti per irradiamento e per intersezione, che vengono risolti graficamente sul foglio da disegno posto sullo specchio. Le diottre a cannocchiale sono tutte rettificabili e, perché siano operative, le condizioni sono le stesse richieste per qualsiasi goniometro a cannocchiale concentrico: asse di collimazione posto perpendicolare all'asse di rotazione del cannocchiale; asse di rotazione del cannocchiale posto orizzontale.


TEODOLITE: goniometro a cannocchiale per la misura di precisione di azimut e distanze zenitali. Essenzialmente consiste in un collimatore a cannocchiale, con reticolo semplice a croce: a strumento in stazione, è mobile intorno a due assi: uno verticale o asse di rotazione dell'alidada, o asse principale dello strumento, e uno orizzontale, o asse di rotazione del cannocchiale, o asse secondario. Il cannocchiale è fissato ad un albero perpendicolare all'asse principale. All'albero è solidale anche un circolo graduato ad esso normale, che può ruotare in un piano verticale. Sul circolo verticale, munito di livella di spia degli indici, sì misurano distanze zenitali, eseguendo le letture su indici fissi e solidali con i montanti che sostengono l'asse di rotazione del cannocchiale. Questo, ruotando completamente intorno al suo asse, consente di effettuare misure in due posizioni opposte e coniugate. I congegni di manovra sono uguali a quelli descritti al Tacheometro. Negli strumenti del secolo passato, di norma la livella a cavaliere era accessorio per rendere orizzontale l'asse di rotazione del cannocchiale con la massima precisione. Le condizioni di messa in stazione sono le stesse descritte per il tacheometro, rispettandone la massima precisione.


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