#Step 24 - Le parole nella storia

Google Ngram Viewer è un curioso strumento che permette di scoprire come è cambiato l'uso delle parole in migliaia di testi a partire dal 1800.

Interessante esaminare il la curva di frequenza di termini legati al clisimetro a traguardi quali topografia e Antoine Chézy.

TOPOGRAFIA (lingua italiana):

Da questo grafico si può constatare il diffondersi della topografia nell'arco dei decenni. Il nome della scienza ha avuto un'evoluzione caratterizzata da una crescita fino al 1900 (numerose infatti le invenzioni di strumenti topografici tra XIX e XX quali: cleps, teodolite, tacheometro,...). La frequenza di utilizzo della parola topografia si è ridotta notevolmente con l'avvento del XXI secolo. 

Non è interessante verificare la curva di frequenza del termine clisimetro poiché i valori sono quasi pari a zero e dunque poco significativi. Ciò sta ancora una volta a dimostrare una ridottissima diffusione dello strumento stesso.

LO STRUMENTO E L'INVENTORE (lingua francese):

Il nome dell'inventore del clisimetro è presente in percentuale molto modesta, anche se la ricerca è stata effettuata su testi in lingua francese, se si esclude un picco risalente al 1920 circa, anno in cui vennero effettuati esperimenti di resistenza al flusso dei tubi. Questi avrebbero dovuto dimostrare che la formula di Chézy e quella di Gauckler-Manning si mantengono costanti e sono funzionanti solo in presenza di rugosità. Non fu così. Tali esperimenti sono la probabile causa del picco della curva legata al nome Antoine Chézy (ingegnere idraulico). 

La curva del nome dello strumento (clisimètre) presenta dei picchi che potrebbero essere attribuiti alle migliorie avvenute nel tempo (clisimetro a traguardi, clisimetro a filo a piombo, clisimetro a cannocchiale,...)

#Step 23 - La normativa

Non esistono standard risalenti all'epoca in cui il clisimetro è stato inventato ed utilizzato (XVIII) sec.). Tuttavia ne esistono alcuni, formulati successivamente, adattabili al clisimetro a traguardi (taratura e descrizione di strumenti geodetici).

STANDARD ISO 17123

La verifica della taratura della strumentazione topografica è regolata dalla normativa ISO 17123: permette al professionista di controllare in maniera autonoma la precisione della strumentazione per il rilievo topografico, effettuando una serie di misurazioni secondo un preciso protocollo ed elaborando i dati con procedure ben definite. I risultati di tali elaborazioni verranno confrontati con le tolleranze dichiarate dalle case costruttrici per lo specifico strumento e, in alcuni casi, con misure opportune di riferimento. Nello standard ISO 17123 quindi, si vogliono verificare numerosi aspetti tra cui l'accuratezza della misurazione, la precisione della misura, la ripetibilità della misura e le condizioni di riproducibilità delle misurazioni.

Esistono inoltre standard riguardanti il vocabolario relativo a strumenti geodetici ed utilizzati dai topografi. Ecco quello che ha riguarda in parte il clisimetro a traguardi:

STANDARD ISO 9849

Nello standard ISO 9849: 2017 sono descritti strumenti geodetici e di rilevamento. Tra questi nel punto 3.1.10 è presente il livello: strumento per misurare i dislivelli. Il clisimetro è composto anche, da una livella a bolla d'aria che in questo standard è descritta nel punto 3.2.16.

Più in generale, poiché il clisimetro è uno strumento topografico utile per la misurazione di una pendenza che viene espressa in percentuale %, cioè sotto forma di rapporto tra la distanza tra clisimetro-stadia (AC) e l'altezza (dislivello) ci si può soffermare anche sugli standard relativi all'unità di lunghezza:

immagine che raffigura la pendenza

STANDARD ISO 80000

Il Sistema Internazionale sceglie come base sette particolari grandezze o dimensioni fisiche, dal 2009 descritte dal Sistema Internazionale di Grandezze (norma ISO 80000 che sovrascrive i precedenti standard definiti dal 1992: ISO 31 e ISO 1000): temperatura, quantità di sostanza, massa, lunghezza, intervallo di tempo, intensità luminosa e intensità di corrente. A questo punto si possono cominciare a scegliere le unità di misura base per ciascuna grandezza. In particolare alla lunghezza si assegna un'unità di misura: il metro [m]. A partire dal 26 marzo 1791 la proposta di una definizione teorica di metro venne approvata come 1/10000000 del quarto del meridiano terrestre. Ci furono poi studi successivi fino ad arrivare al 1983, durante la conferenza generale di pesi e misure di Parigi, in cui il metro venne ridefinito come la distanza percorsa dalla luce nel vuoto in un intervallo di tempo pari a 1/299 792 458 di secondo (assumendo che la velocità delle luce nel vuoto c=299 792 458 m/s).

Per vedere un'anteprima dello standard ISO 80000-3:2019 (Space and time) clicca qui

ISO 

#Step 22 - Un manuale d'uso

Gli strumenti che servono a misurare la pendenza di una visuale, si chiamano clisimetri e la livellazione fatta con i clisimetri si chiama livellazione clisimetrica.

Immagine tratta dal libro di Aminto Agostini, Topografia, volume terzo, Milano: Ulrico Hoepli, 1959, p.36

Dovendosi determinare la differenza di livello fra due punti A e B posti alla distanza nota D, si fa stazionare su A il clisimetro, si misura l'altezza h dello strumento e, posta verticalmente la stadia sul punto B, si fa su questa la lettura l, mentre nello strumento si legge la pendenza p dell'asse di collimazione. Essendo tg(alfa)=p si ha che la differenza di livello 

d=D*p+h-l

In questa formula se p è espresso in per cento (%), si dovrà porre p/100.

Il clisimetro a traguardi è composto da due pinnule una delle quali è mobile. Tale pinnula viene fatta scorrere con una vite sui montanti verticali di un telaio e aderisce, lateralmente, ad una gradazione munita di nonio, sulla quale è possibile leggere la pendenza in %. A visuale orizzontale e bolla centrata lo zero del nonio deve coincidere con quello della graduazione e lo strumento si usa come livello. 

Immagine tratta dal libro di Vitangelo Calzolaio, Corso di topografia, volume terzo, Bologna, Paccagnella,1968, p.101

La distanza D, se non è nota, può essere misurata indirettamente con il clisimetro usandolo come distanziometro. In questo caso si fa stazionare in A il clisimetro e in B la stadia. Su quest'ultima si fan le letture l1 e l2 (l1<l2) e sullo strumento le corrispondenti pendenze p1 e p2. Indicando con L1 e L2 i punti di incontro delle visuali con la stadia e mandando dal centro O dello strumento l'orizzontale che incontra in B' la verticale di B, essendo OB'=D, si ricava dai triangoli rettangoli OB'L2 e OB'L1:

B'L2=Dp2

B'L1=Dp1

Sottraendo membro a membro ed essendo B'L2-B'L1=L1L2=l1-l2

l1-l2=D(p1-p2)

Quindi si ricava D:

D=(l1-l2)/(p1-p2)

Ponendo questo valore in d=D*p+h-l si ricava 

d=((l1-l2)/(p1-p2))p1+h-l1 oppure d=((l1-l2)/(p1-p2))p2+h-l2

Per il clisimetro è necessario verificare la scala delle pendenze. Per far ciò occorre fare letture a visuale orizzontale (p=0) e letture l1, l2, ecc... con diversa inclinazione, ricavati p1=(l1-l0)/D e p2=(l2-l0)/D (e cosi via per tutte le letture) come rispettive pendenze visuali, ciascun valore si dovrebbe avere esattamente sulla scala delle pendenze in corrispondenza di ciascuna lettura. Delle eventuali differenze si tiene conto trascrivendo la correzione da apportare ai valori della scala letti durante le operazioni.

Immagine tratta dal libro Aminto Agostini, Topografia, volume terzo, Milano: Ulrico Hoepli, 1959, p.101

Bibliografia:

- Aminto Agostini, Topografia, volume terzo, Milano: Ulrico Hoepli, 1959

- Vitangelo Calzolaio, Corso di topografia, volume terzo, Bologna, Paccagnella,1968

#Step 20 - Il marchio

Non esiste un marchio utilizzato dall'inventore o da una casa costruttrice dell'epoca (XVIII  sec.), ma è possibile individuare il marchio di case costruttrici di epoca successiva.

Vedasi, ad esempio, il marchio della Filotecnica di Milano, posto su un clisigoniometro (facente parte della famiglia dei clisimetri)

Immagine: Vittorio Baggi, Topografia, Torino: Unione tipografico-editrice torinese, 1931, p.344

Tra i simboli moderni vi è quello dei segnali stradali di pericolo per strade particolarmente ripide. Vengono posti di norma a 150m prima dell'inizio della salita. Viene specificata la pendenza espressa in percentuale.

Segnale stradale salita ripida con pendenza

 

Poiché il clisimetro a traguardi è uno strumento topografico che ha come oggetto di studio le pendenze è "legato" a questa segnaletica.

#Step 21 - Nei fumetti

Numerosi i fumetti aventi, per protagonisti, topografi/geometri e relativi strumenti.

Qui di seguito quattro simpatici esempi.

La prima immagine è ambientata all'incrocio di una via di una città.

Nella seconda una donna alza le mani poiché scambia uno strumento topografico per un fucile.

Nella terza immagine un topografo constata che la testa di Bill non è certo piatta, ma dotata di un notevole dislivello poiché appuntita!

Infine Snoopy si vanta di essere un famoso "surveyor"!

"Land Surveyors"

Fumetto di Jimmy Frise ristampato nel 1931

Lady mistaking an engineer's dumpy level for a gun

Fumetto di John Leech

Using a transit, Dave oficially determines that Bill is not level headed

Fumetto di Theresa McCracken

Snoopy as the world famous land surveyor

Fumetto di Charles M. Schulz, United Feature Syndicate Inc.,1979

#Step 19 - L'abbecedario

Ecco un curioso abbecedario contenente, per ciascuna delle 21 lettere dell'alfabeto, un termine collegabile per diverse motivazioni al clisimetro a traguardi.

A come angolo: il clisimetro misura l'angolo verticale

B come bolla d'aria: è contenuta nella livella e serve per mettere in piano il clisimetro

C come Chézy Antoine: inventore del clisimetro a traguardi

D come diciottesimo secolo: epoca in cui venne inventato il clisimetro

E come errore medio: con un clisimetro, potendosi leggere sulla scala delle pendenze il millesimo (1mm su 1 m) si ammette un errore medio di qualche centimetro su una distanza di 50m.

F come Filotecnica: una delle principali case produttrici di clisimetri

G come geodesia: studio della forma semplificata della Terra al quale si può contribuire utilizzando il clisimetro

H come Houmard Godefroy: autore del brevetto di un clisimetro perfezionato rispetto all'originale (N.brevetto CH1501A del 19-10-1889)

I come inclinazione: il clisimetro permette di misurare l'inclinazione di un raggio visuale che non sia orizzontale. 

L come livello a bolla (app telefonica)

M come misura: termine contenuto nella parola clisimetro. Infatti dall'etimologia greca klìsis(pendenza)-métron(misura)

N come nonio: regolo graduato applicato a strumenti di misura di precisione, tra cui il clisimetro, che consentono letture minime di intervallo di una scala graduata

O come ottone: materiale di cui sono costituiti la maggior parte dei clisimetri

P come pendenza: viene misurata utilizzando il clisimetro

Q come quattro: numero dei principali tipi di clisimetro: a traguardi, a filo di piombo, a cannocchiale e il clisigoniometro

R come Ritom: funicolare tra le più ripide al mondo (87.8%)

S come segnale stradale di pericolo: di salita e discesa

T come topografia: scienza che rappresenta, attraverso il disegno la superficie terrestre e fa uso di strumenti detti topografici tra cui il clisimetro.

U come unità di misura: ogni strumento permette un risultato comprensibile da tutti solo se è graduato, cioè possiede un'unità di misura chiara. Ad esempio, nel caso del clisimetro, la pendenza viene misurata in metri e poi trasformata in percentuale (es AB=0,087m in percentuale è 8,7%)

V come visione naturale: nel clisimetro a traguardi non esistono componenti ottiche (lenti)

Z come zenitale: il clisimetro fa parte degli strumenti utilizzati per la misura degli angoli verticali

#Step 18 - Il francobollo

Se non è possibile trovare un francobollo specifico del clisimetro a traguardi ne esistono riguardanti la topografia o il rilievo topografico più in generale. 

Nel primo esemplare è rappresentato un topografo al lavoro. Nel secondo si commemorano i 250 anni di attività topografica in India da parte di uno dei più antichi dipartimenti di ingegneria del governo.

Nell'ultimo, invece, è ben visibile un livello di tipo Egault facente parte della famiglia di strumenti a cui appartiene il clisimetro.

Francobollo risalente al 1973. 

"Land surveying"

"Survey in India", 1967

Francobollo russo del 1961

#Step 17 - I brevetti

Non è stato possibile trovare nello specifico un brevetto dell'inventore del clisimetro a traguardi risalente al XVIII secolo. 

Ci sono, però, brevetti del XIX secolo. Tra questi ne ho individuati i più rilevanti per la ricostruzione della storia del clisimetro

1) CH1501A Clisimétre (instrument pour mesurer les inclinaisons)

Questo brevetto è stato presentato da Ferrier Houmard Godefroy il 19-10-1889 e pubblicato il 14-06-1890. 

Godefroy presenta un clisimetro che indica in un modo molto semplice qualsiasi inclinazione sia orizzontale che verticale. Inoltre il forte vento non né impedisce l'uso. Esso consiste in un tubo di vetro parzialmente riempito di liquido, in combinazione con scale graduate che danno l'inclinazione esprimibile in gradi o in percentuale.

Ha una forma che lo rende portatile e quindi facilmente trasportabile.

2) FR354998A Clisimétre enregistreur à bulle d'air

Questo brevetto è stato presentato da Gustave Le Masne il 06-06-1905 e pubblicato il 19-10-1905.

Gustave Le Masne presenta una livella a bolla d'aria graduata la cui pendenza misurata può essere registrata immobilizzando la bolla nel tubo dopo che ha preso liberamente la sua posizione di equilibrio. Lo scopo dello strumento è lo stesso dei clisimetri.

3) CH347011A Dispositif de visée et de lecture pour appareils de mesure d'angles sur terrain, notamment pour boussoles et clisimètres

Questo brevetto è stato presentato da Amstutz Andre il 20-02-1959 e pubblicato il 15-06-1960.

Amstunz Andre presenta un dispositivo di puntamento e lettura per i dispositivi di misurazione dell'angolo di campo, in particolare per bussole e clisimetri. I questi ultimi durante l'uso si deve mantenere il dispositivo in una posizione possibilmente perpendicolare rispetto alla verticale. Per questo le misurazione è affetta da imprecisioni e ci vuole un tempo eccessivo per effettuarla.

Il nuovo strumento, invece, soddisfa la condizione indicata. É veloce e preciso. 

#Step 16 - Anatomie

 

Nella figura è riportato lo strumenti in sezione e la vista frontale del quadro di altezza maggiore rappresentati in una stampa dell'epoca.

Sezione delle due pinnule di un clisimetro. Immagine tratta dal libro di J.Dumaine, Cours de topographie et de géodèsie, Parigi: Librare-Édieteur de L'Empereur, 1869, p.109

Immagine di un clisimetro visto lateralmente tratta dal libro di Giovanni Curioni, Operazioni topografiche, Torino: Augusto Federico Negro Editore, 1871 (Tavola XXII)

Legenda:

- l: livello a bolla d'aria

- AB: piano di appoggio

- AC e BD: traguardi di diverse altezze

- F: vite

- S: sostegno

- G: ginocchio

- f: foro del traguardo mira

- f': foro

- i: intersezione dei fili del traguardo di maggior lunghezza

- b: bottone

- cc': cursore

- V: vite

- U: vite

Immagine di una livella tratta dal libro di Giuseppe Erede, Elementi di geometria pratica o topografia, Firenze: L. Dellacasa, 1878 (Tavola I)

Immagine della sezione di una livella a bolla d'aria tratta dal libro di Giovanni Luvini, Compendio di fisica sperimentale, Torino: Arnaldi, 1862, p.146

La livella a bolla d'aria è un apparecchio per mettere in piano il clisimetro. Essa consiste in un tubo di vetro chiuso, orizzontale, leggermente incurvato, quasi totalmente pieno di un liquido qualunque, rimanendo solo nella parte più elevata un piccolo spazio che è occupato da una bolla d'aria. Il tutto contenuto entro un'armatura quasi sempre in ottone.

#Step 15 - I numeri

Ecco i numeri che ci aiutano ad avere notizie importanti circa il clisimetro:

Data nascita inventore (Antoine Chézy): 01/09/1718

Data morte dell'inventore: 04/10/1798

Dimensioni del clisimetro conservato presso l'istituto tecnico statale per geometri "G. Genga" di Pesaro: lunghezza 33 cm, altezza 26 cm

Dimensioni del clisimetro conservato presso l'istituto geografico militare di Firenze: 395 x 250 x 133 mm

In generale nei modelli antichi la distanza tra i telai era di un piede (30,48 cm) e lo spazio tra le divisioni della scala del telaio era di una linea (2,2558291 mm).

Datazione esemplare conservato presso il museo "Michelangelo" dell'istituto tecnico statale per geometri "M. Buonarroti" di Caserta: 1875-1924

Numero parti componenti lo strumento: 2 pinnule fisse, 2 viti per i movimenti, 3 viti calanti per il sostegno dello strumenti, 1 telaio, 1 supporto

Errore medio: con un clisimetro, potendosi leggere sulla scala delle pendenze il millesimo (1mm su 1 m) si ammette un errore medio di qualche centimetro su una distanza di 50 m

Quattro: numero dei principali tipi di clisimetro: a traguardi, a filo di piombo, a cannocchiale e il clisigoniometro

Sitografia:

- https://musemichelangelo.altervista.org/wp-content/uploads/2019/10/catalogo.pdf

- https://it.wikipedia.org/wiki/Antoine_Ch%C3%A9zy

- https://it.wikipedia.org/wiki/Ligne

- https://www.igmi.org/museo/strumento.php?sender=catalogo&id=62

#Step 14 - La tassonomia

Il clisimetro a traguardi appartiene alla famiglia degli strumenti topografici. Essi sono utili per effettuare misure dirette ed indirette di distanza orizzontali ed inclinate, angoli orizzontali e verticali, dislivelli.

In particolare gli strumenti per la misura degli angoli o goniometri si suddividono in Azimutali, Zenitali, Azimutali e zenitali. Il clisimetro a traguardi appartiene alla famiglia degli zenitali che permettono di misurare angoli verticali. I clisimetri si suddividono poi in clisimetro a cannocchiale o a visione naturale (clisimetro a traguardi)

Tavola di topografia, 1728 Cyclopaedia 

Sitografia:

- https://it.wikipedia.org/wiki/Strumenti_topografici

#Step 13 - La pubblicità

 Ecco una pubblicità della Filotecnica di Milano, principale casa costruttrice di clisimetri ed altri strumenti topografici, risalente al 1928:

Pubblicità Filotecnica di Milano

Qui sotto un'immagine tratta da un catalogo di una famosa società francese di vendita per corrispondenza di diversi articoli tra cui strumenti scientifici per geometri

Immagine tratta da una pagina del Manufrance, 1928

#Step 12 - Nel cinema

Non sono certo numerosi gli esempi di film in cui compaiano strumenti topografici risalenti al XVIII secolo quali il clisimetro a traguardi. Tuttavia esistono alcune eccezioni quale quello rappresentato da "L'inglese che salì la collina e scese da una montagna".

Si tratta di un film del 1995 diretto da Christopher Monger. É una commedia britannica che narra di due cartografi inglesi che si recano in un piccolo villaggio rurale di Taff's Well per misurare la "sua" montagna (Ffynnon Garw). Scoprono, però, che essa è solo una collina perché non raggiunge i 1.000 piedi di altezza.

Ecco una scena del trailer (al 46esimo secondo) in cui si vede lo strumento utilizzato per misurare il dislivello (livello tipo Egault facente parte della famiglia di strumenti topografici a cui appartiene il clisimetro) .

Sitografia:

- https://www.imdb.com/video/vi2446368281?playlistId=tt0112966&ref_=tt_ov_vi

- https://it.wikipedia.org/wiki/L%27inglese_che_sal%C3%AC_la_collina_e_scese_da_una_montagna

#Step 11 - I costruttori

Tra le più importanti case costruttrici italiane di clisimetri e di altre strumentazioni topografiche di fine '800 ricordiamo: "La Filotecnica" e l' "Opificio Spano".

La prima venne fondata nel 1865 da Ignazio Porro con sede a Milano ed era specializzata nella costruzione di strumenti ottici e di misura, specialmente per uso topografico e geodetico. Inizialmente era una "scuola-officina" con produzione di pezzi sperimentali unici o riprodotti in pochissimi esemplari. A partire dal 1870, grazie all'ingegnere Angelo Salmoiraghi, divenne un'industria competitiva con diversi settori produttivi.

Clisimetro a traguardi appartenente alla collezione del museo "Michelangelo"  dell'istituto tecnico statale "M. Buonarroti" di Caserta

(pagina 63)

L'Opificio Meccanico Spano in Napoli nacque nel 1836 e si occupava, inizialmente, della manutenzione degli strumenti della specola di quell'Officio, in un secondo tempo si allargò alla produzione di strumenti geodetici e topografici.

Sitografia:

- https://musemichelangelo.altervista.org/wp-content/uploads/2019/10/catalogo.pdf

- http://www.itgdellaporta.it/strutture-laboratori/MuseoTopo/inventario%20bacheche%20corridoio.pdf