Strumenti e dispositivi semplici per la topografia

Strumenti e dispositivi semplici

Il filo a piombo

Consiste nel più semplice dispositivo che si conosca ed è costituito da: - un filo di fibra sintetica - peso in acciaio variabile da 150 e 300 gr. Il filo a piombo si dispone lungo le linee di forza della gravità ed è il mezzo più comodo e forse più antico per materializzare la VERTICALE passante per un pun- to. Si utilizza in topografia per: · determinare la verticalità di una palina; - proiettare verticalmente sul terreno un punto sovrastante. Negli strumenti più complessi il filo a piombo è sostituito da un apparato ottico o da un raggio laser.

La diottra

è uno strumento antico che ci permette di introdurre il concetto di collimazione. Era costituita da: - un'asta di legno o metallica chiamata regolo disposta orizzontalmente e di lunghezza variabile da 30 a 50 cm; due alette (pinnule) sulle quali sono ricavate opportune aperture e sono poste ai lati dell'asta. Veniva utilizzata per tracciare su un piano da disegno (tavoletta) mediante la linea di fede LL, parallela alla linea di collimazione CC, le tracce delle direzioni dei punti collimati. Era quindi uno strumento a traguardo ovvero un dispositivo che determina una linea o un piano di mira o di collimazione senza dispositivi ottici. Questo era il motivo per cui si utilizzava per la collimazione di punti ravvicinati.

La diottra: collimare o mirare un punto

COLLIMARE o MIRARE un punto: far coincidere la linea o il piano di mira con la visuale diretta al punto o alla linea. C linea di mira L C L

Gli squadri

Si utilizzano per riportare sul terreno angoli retti. E' un'operazione pratica frequentemente richiesta sia durante: - le operazioni di rilievo topografico; - nelle operazioni di tracciamento nell'ambito dei cantieri. Se le distanze in gioco sono relativamente modeste (poche decine di metri)e le precisioni non elevate, si può far ricorso a questi strumenti senza dover utilizzare teodoliti o stazioni elettroniche per il riporto degli angoli retti sul terreno. Oltre a tracciare angoli retti si può abbinare la possibilità di tracciare: - angoli di 45° - angoli di 180º.

Tipologie di squadri

SQUADRI Semplici dispostivi che consentono in modo agile e veloce di tracciare sul terreno essenzialmente allineamenti ortogonali V GROMA Utilizzata dagli agronomi nella Roma imperiale per la centuriazione del ter- ritorio si distinguono in tre tipologie V SQUADRI AGRIMENSORI SQUADRI GRADUATI SQUADRI OTTICI Hanno la forma di una scatola cilindrica, o di un involucro otta- gonale, provvisto di quattro tra- guardi disposti a 45° Sono formati da una scatola com- posta da due cilindri sovrapposti, con cui è possibile tracciare ali- neamenti con angoli qualunque Sono costituiti da prismi ottici protetti da un'armatura metalli- ca. Consentono un utilizzo pra- tico e veloce si utilizzano per si utilizzano per > si utilizzano per -> · Tracciare allineamenti a 90° · Tracciare allineamenti a 90° · Tracciare allineamenti a 90° · Tracciare allineamenti a 45° · Tracciare allineamenti a 180° · Tracciare allineamenti a 180° · Tracciare allineamenti con qua- lunque angolo

La groma

è il prototipo degli squadri e veniva usata dagli agrimensori romani per: - la centuriazione del territorio; - tracciamento di strade e altri manufatti. Era costituita da: 2 barre di bronzo incrociate e ortogonali - un'asta dove venivano montate le 2 barre e la quale veniva infissa nel terreno. All' estremità delle barre erano presenti due fili a piombo, uno per parte, attraverso i quali si realizzavano due piani di traguardo (cardo e decumano) tra loro ortogonali. h

Squadro agrimensorio

Rappresenta la sintesi delle funzioni tra la groma e la diottra ed è composto da una scatola prismatica (o cilindrica) di metallo a sezione ottagonale di circa 8 cm di diametro e 15 cm di altezza. Per migliorare il campo visivo se siamo in presenza di terreni accidentati viene utilizzata una forma sferica di dimensioni simili. Viene montato su treppiedi leggeri alla cui estremità è presente un perno per consentirne l'innesto. La scatola dello squadro può essere ruotata: a mano (grandi movimenti); · a mezzo di una vite (piccoli movimenti) per affinare la collimazione. La rotazione avviene attorno all'asse dello squadro che deve essere reso verticale dall'operatore prima dell'uso centrando la bolla di una piccola livella sferica.

Squadro agrimensorio: fessure

Sulle facce laterali del prisma sono presenti quattro coppie di fessure diametralmente opposte disposte su piani passanti per l'asse dello squadro costituenti ciascuna un piano di traguardo dello squadro agrimensorio. Le due fessure opposte prendono il nome di: · oculare, è molto sottile e termina con due leggeri allargamenti circolari per ampliare il campo visivo · fessura obiettiva, è più larga ma nella parte centrale monta un sottilissimo filo d'acciaio che consentirà la collimazione sovrapponendolo all'elemento verticale da collimare (asse della palina, spigolo di fabbricato).

Squadro agrimensorio: sviluppo delle coppie di fessure

Lo sviluppo di queste quattro coppie si compone: - di due di queste per tutta l'altezza dello squadro (fessure lunghe) - per le altre due (fessure corte) per metà si presentano come una fessura oculare (sottile) e per la seconda metà come una fessura obiettiva consentendo così una visuale reciproca secondo le due direzioni opposte. Questa funzione è indispensabile per collocare lo squadro su un punto di un allineamento assegnato. Sia la coppia di fessure lunghe che la coppia di fessure corte formano due piani di traguardo a 90° mentre una coppia di fessure lunghe e la coppia di fessure corte adiacente formano due piani di traguardo a 45°. La tecnica operativa per impostare sul terreno un angolo retto rispetto a una direzione assegnata, materializzata dalle paline A e B, in corrispondenza di un suo punto P utilizzando lo squadro prevede: - fase1: si dispone lo squadro agrimensorio sul punto P e con una coppia di fessure corte a visuale reciproca si controlla, nelle due direzioni opposte, la contemporanea corretta collimazione delle paline A e B;

Squadro agrimensorio: fase 2

fase2: si utilizza la coppia di fessure ortogonali alla precedente coppia (senza ruotare lo squadro) per guidare un collaboratore a collocare una terza palina C, fino a che questa non sia correttamente collimata. C 1 909 BI I 90° 1 I P A

Squadro agrimensorio graduato

è costituito da due elementi scatolati coassiali: - quello inferiore ha sempre forma cilindrica e un'unica coppia di fessure di traguardo; - quello dell'elemento superiore può avere sia forma cilindrica sia sferica e quattro coppie di fessure di traguardo. Questi due elementi sono poi raccordati da due piccole superfici tronco-coniche: · su quella del cilindro inferiore è riportata una graduazione da 0 gon a 400 gon con l'origine coincidente con l'unica coppia di fessure di traguardo; in quella superiore è riportata una linea di fede che costituisce l'indice di lettura e una piccola scala graduata chiamata nonio necessaria per la stima delle frazioni di intervallo di graduazione. I due elementi scatolati coassiali possono essere sia ruotati solidalmente che relativamente (l'elemento superiore può essere ruotato mentre l'inferiore resta fermo) e ciò consente di riportare sul terreno angoli qualsiasi.

Squadro agrimensorio graduato: goniometro

Lo squadro agrimensorio graduato è di fatto anche un goniometro in quanto è in grado di misurare angoli sul terreno anche se raramente viene impiegato per svolgere questa funzione. 22X

Squadri ottici a prismi

Sono minuscoli strumenti tascabili che consentono di tracciare allineamenti ad angolo retto sfruttando la riflessione e la rifrazione dei raggi luminosi che penetrano all'interno di un piccolo prisma di vetro. Possono essere sostenuti direttamente dalla mano dell'operatore agganciando un filo a piombo nella parte terminale del manico oppure essere montati su bastoni metallici appositi con punta zavorrata per favorirne la stabilità durante l'uso. Le operazioni con gli squadri a prisma si sviluppano con grande rapidità e semplicità rispetto a quelle con lo squadro agrimensorio; tuttavia la limitata precisione ne ammette l'impiego solo in operazioni speditive e comunque nel contesto di operazioni che coinvolgono brevi distanze. Esistono 2 tipologie: - prismi semplici; costituiti da un prisma di vetro che può avere diverse forme geometriche inseriti in una scatola metallica che presenta sempre due facce visibili in quanto collocate in corrispondenza di aperture (finestrelle) realizzate nella stessa scatola.

Squadri ottici a prismi: funzionamento

Dalla prima, che prende il nome di faccia incidente, entra un raggio luminoso che, dopo aver subito all'interno del prisma due riflessioni su due facce nascoste formanti un angolo di 45°, esce dall'altra chiamata faccia emergente, deviato di 90° e osservato dall'operatore come immagine di una porzione di una prima palina collocata a lato. L'operatore deve poi guidare un collaboratore nel disporre una seconda palina, osservata di fronte a occhio nudo, fino a che essa non sia allineata con l'immagine della porzione della prima palina visibile sulla faccia emergente del prisma.

Squadri ottici a prismi: croce di prismi

croce di prismi; sono realizzati sovrapponendo due prismi semplici contenuti nella stessa scatola metallica con opportune finestrelle ma montati in modo speculare in modo da visualizzare nelle rispettive facce emergenti entrambe le direzioni all'allineamento di riferimento . I due prismi sono separati e alternati da uno o due spazi vuoti che viene utilizzato per traguardare a occhio nudo una porzione della palina frontale che definisce l'allineamento ortogonale ricercato. Consentono contemporaneamente con un'unica collimazione sia di individuare il punto P sull'allineamento di riferimento, sia d'impostare l'angolo retto osservando insieme le paline a sinistra (palina A) sia a destra (palina B) dell'allineamento di riferimento oltre alla terza palina C di fronte all'operatore che definisce l'angolo retto. Si raggiunge la collimazione corretta quando le immagini delle paline A e B sulle facce dei due prismi sono allineate sia tra loro sia con la palina frontale C facendole osservare come l'una il proseguimento dell'altra. palina C palina B - palina A palina C- palina C