Sarà capitato a tutti di vedere in prossimità di un campo non edificato, un uomo che posiziona un grande treppiedi giallo. Chi ha studiato topografia sa che quell’uomo è un topografo e quel dispositivo è uno strumento del topografo, uno dei tanti che utilizza nella sua professione.

Gli strumenti topografici sono tutti quei dispositivi, apparecchi, macchine, attrezzi e supporti che servono per misurare in maniera diretta e indiretta i dislivelli, le distanze, gli angoli ed altri punti. Anche i supporti vengono considerati strumenti topografici perché sono indispensabili per effettuare le misurazioni. Gli strumenti topografici si appoggiano su supporti di dimensioni e forme diverse: il bipode o bipiede e il treppiedi. Il primo è costituito da due braccia intere oppure rientrabili, il secondo invece si presenta a gambe intere e rientrabili, a testa sferica e centrante o a perno.

Tipologie di strumenti topografici

Per effettuare misurazioni precise e mirate si possono utilizzare strumenti topografici differenti in base alle diverse esigenze. Vediamo quali sono i principali strumenti del topografo suddividendoli a seconda dei loro impieghi: per la verifica dell’orizzontalità, della verticalità, per la mira, per la misurazione delle distanze e per quella degli angoli.

Strumenti topografici per la misurazione delle distanze

Per la misurazione delle distanze si usano strumenti di misura diretta e di misura indiretta. Questi ultimi, che si basano sulla misura di un’altra grandezza per ottenere la distanza, non vengono quasi più utilizzati. Gli strumenti di misura diretta operano attraverso il confronto tra la lunghezza da misurare e un campione di lunghezza.

Distanziometri

I distanziometri sono strumenti moderni utili per ottenere, in tempi anche più veloci rispetto ai precedenti apparecchi, misure di alta precisione. I distanziometri elettro-ottici si suddividono in due tipi: EDM a impulsi ed EDM a misura di fase.

EDM a impulsi

Funzionano con la luce infrarossa e permettono di ottenere la distanza attraverso la misurazione del tempo di viaggio di un impulso calcolato sul percorso di andata e ritorno. Tra i vantaggi di questi strumenti ci sono la capacità di misurare su brevi distanze senza riflettore e la maggior portata rispetto agli EDM a misura di fase. Distanziometri e goniometri sono oggi integrati nelle stazioni totali.

EDM a misura di fase

Questi sistemi si servono della lunghezza d’onda di un segnale sinusoidale modulato su una portante infrarossa come campione di misura. Utilizzano la tecnica della modulazione di ampiezza e garantiscono una precisione maggiore rispetto ai distanziometri a impulsi.

Strumenti topografici utilizzati per la mira

Per quanto riguarda la mira gli strumenti topografici impiegati sono la diottra a traguardi e la palina.

Diottra a traguardi

Questo strumento del topografo permette di creare la linea di mira su un piano ed è costituito da una riga metallica provvista di due alette metalliche alle estremità. La sua funzione è quella di supporto alla realizzazione di un allineamento di paline verticali.

Palina

La palina è formata da un’asta della lunghezza di 1,40 metri che si può allungare fino a 2 metri. E’ chiamata anche asta telescopica e può essere di legno o metallo ed avere forma esagonale o circolare. Serve per tracciare una direzione e per segnare un punto preciso.

Strumenti topografici per la misurazione orizzontale

Per effettuare la misurazione di una superficie piana si utilizzano tre strumenti topografici: la livella sferica, la livella torica e l’archipendolo.

Livella sferica

E’ costituita da un tronco cilindrico posto all’interno di una struttura metallica che lo protegge. Il lato superiore ha la forma di una calotta sferica ed è dotata di cerchi concentrici posti nella parte centrale. Quando la livella viene appoggiata su una superficie piana la bolla d’aria all’ interno deve essere centrata con i cerchi, in caso contrario significa che la superficie non è perfettamente orizzontale.

Livella Torica

Il suo funzionamento è simile a quello della livella sferica. Il cilindro contiene etere o alcool ed è graduato con tratti simmetrici distanti 2 mm dallo zero centrale. Per capire se la superficie è piana la bolla deve coincidere con il centro della gradazione.

Archipendolo

E’ l’antenato delle moderne livelle ed oggi viene utilizzato molto raramente. Si utilizzava per misurare l’inclinazione di un piano e per tracciare una direzione orizzontale su una superficie. Era costituito da un filo di piombo che veniva appeso allo strumento a forma di A maiuscola, per la precisione al vertice della lettera.

Strumenti topografici per la misurazione verticale

Tra gli strumenti topografici per misurare una superficie verticale ci il piombino a laser, il piombino ottico, il piombino a bastone e il filo a piombo.

Piombino laser

E’ uno strumento, con un diodo nella base, che sfrutta l’emissione di un raggio laser nella direzione principale in grado di misurare la verticalità della superficie.

Piombino ottico

E’ costituito da una specie di piccolo cannocchiale con dentro un prisma attraverso il quale viene deviato l’asse di collimazione fino ad ottenere un angolo retto.

Piombino a bastone

Serve per trovare l’altezza del punto di stazione. E’ composto da due aste telescopiche scorrevoli unite ad una livella sferica. Il bastone diventa l’asse principale ed è verticale quando la livella è centrata.

Filo a piombo

E’ il più elementare degli strumenti per misurare la verticalità. Il filo a piombo è fatto con un filo di nylon o di canapa alla cui estremità viene fissato un cilindro di ottone o acciaio oppure una sfera, con la punta rivolta verso il basso. Non è molto preciso in quanto la misurazione può essere falsata dai movimenti d’aria.

Strumenti topografici per la misurazione degli angoli

Per rilevare l’ampiezza degli angoli si impiegano i goniometri. Si suddividono in due tipologie, quelli azimutali e quelli zenitali, entrambi dotati di cerchi graduati. I primi sono strumenti utili per misurare gli angoli orizzontali mentre i secondi servono per ottenere la misura degli angoli verticali. Ne esistono diversi ma i più diffusi sono i tacheometri e i teodoliti, in grado di misurare sia gli angoli orizzontali che quelli verticali.

Tacheometro

Strumento del topografo con una precisione angolare che oscilla tra i 50cc e i 100 cc, il tacheometro si utilizza per la metrica di media precisione e per misurare gli angoli.

Teodolite

Il teodolite sfrutta un cannocchiale per misurare gli angoli azimutali e quelli zenitali contenuti rispettivamente nel piano orizzontale e in quello verticale. Questo apparecchio di tipo ottico raggiunge una precisione angolare tra 1cc e 0cc,5.

Conclusione

Oltre a questi sistemi uno strumento topografico molto innovativo è rappresentato dalla stazione totale. E’ un dispositivo computerizzato con il quale si possono misurare distanze e angoli sfruttando un sistema di coordinate predefinito.