Un gabinetto di topografia tra ottocento e novecento

Istituto Tecnico Statale per Geometri
“Girolamo Genga“ Pesaro
EMILIO BORCHI e
RENZO
MACII
Un gabinetto di topografia
tra ottocento e novecento
Emilio Borchi e Renzo Macii
pag. 1
Indice
Presentazione del Dirigenta Scolastico..........................................................................
Pag. 2
Cenni storici sulla nascita dell’Istituto Tecnico e del Gabinetto di Topografia.............
Pag. 4
Catalogo degli strumenti ................................................................................................ Pag. 7
Introduzione ................................................................................................................... Pag. 8
Il restauro degli antichi strumenti di topografia dell’Istituto “G. Genga” ...................... Pag. 10
La nascita degli strumenti topografici ..........................................................................
Pag. 12
Le date fondamentali dello sviluppo della topografia .................................................... Pag. 25
Squadri, grafometri ed ottanti ......................................................................................
Pag. 33
I livelli e i clisimetri .....................................................................................................
Pag. 42
I cleps, i teodoliti ed i tacheometri ................................................................................. Pag. 56
La tavoletta pretoriana ..................................................................................................... Pag. 67
Gli strumenti matematici ................................................................................................. Pag. 71
Bibliografia generale ........................................................................................................ . Pag. 75
Un gabinetto di Topografia fra ottocento e novecento
Pag. 2
Presentazione
L’I.T.G. “Genga”, dagli anni immediatamente successivi all’Unità d’Italia, costituisce una
delle realtà scolastiche più importanti del territorio provinciale.
La sua storia e il suo sviluppo si identificano in maniera significativa con la storia e lo
sviluppo sociale e urbanistico della città di Pesaro e del territorio provinciale.
Consapevole della sua tradizione e della sua funzione culturale, l’I.T.G. “Genga” ha sempre
difeso e riproposto, anche nel contesto recente dell’autonomia scolastica, la sua immagine di
istituzione formativa rigorosa e attenta alla richieste del territorio e alle sue dinamiche socioeconomiche.
I suoi laboratori si sono progressivamente
arricchiti di dotazioni didattiche
tecnologicamente all’avanguardia e sempre aggiornate. Ma restano disponibili ovviamente, e
soprattutto nel laboratorio di topografia, strumenti e dotazioni didattiche del passato, più o
meno recente, che testimoniano in maniera evidente e molto efficace il progressivo affinarsi
del “mestiere” di geometra attraverso l’uso, anche didattico,di strumenti di lavoro sempre più
aggiornati e complessi.
E’ stata questa constatazione, assieme alla volontà di recuperare e testimoniare l’identità
dell’istituto in un momento in cui la scuola superiore in Italia si sta avviando ad un periodo di
progressiva e profonda ristrutturazione e ripensamento delle sue finalità, a convincere il
Consiglio di Istituto dell’opportunità e dell’importanza del recupero e del restauro di alcuni
strumenti topografici e della loro esposizione in un piccolo “museo” che potesse, in maniera
immediata e con l’efficacia del messaggio museale, dare a chiunque entrasse nell’istituto
l’idea della peculiarità e della tipicità del percorso formativo di cui, storicamente, l’istituto è
stato ed è la sede.
Tra i tanti, alcuni dei quali risalenti ad un periodo storico di alcuni secoli anteriore
all’istituzione del “Genga”, sono stati individuati diciannove strumenti topografici
particolarmente significativi da un punto di vista storico e per la loro specificità funzionale,
che sono stati affidati, per il necessario restauro, all’Osservatorio Ximeniano di Firenze, che
ha portato a termine il lavoro con risultati eccellenti grazie alla competenza dell’equipe dei
Professori Borchi e Macìì.
Il progetto iniziale nel frattempo si è precisato, e ampliato, con la costruzione di un piccolo
spazio museale permanente, polifunzionale e flessibile, costruito nell’ atrio dell’istituto, nel
rigoroso rispetto dell’architettura degli spazi esistenti, nel quale esporre non solo gli antichi
strumenti del laboratorio di topografia dopo il loro restauro, ma anche tutti gli altri oggetti,
come ad esempio quelli dei laboratori di costruzioni, di tecnologia delle costruzioni e di
tecnologia rurale, ritenuti significativi per testimoniare l’immagine e la storia dell’istituto, non
esclusi gli elaborati grafici migliori degli alunni.
Il progetto di recupero e restauro degli strumenti topografici e della costruzione dello spazio
museale è stato realizzato a costi contenuti per l’istituzione scolastica grazie ad alcune
Emilio Borchi e Renzo Macii
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sponsorizzazioni e
ai contributi finanziari del Collegio provinciale dei Geometri,
dell’Assessorato all’Istruzione della Provincia di Pesaro-Urbino e, soprattutto, della
Fondazione della Cassa di Risparmio di Pesaro. La Provincia inoltre, in qualità di proprietaria
dell’edificio scolastico, tramite il suo Ufficio Tecnico, ha fornito un prezioso e costante
supporto a livello tecnico-esecuticvo. Infine, parte delle risorse utilizzate per il restauro degli
strumenti topografici sono state reperite grazie alla collaborazione dell’Istituto con la Facoltà
di Scienze Ambientali dell’Università di Urbino nella progettazione e svolgimento di un corso
F.S.E..
A tutti quanti hanno dato il loro contributo va, ovviamente, il più sincero ringraziamento da
parte dell’Istituto che ho l’onore di dirigere.
Un ringraziamento anche a tutto il personale dell’istituto che ha contribuito, in varie forme
ma sempre a titolo gratuito, alla realizzazione del progetto e in particolare all’Ing.
Bocconcelli , docente di topografia dell’istituto, non solo per aver gratuitamente progettato la
struttura museale e averne seguito materialmente e tecnicamente la realizzazione, ma anche
per la passione e la professionalità con cui ha organizzato e coordinato tutto il lavoro di
restauro .
Prof. Gianfranco Mariani
Dirigente dell’I.T.G. “Genga”
Un gabinetto di Topografia fra ottocento e novecento
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Cenni storici sulla nascita dell’Istituto Tecnico di Pesaro
e del gabinetto di Topografia
La storia dell’Istituto Tecnico inizia nel 1860, immediatamente dopo la conquista delle
Marche da parte dell’esercito di Vittorio Emanuele II. L’11 settembre 1860 il generale
Cialdini entra a Pesaro e pochi giorni dopo, esattamente il 16 settembre, giunge in città il
Commissario Straordinario del Re Lorenzo Valerio con il compito di occuparsi del riordino
amministrativo della Provincia. Il 6 novembre 1860 il Commissario emette il decreto n. 355
che istituisce varie scuole nelle Marche fra cui tre Istituti Tecnici: uno in Ancona, uno a
Fabriano “ed il terzo a Pesaro in compenso del Liceo che le manca”. Con un secondo
Decreto, il n. 815 dell’11 gennaio 1861 viene successivamente assegnato al Comune di Pesaro
il fabbricato del Convento delle Suore di Santa Maddalena da utilizzare come sede scolastica.
Nasce così l’Istituto Tecnico completo per il quale però il governo concesse soltanto la
sezione di costruzioni e meccanica che formava tecnici “abilitati alla direzione delle
costruzioni civili o delle officine meccaniche, e preferiti nei concorsi pel conferimento dei
posti di Verificatore dei pesi e misure, del marchio di oreficeria, di conduttore di macchine a
vapore.”1 Si deve al comm. Luigi Guidi, già artefice della creazione dell’Osservatorio
Valerio, l’accordo con l’Accademia Agraria per l’unione della Scuola di Agricoltura
dell’Accademia alla regia sezione di meccanica e costruzioni grazie alla quale, per attenersi ai
programmi ministeriali, viene istituito l’insegnamento di agronomia e agrimensura dando
virtualmente origine a quello che solo molto più tardi diventerà l’indirizzo Geometri. Sarà
però soltanto nell’anno scolastico 1864-65 che l’Istituto Tecnico di Pesaro aprirà
ufficialmente i battenti con i suoi primi dieci studenti iscritti e sotto la direzione del Preside
incaricato Comm. Luigi Guidi. La sezione di agronomia e Agrimensura rimane scuola libera
alle dipendenze dell’Accademia Agraria fino al 1874 quando, con Regio Decreto, passa a far
parte del Regio Istituto Tecnico divenendo finalmente una scuola pubblica.
Nel 1877, per decreto reale, la sezione di Agronomia e Agrimensura viene divisa nei due
indirizzi ma poco tempo dopo, non avendo l’Istituto “un terreno vasto e proprio, da
1
R. ISTITUTO TECNICO BRAMANTE - “Monografie storiche e scientifiche” – Premiato Stab. Tipo-Lit
Federici - Pesaro - 1893
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impiantarvi una regolare azienda” la sezione di Agraria cessa di esistere. Successivamente
anche la sezione di meccanica e costruzioni viene soppressa in tutti gli Istituti Tecnici del
Regno, e sostituita con la sezione fisico-matematica.
Nel 1882, su sollecitazione del Ministero dell’Istruzione, il Consiglio dei professori e la
Giunta di Vigilanza decidono di intitolare la scuola a Donato Bramante preferendolo a
Guidubaldo Del Monte, insigne matematico del XVI secolo che era stato indicato come
ulteriore opzione.
Nel 1885 il Ministero, dietro le richieste dell’istituzione scolastica, appoggiata anche dalle
autorità governative e amministrative locali, concede all’Istituto la sezione commercio e
ragioneria con la quale la fisionomia dell’ordinamento scolastico si completerà rimanendo
poi stabile per numerosi anni. Pertanto alla fine del 1800 all’Istituto Tecnico “Bramante” sono
attivi tre sezioni: agrimensura, commercio e ragioneria, fisico - matematica.
Da questa breve sintesi storica si può dedurre che dopo quel primo anno scolastico, 1864-65,
la scuola iniziò anche a dotarsi di strumentazione tecnica e scientifica. L’insegnamento della
Topografia iniziava però dal 3° anno del corso di agrimensura, e sarà quindi soltanto
nell’anno scolastico 1866-67 che nascerà il gabinetto di Topografia. Nonostante le travagliate
vicende storiche e i vari trasferimenti della sede scolastica la scuola conserva ancora il primo
inventario del gabinetto dove, in elegante calligrafia, si trova annotato che il 4 giugno 1866
furono acquistati: 2 grafometri, uno squadro graduato con cannocchiale, uno squadro
agrimensorio e uno squadro a riflessione, 2 bussole a cannocchiale, due tavolette pretoriane,
una diottra a cannocchiale, un declinatore magnetico, un livello su piano, un clisimetro, un
pantografo, un regolo calcolatore, vari tipi di mire, una catena, una stadia e alcune scale
ticoniche per la ragguardevole spesa complessiva di £ 1.058,50. Curiosamente per una
seconda lista di strumenti fu registrata la data di acquisto del 25 dicembre 1866. Un bel regalo
di Natale!
Il docente di Topografia che diede inizio all’insegnamento della disciplina, e quindi il primo
responsabile del gabinetto, fu l’Ing. Romolo Mengaroni, di cui si legge la firma in calce ad
ogni pagina dell’inventario. Il prof. Mengaroni viene anche ricordato per una importante
esercitazione eseguita con i suoi studenti per l’aggiornamento della mappa topografica di
Pesaro dove fu inserito anche il tracciato delle antiche mura romane. L’ultima firma del prof.
Mengaroni sull’inventario compare alla data del 2 dicembre 1913 in occasione di un
aggiornamento con il quale, probabilmente, passava le consegne al prof. Marino Giovagnoli
che gli subentrava alla conduzione del gabinetto di topografia dopo ben 49 anni di
insegnamento!
Da questo momento in poi gli aggiornamenti dell’inventario sono stati sempre meno
accurati fino alla registrazione fatta a matita e priva persino della data di acquisto.
L’inventario è risultato comunque molto importante per la datazione di alcuni strumenti,
anche se purtroppo non è mai stato registrato il numero di matricola che avrebbe permesso
una identificazione e una datazione certa di alcuni degli strumenti restaurati.
Nella storia più recente dell’Istituto e del gabinetto di topografia la data fondamentale è il
primo ottobre 1976 quando la sezione geometri, derivata dalla vecchia sezione agrimensura,
si separa dalla sezione ragionieri e il nuovo Istituto Tecnico viene intitolato a “Girolamo
Genga”, insigne pittore e architetto del 1500. Nell’occasione viene redatto un verbale di
consegna di tutto il materiale tecnico-scientifico ma degli strumenti del primo inventario
sembra non esserci più traccia. Fortunatamente, grazie a qualche insegnante particolarmente
attento e sensibile, un discreto numero di strumenti storici è stato conservato e oggi abbiamo
quindi la possibilità di esporli restaurati per testimoniare la storia del nostro Istituto.
Il gabinetto comunque è stato continuamente aggiornato con l’acquisto di strumenti,
attrezzature e testi che hanno ulteriormente arricchito l’Istituto di apparecchiature
all’avanguardia. Ne sono testimonianza gli oltre 100 strumenti conservati nel gabinetto di
Un gabinetto di Topografia fra ottocento e novecento
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topografia che rappresentano più di un secolo di evoluzione tecnologica fino alla
strumentazione più attuale fra cui, numerose stazioni totali, un livello laser, ricevitori GPS, e
vari software per la topografia e la fotogrammetria. Bisogna ammettere però che le
strumentazioni elettroniche moderne, pur essendo sempre più precise e potenti, hanno perso
quello straordinario fascino delle apparecchiature ottico-meccaniche delle epoche passate
capaci di esprimere, con la loro esplicita complessità, tutto l’ingegno e la creatività dei loro
ideatori fino a renderle vere e proprie opere d’arte.
Prima di chiudere questa breve introduzione storica vorrei ricordare, fra i tanti docenti che
hanno diretto il gabinetto di topografia, il mio predecessore, il prof. Alberto Cricelli. Mio
maestro e amico sincero, professionista esemplare, amato da tutti i suoi studenti, apprezzato e
stimato da tutti i colleghi. Mi sembrava doveroso rivolgere un pensiero ad Alberto che ha
lasciato nella nostra scuola e in tutti noi, che abbiamo avuto il privilegio di conoscerlo, il
segno indelebile di una grande intelligenza mai ostentata, accompagnata da una gentilezza e
una disponibilità fuori dal comune. Alberto Cricelli fu il primo ad avere l’idea di iniziare il
lavoro di catalogazione degli strumenti pensando alla loro esposizione all’interno della scuola
ma purtroppo non fece in tempo a realizzarla perché la malattia lo rapì prematuramente.
Oggi il gabinetto di topografia è a lui intitolato.
Prof. Stefano Bocconcelli
Docente di Topografia
Emilio Borchi e Renzo Macii
Catalogo degli strumenti
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Un gabinetto di Topografia fra ottocento e novecento
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INTRODUZIONE
La collezione degli strumenti antichi del gabinetto di Topografia dell’Istituto Tecnico per
Geometri “G.Genga” contiene circa 100 pezzi che sono da datarsi tranne poche eccezioni
tra l’ultima parte dell’Ottocento ed i primi decenni del Novecento.
L’Istituto “G.Genga”, essendo stato istituito il 6 novembre 1860, vanta quasi 150 anni di
attività, durante i quali ha sempre aggiornato i propri laboratori, in particolare quello di
Topografia, con strumenti ed attrezzature di avanguardia, seguendo un’antica tradizione
secondo la quale proprio nel territorio di Pesaro-Urbino si svilupparono tra il 1400 ed il
1700 metodi e strumenti di misura nel settore topografico – agrimensorio per la produzione
delle cartografie catastali della regione.
Tra gli strumenti topografici sono presenti alcuni pezzi di notevole interesse che risalgono
ad epoche anteriori alla nascita dell’Istituto. Tra questi due piccoli compassi di
proporzione, uno di Canivet di metà Settecento, l’altro di costruttore ignoto di fine
Settecento, un ottante di Egerton Smith di fine Settecento ed un livello di Brunner di metà
Ottocento.
Sono da segnalare inoltre alcuni livelli, cleps e tacheometri che provengono dalla primitiva
produzione della Filotecnica Salmoiraghi che, come è noto, fu fondata nel 1865, quindi
pochissimi anni dopo l’Istituto “G.Genga”. Per molti anni la ditta milanese fu il punto di
riferimento, nel settore della didattica, del Gabinetto di Topografia dell’Istituto e non deve
quindi sorprendere che la maggior parte della strumentazione porta la firma della
Salmoiraghi.
Un progetto, partito dalla Provincia di Pesaro e Urbino, ed allargato a tutto il territorio
delle Marche, riguarda la storia della strumentazione per la misura del territorio, legata
anche alla produzione cartografica. Alla base dell’attività nel settore stanno
necessariamente le Università e gli Istituti Tecnici per Geometri, presenti nella regione
Marche. All’iniziativa hanno aderito inizialmente l’Istituto Geografico Militare e
l’Osservatorio Ximeniano di Firenze, oltre ovviamente all’Università di Urbino e
all’Istituto “G.Genga” di Pesaro.
Un primo passo ha riguardato il restauro degli strumenti più significativi del Gabinetto di
Topografia dell’ Istituto “G.Genga”.
Si tratta di un insieme di apparecchi, rivolti all’insegnamento della topografia, ai quali il
restauro conservativo ed il parziale recupero funzionale hanno restituito sia la giusta
valorizzazione di raccolta storico-scientifica, sia la corretta collocazione nel clima culturale
ed educativo dell’epoca.
Il restauro conservativo è stato eseguito nell’Osservatorio Ximeniano di Firenze: qui
abbiamo potuto utilizzare i testi e le molteplici informazioni conservati nel laboratorio di
restauro dell’Istituzione. Siamo grati al Presidente della Fondazione Osservatorio
Ximeniano per averci concesso questa opportunità.
Parimenti si ringrazia l’Istituto Geografico Militate per averci permesso di accedere alla
ricchissima collezione del Museo degli Strumenti Antichi per eventuali confronti con gli
strumenti ivi conservati.
Nel compilare il presente catalogo ci siamo attenuti ai seguenti criteri:
a)
la schedatura è stata presentata in forma semplice ma rigorosa secondo metodi di
approccio sviluppati in questi anni dagli autori presso l’Università di Firenze,
l’Osservatorio Ximeniano, l’Istituto Geografico Militare. La denominazione dello
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strumento è quella con la quale esso viene indicato nei trattati di Topografia dei primi anni
del Novecento;
b) la datazione degli strumenti è sempre difficile perché essi, una volta progettati, sono
stati venduti per molti anni con dettagli costruttivi inalterati. Nelle date proposte ci può
essere un’oscillazione temporale di qualche anno, talvolta di qualche decennio;
c) quando è stato possibile abbiamo fornito alcune notizie sui costruttori;
d) gli strumenti sono descritti indicandone le caratteristiche principali e le finalità
didattiche. Le dimensioni degli apparecchi sono riportate in centimetri;
e) nella bibliografia generale sono elencati i principali trattati che riportano informazioni
sugli strumenti;
f) è stata tenuta presente la finalità didattica del catalogo presentando una breve storia
della nascita degli strumenti topografici ed una cronologia dei principali apparecchi. Di
alcuni di essi è stata mostrata anche l’evoluzione tecnologica più significativa.
Un gabinetto di Topografia fra ottocento e novecento
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IL RESTAURO DEGLI ANTICHI STRUMENTI DI TOPOGRAFIA
DELL’ISTITUTO “G. GENGA”
A partire dal mese di gennaio del 2006 sino al 15 ottobre è stato eseguito il restauro di
15 strumenti topografici di diversa complessità e grandezza.
Tra i più grandi hanno richiesto interventi complessi e abbastanza lunghi un Tacheometro
Salmoiraghi , un livello Salleron, la tavoletta Pretoriana Viotti del Tecnomasio e un teodolite
concentrico ripetitore; quest’ultimo soprattutto ha creato non poche difficoltà a causa del
pessimo stato di conservazione, dovuto in parte agli agenti atmosferici, particolarmente
"attivi" nelle zone prossime al mare e al sudore delle mani dovuto ad un uso degli strumenti
stessi prolungato nel tempo.
Le parti meccaniche di tutti gli strumenti presentavano segni di manomissioni piuttosto
grossolane.
Numerose parti, tra queste molte viti "calanti" delle basi degli strumenti, taluni coperchiobbiettivi e persino il tubo di un cannocchiale, che erano piegate a causa di urti con altri corpi
o a causa di cadute, sono state raddrizzate e ripristinate nella loro funzione.
In particolare per il piccolo teodolite di tipo "inglese" sono stati ricostruiti i due supporti della
livella in lega di alluminio, completamente corrosi dagli agenti atmosferici e sono stati
incollati i supporti del cannocchiale dello stesso metallo.
Tutti gli strumenti sono stati completamente smontati e, successivamente sono stati eseguiti
interventi di riparazione delle singole parti che successivamente sono state ripulite e lucidate
con tecniche e prodotti idonei. Le scale graduate dei cerchi azimutali e zenitali, per la maggior
parte eseguite con strisce di argento riportate su ottone, sono state ripulite con prodotti
chimici idonei, adoperando panni molto morbidi per non deteriorare le incisioni presenti.
Analoghi interventi sono stati fatti per le scale graduate in avorio, adoperando però prodotti
chimici specifici.
La filettatura delle viti micrometriche, che, nella maggior parte degli strumenti erano
completamente ossidate e non potevano più "avvitarsi" nelle loro sedi, sono state ripulite con
procedimenti chimici e non con abrasioni meccaniche per non deteriorare la delicata
filettatura.
Le parti in ottone e/o rame sono state ripulite e lucidate. Ove era possibile macchie di
ossidazione (di colore nero o verde scuro ecc...) sono state tolte per mezzo di agenti chimici
fatti agire "localmente". Quelle seriamente deteriorate, la cui verniciatura originale non era
recuperabile, sono state riverniciate o con vernice trasparente alla nitrocellulosa oppure, ove
richiesto, con vernice il più possibile simile sia come colore che composizione a quella
originale.
Alcune parti sono state trattate chimicamente in modo analogo al trattamento originale dello
strumento e con la stessa colorazione.
Le parti in ferro rugginose sono state spazzolate e quindi protette con vernice
trasparente. Talune parti, tra queste numerose viti, sono state brunite.
Alcune parti in metallo (viti, e minuteria varia) sono state ricostruite nel laboratorio
dell'Osservatorio Ximeniano. Citiamo tra queste un completo meccanismo di messa a fuoco di
un cannocchiale di puntamento costituito da manopola "godronata", un piccolo ingranaggio e
la scatolina che contiene questo meccanismo.
Sono state ricostruite anche talune "livelle a bolla". In queste è stato sostituito il tubo di
vetro ovvero la "fiala" con un altro tubo di idoneo diametro e spessore, al quale sono stati
applicati tappi "a tenuta", uno dei quali con un'apertura, provvista di chiusura ermetica, per
l'ingresso del liquido nel suo interno. le fiale sono state riempite con "petrolio bianco".
Abbiamo adoperato questo liquido in quanto, in caso i rottura della fiala stessa, non
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corroderebbe la verniciatura dello strumento. E' stata anche riempita con lo stesso liquido una
livella sferica realizzata con una vaschetta di vetro di forma circolare; il tappo inferiore di
questa è stato incollato alla vaschetta stessa con collante idoneo, non solubile nel petrolio.
Le parti ottiche, che presentavano numerosi segni di ossidazioni e incrostazioni, sono state
ripulite con prodotti chimici idonei e asciugate o con panni molto morbidi o con carta di riso.
Talune parti ottiche purtroppo sono mancanti (oculari, crocifili dei micrometri ecc...).
Un gabinetto di Topografia fra ottocento e novecento
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LA NASCITA DEGLI STRUMENTI GEODETICI E TOPOGRAFICI
La Topografia è la scienza che insegna a rappresentare minutamente sulla carta una
piccola regione di territorio, cioè a formarne il disegno o carta topografica; e poiché sarebbe
impossibile rappresentare sulla carta in vera grandezza la detta estensione, il disegno
topografico è una figura simile a quella del terreno in un dato rapporto o scala.
La topografia è scienza antichissima che è andata assumendo nel corso dei secoli caratteri
sempre più rigorosi; anche i suoi strumenti sono stati perfezionati, a partire dai manufatti delle
antiche civiltà, fino ad assumere l’attuale perfezione e sensibilità delle misure.
Molti di questi strumenti erano di derivazione greca e romana ed anche più antica, egizia o
fenicia. Di taluni di essi per lungo tempo se ne è persa la traccia e sono stati riscoperti in
tempi successivi. Altri strumenti come il filo a piombo, le aste ed i regoli, i nastri misuratori,
le rotelle e le bindelle, i compassi ed i rapportatori, gli archipendoli e le livelle a bolla d’aria
sono sempre stati di uso comune tra i carpentieri e gli artigiani e, in forma più perfezionata,
tra gli architetti, i geometri ed i topografi.
Nella breve storia che faremo delle origini della topografia includeremo a volte anche gli
strumenti astronomici e geodetici, poiché l’origine è comune. Ci limiteremo comunque alla
nascita degli strumenti, senza descriverli in dettaglio e senza studiare la loro evoluzione
tecnologica ed i loro perfezionamenti, che hanno richiesto talvolta moltissimi anni, talvolta
dei secoli. In ogni caso ci fermeremo sempre agli strumenti di fine Ottocento e dei primissimi
anni del Novecento, quali sono quelli dell’Istituto Girolamo Genga illustrati in questo
catalogo.
In un prospetto cronologico riportato nel paragrafo seguente riporteremo schematicamente le
date fondamentali degli sviluppi della Geodesia e della Topografia.
Nell’Almagesto di Claudio Tolomeo (II secolo d.C.) sono descritti alcuni strumenti, tra cui il
cerchio equatoriale, il regolo parallattico, il cerchio diviso o graduato che si ritrovano come
strumenti topografici del XV e XVI secolo2, talvolta con nomi che derivano dalla cultura
araba3.
Mentre nel periodo del medioevo sono rarissime le testimonianze scritte sugli strumenti
scientifici e sulla loro rappresentazione, queste cominciano a comparire nel XV e XVI secolo
con i trattati degli astronomi e dei cultori di geometria pratica e con le traduzioni dell’opera
degli scienziati arabi.
Le misure dirette di lunghezza
Le prime misure dirette della storia umana riguardano senza dubbio le lunghezze e i campioni
di lunghezza si costruirono su basi antropomorfe confrontandoli con le dimensioni di parti del
corpo umano. Nacquero cosi il braccio (l’antico cubitus dei romani), il passo, il piede la
stadia dei greci, la tesa. Le unità si resero il più possibile uguali utilizzando regoli rigidi, aste
e canne. Gi ingegneri e gli architetti greci e romani ebbero sempre ben presenti le difficoltà di
2
In considerazione del ruolo centrale dell’astronomia nella scienza antica, i metodi geometrici e gli strumenti
ideati e adoperati dai suoi cultori furono mutuati anche da altre discipline in particolare dalla topografia.
3
E’ il caso del vocabolo alidada che designa il regolo diritto con opportune mire e l’indice per la misura degli
angoli.
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eseguire corrette misure di lunghezza; le funi dovevano essere sempre in tensione e dovevano
essere conservate avvolte su rulli, le catene erano meno affidabili. In seguito e fino alla fine
dell’Ottocento, la misura diretta delle distanze fu fatta con canne e pertiche, generalmente di
abete con sezione circolare o poligonale. Esse erano munite di ghiere d’ottone e di ferro,
erano lunghe di solito 3 m, divise in cm e numerate ad ogni dm 4.
Gli scritti di Erone e di Vitruvio riportano l’esistenza di diversi problemi. Lo strumento più
famoso dell’antichità, nato per risolvere questi problemi, è l’odometro di cui non si conosce
né quando né da chi fu inventato. Sia Erone che Vitruvio ne danno una descrizione in forme
diverse e appunto dei due odometri, quello di Erone e quello di Vitruvio, ci sono giunte
descrizioni dai tempi antichi.
L’odometro di Erone collegava ad ogni giro della ruota un contatore con ingranaggi, rotelle ed
indici di modo che si aveva alla fine del percorso il numero totale dei giri. Il contagiri era
racchiuso in una scatola che conteneva quattro ruote dentate, ciascuna ad angolo retto rispetto
alle altre, mediante le quali veniva messa in movimento la lancetta che registrava il numero
dei giri.
L’odometro di Vitruvio, descritto nel libro III del De Architectura era composto da tre
timpani di cui uno collegato rigidamente alla ruota, un altro mobile ma collegato ad una
cassetta fissa al telaio della ruota, un terzo timpano infine era provvisto di fori, chiusi dal di
sotto, in ognuno dei quali veniva inserito un piccolo sasso rotondo. Durante la rotazione e
dopo un certo numero di giri la chiusura del foro si apriva ed il sasso cadeva nella cassetta.
Dal numero dei sassi raccolti nella cassetta si risaliva facilmente alla lunghezza del percorso
fatto.
L’odometro sparì per lungo tempo e rifece la sua comparsa con Leonardo da Vinci nella
seconda metà del XV secolo in una forma che ricorda lo strumento di Vitruvio.
Nel XVI secolo gli odometri, insieme ai contatori, venivano usati per scopi cartografici,
specialmente nell’Europa centrale. I primi rilevamenti vennero infatti eseguiti misurando le
distanze con gli odometri e le direzioni con la bussola magnetica. Il più famoso costruttore
degli ultimi anni del Cinquecento fu Christofer Schlisser (1561 – 1626) nato ad Augsburg e
vissuto a Praga.
Nel secolo successivo celebri costruttori di odometri furono gli inglesi George Adams
(1750-1795) e Jesse Ramsden (1735 – 1800), ma in seguito, anche con il progredire della
tecnologia, l‘uso di tali strumenti si fece molto saltuario.
Accanto agli odometri si devono nominare i podometri, o contatori di passi (Schrittzähler),
che sono associati ad una sequenza di passi eseguiti da una persona. Questa tecnica dava
misurazioni molto approssimate della distanza tra due località.
Gli strumenti per le misure angolari
Le prime misure indirette dell’antichità furono fatte attraverso l’ombra dello gnomone o con
metodi più semplici. Lo gnomone è forse lo strumento più antico per valutare le distanze
angolari. Nella sua utilizzazione più semplice si trattava di un palo conficcato verticalmente al
centro di una o più circonferenze concentriche tracciate per terra. Se ne attribuisce
l’invenzione ad Anassimandro che sembra osservasse con esso il ritorno del sole e i solstizi e
tentasse di misurare (secondo quanto afferna Plinio) l’obliquità dell’eclittica all’equatore. Si
4
Quando si voleva una grande precisione, si cercava di fare la misura sul terreno pianeggiante, ricorrendo a
cavalletti muniti di opportuni meccanismi per disporre le pertiche orizzontali e lasciando tra due aste successive
un intervallo da misurare ad esempio con un cuneo di Reichenbach,imitando in definitiva le procedure
geodetiche della misura delle basi.
Un gabinetto di Topografia fra ottocento e novecento
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misurava la lunghezza del tratto d’ombra del palo prodotta dal sole e, valutandone il rapporto
con la lunghezza del palo, si ricavava l’angolo che il raggio solare passante per la sommità del
paletto, faceva col piano dell’orizzonte.
In epoca romana è Marco Vitruvio Pollione, il celebre architetto dell’epoca di Cesare e di
Augusto (I secolo a. C.) che riporta nel i libro del trattato De Architectura il metodo di
orientamento con lo gnomone, metodo che veniva usato per tracciare la meridiana,
l’equinoziale e la rosa dei venti. Nel libro XI Vitruvio espone anche il metodo dell’analemma,
un sistema utilizzato per disegnare sulla meridiana i punti sui quali passa l’ombra dello
gnomone in particolari giorni dell’anno, i solstizi, gli equinozi ed i giorni in cui il sole entra
nei vari segni zodiacali5.
Per tornare alla topografia è evidente che una misura angolare è legata all’individuazione di
una direzione iniziale dalla quale far partire la misura dell’angolo assegnato.
Il più antico strumento per rilevare,fissare o tracciare direzioni è la diottra a traguardi. Il
primo cenno della diottra si ha in un’opera di Erone di Alessandrria, circa 120 anni a. C.
Diottra a traguardi
La diottra, o alidada, consiste in una riga di legno o metallo all’estremità della quale sono
applicati due diaframmi o alette , o pinnule, sempre di metallo, il piano delle quali è
perpendicolare al piano di appoggio della riga stessa.. In uno di questi diaframmi, detto
pinnula oculare, è praticato un piccolo foro al quale si applica l’occhio; nell’altro, detto
pinnula obbiettiva, è invece posizionato un largo foro quadrato, nel quale sono tesi due sottili
fili metallici o crini in croce. Il centro del foro oculare e l’incrocio dei fili individuano la linea
di mira o di traguardo.
In seguito vennero realizzate le alette a cerniera, di uso interscambiabile, ognuna composta di
una larga fessura con un filo teso nel mezzo e, nel prolungamento, di una stretta fessura
praticata nella zona chiusa.
La determinazione della direzione passò presto dal traguardo di mira alla squadra cioè due
aste collegate tra loro ad angolo retto.
Dalla squadra al bastone di Giacobbe il passo è breve.
Il bastone di Giacobbe, noto anche con il nome di arboreto o croce geometrica oppure
baculum fu molto conosciuto fin dai tempi antichi. Sembra che fosse diffuso tra gli Egizi, gli
Ebrei e gli Arabi. Nel medioevo venne conosciuto in Europa per merito del matematico ebreo
Levi Ben Gerson (1288-1344). Esso veniva usato per diversi tipi di misure anche se in ultima
analisi fu introdotto dagli astronomi per determinare la distanza angolare che divide due astri,
e per misurare l’altezza del sole sull’orizzonte. Per quest’ultimo motivo trovò ampia
utilizzazione sulle navi, dove veniva chiamato balestriglia. Il bastone di Giacobbe veniva
usato dagli eserciti per determinare le distanze dei luoghi inaccessibili, le altezze delle mura
delle fortificazioni e dei castelli, e dagli artiglieri delle navi per valutare quando le navi
nemiche sarebbero arrivate a tiro dei propri cannoni. I risultati delle misure con il baculo
erano affetti senza dubbio da grossi errori, data la semplicità dello strumento e la sua
5
Di derivazione diretta dallo gnomone sono tutti quelli strumenti astronomici, l’emisfero, il plinto, l’armilla
solstiziale e la meridiana, che consentivano di ricavare o leggere l’ora solare.
Emilio Borchi e Renzo Macii
pag. 15
utilizzazione che avveniva di solito in condizioni molto disagiate. Tuttavia il suo uso continuò
fin oltre la metà del XVI secolo.
La figura seguente, presa dall’opera di Pietro Apiano6 Instrument Buch del 1533 mostra
alcune utilizzazioni del bastone di Giacobbe.
Alcune utilizzazioni del bastone di Giacobbe
(da Instrument Buch di P. Apiano, 1553)
Nella prima parte della Cosmographia di Apiano 7, al paragrafo intitolato Idem aliter per
baculum quem Astronomi cum dicimus, ex motu Luna vero, et stellarum non errantium situ
deprehendere viene descritto l’uso del bastone di Giacobbe in astronomia.
Il baculo era formato da due regoli di legno posti in croce, di cui quello più lungo, detto
freccia, era graduato e scorreva entro un foro di sezione quadrata praticato al centro di quello
più corto, chiamato martello. La freccia portava ad una sua estremità una pinnula; anche il
martello aveva due pinnule uguali alle estremità. Il baculo può essere considerato, in un certo
senso, come l’evoluzione dell’asta dello gnomone.
Il quadrato geometrico
Il quadrato geometrico, il quarto di cerchio e la squadra mobile8, potevano essere utilizzati in
qualunque assetto spaziale anche se le configurazioni normali per le misure angolari erano
quelle su un piano orizzontale o su un piano ad esso perpendicolare.
Il quadrato geometrico ed il quadrante sono collegati a due insigni personaggi del XV secolo,
George Purbach (Peurbach in Oesterreich 1423 – Wien 1461) e Johannes Müller, detto
Regiomontano (Unfind bei Koenigsberg 1436 – Roma 1461).
George Purbach, che prese il nome da una regione tra l’Austria e la Baviera, fu discepolo di
Johannes von Gmunden, professore di astronomia all’Università di Vienna e da lui fu iniziato
a questa disciplina. Dopo aver viaggiato in diverse parti di Europa, e dopo aver rifiutato le
proposte di insegnamento a Bologna e a Padova, ritornò a Vienna dove prese il posto di
insegnante dell’antico maestro.
Purbach, che fu un attento calcolatore dei moti celesti, è noto nella geometria pratica per aver
diffuso, in astronomia ed in topografia, il quadrato geometrico.
6
Peter Bienewitz, detto Apian (Leissig 1495-Ingolstadt 1552), matematico e astronomo.
Cosmographia Pietri Apiani, per Gemmam Frisium apud Lovanienses medium et mathematicum insignem,
iam demum ab omnib vindicata mendis, ac nonnullis aucta & annotationibus marginalibus illustrata. Additis
eiusdem argumenti libelli ipsius Gemmae Frisij. Coloniae Agrippinae, 1564.
8
La squadra mobile, descritta da Ottavio Fabbri alla fine del Cinquecento, è una variante del quadrato
geometrico e del quarto di cerchio. Nelle sue linee essenziali non è molto diversa dal grafometro, strumento che
nasce nello stesso periodo.
7
Un gabinetto di Topografia fra ottocento e novecento
Pag. 16
Quadrato geometrico
Il quadrato geometrico sembra che compaia nella strumentaria già al tempo dei greci e dei
romani, ed era chiamato nel medioevo instrumentum gnomonicum o instrumentum
mediclinorum.
L’astronomo Regiomontano, oltre a pubblicare numerosi libri sui torquetum e sulle sfere
armillari fece costruire numerosi strumenti nella sua bottega di Norimberga, che poi
utilizzava nell’osservatorio astronomico della città9.
Regiomontano, che fu allievo di Purbach e con lui condivise la sorte infelice di una morte
prematura, fece un viaggio in Italia dove imparò il greco e tradusse il testo originale
dell’Almagesto di Tolomeo ed il commento di Teone. Tradusse anche le opere di Erone ed
Archimede.
Il quadrato geometrico ebbe grande diffusione nel XV e XVI secolo, anche per la descrizione
fattane de diversi autori. Lo strumento nella sue versione più diffusa è costituito da quattro
regoli di legno disposti secondi i lati di un quadrato. In uno dei vertici, dove l’osservatore
pone l’occhio, è incernierata l’alidada o asse di osservazione, o linea di mira, dotata di
traguardi. L’alidada ruota complessivamente di un angolo di 90° movendosi sopra due lati
del quadrato,convenientemente graduati.. La lunghezza del lato del quadrato geometrico è
variabile a seconda dell’uso che si vuole fare dello strumento, mentre i due lati graduati sono
sempre suddivisi, sul bordo esterno mediante raggi passanti, secondo la linea di mira, per il
centro di rotazione dell’alidada10.
Lo strumento si presentò ben presto in diverse versioni. Una di esse aveva all’interno del
quadrato un arco di cerchio graduato con divisioni da 0 a 90°.
Versione di quadrato
geometrico provvisto di
arco di cerchio graduato
9
Regiomontano fu un eccellente meccanico che, insieme al discepolo Bernard Walther, fece delle modifiche
ingegnose all’orologio di Norimberga, una delle meraviglie dei suoi tempi.
10
Le suddivisioni sono da 0 a 1200 con divisioni di 20 in 20, oppure da 0 a 60 o da 0 a 100. L’unità di misura è
arbitraria, mentre la comparsa nelle prime scale di multipli di 60 è dovuta alla circostanza che i primi matematici
che si dedicarono alla compilazione delle tavole dei valori naturali delle funzioni circolari, si basavano sul raggio
della circonferenza espresso da multipli del numero 6. le prime tavole delle tangenti comparvero nel 1490 per
opera di Regiomontano, ma solo nel 1533 apparve in Europa il primo trattato di trigonometria De triangulis
omnia modis libri quinque di Johanes Schöner (Nürnberg 1477 – 1547).
Emilio Borchi e Renzo Macii
pag. 17
Bastò sopprimere i due lati del quadrato che portavano le scale, per ottenere il quarto di
cerchio, strumento che si è dimostrato utilissimo in astronomia ed in topografia11. In
definitiva esso era un goniometro utile per misurare gli angoli anche sul piano verticale.
Il polimetrum ed il theodolitus
Il primo strumento capace di misurare gli angoli orizzontali e verticali sembra essere stato il
polimetrum, costruito dal topografo e cartografo Martin Waldssmüller, originario della
Renania. Lo strumento era provvisto di bussola, nella forma descritta da Gregor Reisch nella
sua Margarita Philosophica del 1508 e la diottra era realizzata con un lungo tubo provvisto di
fessure alle due estremità, che veniva posizionato sia orizzontalmente che verticalmente.
L’immagine del polimetrum, presa dal volume Historische Vermessungsinstrumente di
Helmut Minow, è tratta dalla Margarita Philosophica, nella cui appendice lo stesso
Waldssmüller l’aveva descritta. Sul piano orizzontale (planimetra) è riportato il cerchio
intero, diviso in quattro quadranti ed al centro di esso il quadrato con scale divise da 0 a 12. Il
filo a piombo assicurava la perpendicolarità del piano verticale (altimetra) dove si trovava la
scala del semicerchio diviso.
Verso la fine del XVI secolo compare per la prima volta il nome Theodolitus. Ad usarlo è
l’inglese Leonard Digges (morto nel 1571). Digges, originario del Kent, studiò ad Oxford
senza raggiungere un grado accademico. Fu tuttavia un abile matematico, interessato alle
applicazioni di questa scienza alla topografia, all’ingegneria militare ed all’architettura. Nel
1556 pubblicò un’opera sull’arte della misura intitolata Tectonicum, nel 1572 fu pubblicato
postumo il libro An Arithmetical Militare Treatise named Stratioticos scritto insieme al figlio
Thomas. Egli scrisse ancora un altro libro che Thomas (morto nel 1595) fece pubblicare nel
1571 e nel 1591 con il titolo A Geometrical Practical Treatise named Pantometria.
Lo strumento di Digges è mostrato in figura.
Theodolitus. di L. Digges.
11
Naturalmente era possibile anche un’altra procedura: il quadrato era iscritto entro un quadrante e la diagonale
del quadrato diventava il raggio del cerchio.
Un gabinetto di Topografia fra ottocento e novecento
Pag. 18
Esso è costituito nella sua prima parte da un quadrato geometrico all’interno del quale è stato
tracciato un cerchio intero. Due lati del quadrato portano le divisioni in 1200 parti uguali,
come avveniva per lo strumento di Purbach, mentre il cerchio è diviso in 360°. Il quadrato
geometrico, che deve essere posto su un piano orizzontale, è corredato da due alidade,una
delle quali è situata nel vertice del quadrato, mentre la seconda viene posizionata al centro del
cerchio per determinare la traccia del piano verticale, che contiene la linea di mira, sul piano
orizzontale. Il piano verticale è costituito da un mezzo cerchio graduato che ruota attorno ad
un supporto (che serve anche da alidada) che mantiene il semicerchio verticale intorno ad un
asse orizzontale passante per il suo centro e contemporaneamente ruota attorno al suo
sostegno alidada. La linea di mira è individuata dalle due pinnule disposte secondo il diametro
del semicerchio. Il mezzo cerchio verticale non è altro che la fusione di due quadrati
geometrici.
Nella immagine seguente è mostrata una delle prime forme in cui compare in Italia il
teodolite. Con il nome di visorio questo strumento possiede tutte la caratteristici del teodolite
di Digges.
Il "visorio"
L’evoluzione del teodolite, da queste forme iniziali, fu molto lenta ma continua. Dal primo
esemplare di Ramsden, realizzato alla fine del Settecento, passando ai modelli di
Reichenbach, di Secretan, di Salmoiraghi e dell’Officina Galileo nell’Ottocento, il teodolite
ha scandito le tappe della storia della geodesia e della topografia lungo gli ultimi secoli.
Alla fine dell’Ottocento la struttura del teodolite era quella mostrata nelle sue linee generali
dalla figura seguente:
Struttura del teodolite alla fine
dell’800
Le sue parti essenziali erano:
- il basamento B costituito da tre robuste braccia metalliche inclinate tra di loro di un angolo
Emilio Borchi e Renzo Macii
pag. 19
di 120°, aventi alle estremità tre viti di livello;
- il cerchio orizzontale D graduato detto lembo;
- un altro cerchio concentrico al lembo, non graduato A, detto alidada, che agli estremi di un
diametro portava due noni;
- le braccia K, K che sostengono l’asse orizzontale che porta il cannocchiale astronomico C
ed il circolo verticale V;
- la livella L.
Storicamente si distinguono ancora i teodoliti ripetitori (all’inizio dell’Ottocento) e reiteratori
(in seguito), e quelli con o senza cannocchiale di spia..
La tavoletta pretoriana
La tavoletta pretoriana, nata alla fine del Cinquecento,è uno degli strumenti più famosi della
topografia. Essa è stata proposta verso il 1576 da Johannes Richer (1537-1616) di
Norimberga, detto Praetorius.
Le prime testimonianze sull’uso di questo strumento in Italia risalgono però al 1623.
Scrive Giuseppe Alberti12:
“ Lo strumento da molti è stimato moderno, ma non è così, essendo poco più di 180 anni, che
è stato ritrovato, mentre il Padre Antonio Lecchi Gesuita,nei suoi Elementi di Geometria
Teorica, e Pratica stampati in Milano nel 1753.,dice essere la tavoletta Pretoriana così
chiamata dal suo celebre Autore Giovanni Pretorio che l’inventò l’anno 1576. Questo
strumento ha avuto il suo uso anche ne’ tempi addietro, benché non ridotto alla brevità e
facilità d’oggidì, ed in particolare del Celebre Gio: Giacomo Marinoni; e che sia vero, viene
quello strumento proposto da Pietro Erigonio, che scrisse in Parigi del 1634. ne’ suoi Corsi
Matematici …”.13
I dispositivi essenziali di un simile strumento sono costituiti da:
- un meccanismo che consente di rendere orizzontale il piano grafico ed un altro che
consente di orientarlo secondo una direzione prefissata;
- un apparato che rende possibile il disegno, sul piano di lavoro, dei particolari della
rappresentazione del terreno.
Gli accessori sono: il declinatore magnetico, indicato semplicemente come bussola, e la
squadra a pendolo che con l’uso di livelle e fili a piombo permette di individuare il piano
orizzontale e la linea verticale passante per ogni punto.
Negli strumenti dell’inizio dell’Ottocento la disposizione dell’orientamento e
dell’orizzontabilità venne facilitata con l’introduzione del giunto o ginocchio di Cugnet.
La figura seguente riporta la tavoletta pretoriana con i suoi accessori tratta dall’opera
Geometria pratica nova del 1619 di Daniel Schwenter, allievo e successore di Praetorius.
12
Istruzioni pratiche per l’ingegnero civile o sia perito agrimensore o sia perito d’acque di Giuseppe Antonio
Alberti bolognese, Venezia, 1761.
13
Strumenti di questo genere erano già in uso da diversi decenni: verso la metà del quattrocento si avevano a
disposizione degli agrimensori oggetti anche più rudimentali ma completi per riprendere mappe e piante. Con
l’introduzione della tavoletta pretoriana, presentata nei libri dell’epoca con un gran numero di accessori e con
istruzioni d’uso ben definite, la scienza topografica sembra essere arrivata ad una fase di assestamento.
Un gabinetto di Topografia fra ottocento e novecento
Pag. 20
Tavoletta pretoriana di
Daniel Schwenter (1619)
Nell’Ottocento la forma della tavoletta è la seguente. Si notano la tavola rettangolare o
specchio, la piattaforma che s’incastra sotto la tavola e il sostegno formato da tre gambe.
Sullo specchio è distesa la carta e si trova il declinatore magnetico, la livella a bolla d’aria e
la diottra o alidada a cannocchiale (riportata in figura) con il micrometro, l’eclimetro, le scale
ed i vernieri .
Piattaforma per la tavoletta pretoriana
Gli strumenti matematici
Con la locuzione “strumenti scientifici antichi” si prendono in considerazione tre ampie classi
di strumenti dei secoli passati: gli “strumenti matematici”, cioè quelli che, come i sestanti, i
regoli, i teodoliti, avevano scale e divisioni sui lembi circolari e sulle linee rette e
permettevano di misurare angoli e distanze e di eseguire rapidi calcoli; gli “strumenti ottici”
per esempio i telescopi, i microscopi e le lenti da ingrandimento, cioè quelli che impiegavano
lenti, prismi, specchi per rivelare ciò che non era visibile ad occhio nudo; infine gli “strumenti
filosofici”, la classe più ampia, comprendente bussole magnetiche, macchine meccaniche,
idrauliche, elettriche, ottiche e termiche. Gli strumenti filosofici entreranno poi nei cataloghi
ottocenteschi degli strumenti di fisica. Anche altri strumenti matematici saranno poi indicati
come strumenti astronomici e topografici . Gli strumenti per disegno e calcolo, come
compassi, regoli calcolatori, pantografi, righe parallele, sono considerati appartenenti alla
classe degli strumenti matematici.
Alla fine del XVI secolo compare il radio latino. Esso ebbe diffusione specialmente in Italia e
rappresentò una specie di regolo calcolatore abbastanza sofisticato. La sua descrizione
dettagliata si trova nel Trattato del radio latino di Egnazio Danti. Fu chiamato latino sia dal
nome del suo inventore, sia per distinguerlo da uno strumento utilizzato dagli antichi greci,
come avverte nella prefazione al suo trattato il padre Egnazio Danti:
Emilio Borchi e Renzo Macii
pag. 21
"...Per la molta pratica che di diversi istrumenti matematici ho lungo tempo hauta, posso
sicuramente affermare di non havere mai adoperato nessuno, né più comodo né migliore di
questo radio latino, già inventato dall’illustriss. et eccellentiss. sig. Latino Orsini, il quale per
havere in se racchiuso l’antico radio de’ Greci et conseguentemente la balestriglia de’
marinai spagnoli ( che da esso dipende) et la Gran Regola di Tolomeo, viene ad essere
fecondissimo di tutte le operazioni astronomiche et geometriche che con simili strumenti si
possono conseguire…..e fa le medesime operazioni in molte maniere...".
Il radio latino è costituito da un quadrilatero articolato in cui due vertici opposti sono collegati
da un’asta centrale o diagonale, un primo vertice essendo fisso sulla diagonale mentre l’altro è
scorrevole lungo di essa. Le due aste che concorrono nel punto fisso della diagonale sono le
braccia, le altre due, di lunghezza maggiore, sono le gambe. Partendo dalla posizione in cui i
lati sono allineati lungo la diagonale (e quindi il quadrilatero degenera in un segmento), le
estremità mobili dei lati più corti descrivono entrambe una circonferenza. Su tali circonferenze
si muovono anche le estremità degli altri due lati incernierati ai primi. Per ogni posizione del
vertice del quadrilatero mobile lungo la diagonale è possibile ricavare, note le lunghezze dei
lati, i valori degli angoli che essi fanno con la diagonale.
Nella tavola riportata di sotto sono riportati alcuni compassi di proporzione di Jost Bürgi
(1552-1632), matematico ed astronomo di Kassel.
Nell’illustrazione successiva è riportata una tavola di strumenti d’arpentage del costruttore
francese Nicolas Bion (1652-1733) tratta dal Traité de la Construction et des principaux
Usages des Instrumens de Mathématique pubblicato nel 1752.
Compassi di proporzione di
Jost Bürgi
Strumenti d’arpentage (dal Traité de
la Construction et des principaux
Usages des Instrumens de
Mathématique di N Bion),
Un gabinetto di Topografia fra ottocento e novecento
Pag. 22
L’invenzione del Cannocchiale
Con l’invenzione del cannocchiale, avvenuta agli inizi del Seicento, iniziò un’epoca nuova
per gli strumenti topografici. Il cannocchiale fu applicato, ove possibile, a tutti gli strumenti
topografici e la loro evoluzione strumentale seguì, insieme al progresso della meccanica di
precisione, il progresso dell’ottica applicata, relativa alla costruzione del vetro ottico e delle
lenti acromatiche.
Il cannocchiale utilizzato in topografia è di solito quello astronomico. Esso è composto
essenzialmente di due sistemi di lenti convergenti: il primo O orientato verso l’oggetto,
chiamato obbiettivo, il secondo o , attraverso il quale si guarda, chiamato oculare.
Schema ottico di cannocchiale astronomico
Nella figura sono riportati l’obbiettivo e l’oculare di un cannocchiale astronomico.
L’obbiettivo mostra di un oggetto allungato AB un’immagine rovesciata ab posta tra il fuoco
anteriore dell’oculare e l’oculare stesso. Quest’ultimo, attraverso il quale si guarda, amplifica
l’immagine a’b’ proporzionalmente alla potenza dello strumento.
Per maggior precisione, il cannocchiale porta un reticolo nel punto dove si forma l’immagine.
Nel cannocchiale si distinguono essenzialmente tre tubi, il porta-obbiettivo,il porta- reticolo
ed il porta-oculare, che si fanno scorrere l’uno nell’altro, o a mano per sfregamento dolce, o
con vite di richiamo munita di cremagliera.
Si distinguono inoltre due tipi di oculari: l’oculare positivo o di Ramsden e l’oculare negativo
di Huyghens-Campani
Le due figure seguenti mostrano rispettivamente l’oculare di Ramsden e quello di Huygens.
Schema ottico di oculare di Ramsden
Emilio Borchi e Renzo Macii
pag. 23
Schema ottico di oculare di Huygens
L’oculare di Ramsden si compone di due lenti uguali piano-convesse separate tra loro di una
distanza pari a 2/3 della loro distanza focale. Si chiama positivo perché forma un’immagine
reale ab un poco prima del fuoco anteriore F1 . Forma allora una immagine virtuale a1b1
ingrandita e rovesciata dell’oggetto.
L’oculare di Huygens è costituito da due lenti piano-convesse con la convessità rivolta verso
la luce e disposte in modo che l’immagine dell’oggetto cada tra di esse. La lente L2 , posta
davanti ad ab, impedisce a questa immagine di formarsi (da cui il nome di oculare negativo)
e forma un’immagine a1b1 più piccola , di cui la lente L1 presenta a sua volta un’immagine
virtuale ingrandita a2b2.
Cannocchiale anallattico
E’ noto che la stadimetria permetteva di misurare indirettamente la distanza tra due punti
assegnati su un piano orizzontale. Questo metodo aveva tuttavia alcuni svantaggi che
influenzavano significativamente gli errori di misura. Per attenuare le cause di errore furono
escogitati alcuni metodi, il più importante dei quali consiste nell’introduzione del
cannocchiale anallattico, inventato dal Porro.
Fin dai primi lavori, giovanissimo, Ignazio Porro rivelò le sue conoscenze di ottica geometrica
e il suo impegno nelle scienze esatte. Adibito, come ufficiale del Genio piemontese, nei lavori
di triangolazione geodetica e di rilevamento topografico effettuati tra il 1821 ed il 1823 dagli
astronomi di Milano e di Torino, il Porro risolse parzialmente il problema del cannocchiale
distanziometrico ad angolo parallattico costante di cui si erano occupati molti insigni cultori
di ottica topografica14.Un contributo importante fu dato nel 1809 dal costruttore bavarese
Georg von Reichenbach (1772-1826). Il suo cannocchiale distanziometrico era dotato di un
obbiettivo acromatico di modeste dimensioni con reticolo a due punte, rettificabile e provvisto
di oculare positivo. Utilizzando i principi dell’ottica geometrica secondo cui i raggi paralleli
all’asse convergono nel fuoco opposto e viceversa, Reichenbach osservò che i raggi
provenienti dalla stadia, dopo essere passati nel fuoco anteriore della lente obbiettiva (che si
definisce punto anallattico, cioè invariabile) attraversano tale lente e proseguono paralleli
14
Il lavoro di Porro coronava una lunga attività di ricerca, iniziata nel XVII secolo, quando si pensò di utilizzare
il cannocchiale per la misura indiretta delle distanze. Tra gli scienziati che si interessarono di questo problema
ricordiamo il francese Jean Picard (1620-1683), l’olandese Christiaan Huygens (1629-1695) e l’italiano
Geminiano Montanari (1632-1687).
Un gabinetto di Topografia fra ottocento e novecento
Pag. 24
all’asse ottico.La distanza della stadia dal punto anallattico è uguale alla lunghezza della
parte di stadia vista nel reticolo, moltiplicata per il coefficiente diastimometrico, cioè il
rapporto tra la distanza focale dell’obiettivo e la distanza dei fili del reticolo.
Nel 1823 Porro propose il cannocchiale stereogonico nel quale il vertice dell’angolo
parallattico era fatto coincidere con il centro ottico dell’obbiettivo; diversi anni dopo, nel
1850, egli pensò di costruire un cannocchiale centralmente anallattico, che cioè avesse il
fuoco anteriore nel centro ottico dello strumento
Poiché il centro ottico dello strumento non coincide con il centro ottico dell’obbiettivo, si
introduce una terza lente tra obbiettivo e reticolo. Questo è il principio dell’anallattismo.
Finché il cannocchiale, con cui si misurano le distanze, è un semplice cannocchiale
astronomico, è impossibile che il fuoco anteriore della lente obbiettiva cada nel punto che si
vuole scegliere come origine. Se invece si costruisce un cannocchiale astronomico con
Schema ottico di
cannocchiale anallattico
obbiettivo composto di due lenti, sarà possibile fare in modo che il fuoco anteriore di esso
vada a coincidere con l’origine delle distanze.
Cannocchiale anallattico per
strumenti topografici
Emilio Borchi e Renzo Macii
pag. 25
15
LE DATE FONDAMENTALI DELLO SVILUPPO DELLA TOPOGRAFIA
XXX –X secolo a. C. - Fiorisce in Egitto e in Babilonia la prassi agrimensoria - con le
prime fondamentali operazioni topografiche - legata a riti religiosi. L’ origine di tale
prassi è stata attribuita agli egiziani costretti dalle periodiche inondazioni del Nilo a
operazioni di ripristino di termini distrutti. A tali problemi si aggiunsero più tardi
problemi idraulici. La geometria pratica cinese e quella indiana sembrano decisamente
posteriori e risentono probabilmente di influenze babilonesi e giudaiche.
VII -III secolo a.C. - Influenze egiziane e dell’ Asia Minore esercitatesi, secondo la
tradizione, soprattutto ai tempi di Talete e di Ipparco portarono in Grecia allo sviluppo
della geometria pratica, da cui sembra abbia tratto origine il complesso dei
procedimenti agrimensorii che prese il nome di geodesia L’ accezione e il significato
preciso della parola Geodesia sembra siano dovuti ad Aristotele. Le fonti sulla
attrezzatura strumentale di questi antichi agrimensori greci, come pure degli etruschi e
babilonesi sono scarse e incerte. Essi disponevano certo di longimetri, di squadre, di
rudimentali livelli ad acqua e a pendolo: tracciavano angoli retti o per via empirica o
anche con corde utilizzando il teorema di Pitagora .
VI secolo a.C. - II convincimento intorno alla sfericità delIa superficie terrestre
sembra si sia formato per la prima volta nell’ambito della cultura greca fra il VI e il V
secolo. Se ne attribuisce a Pitagora l’origine. Lo asserisce nel De Coelo Aristotele che
parla di matematici che tentano di misurare la grandezza della circonferenza della terra
e dicono che è di 400.000 stadii. Egli fa, se mai, riferimento a misure che ci sono ignote
forse eseguite appunto da matematici della scuola pitagorica; Archita, per esempio, è
detto da Orazio misuratore del cielo e della terra.
III secolo a.C. - fine dell’ Impero Romano. - In Italia una tradizione che sembra
autonoma e risale comunque agli etruschi (secondo Frontino) e agli altri popoli coevi,
porta ad una sistematica divisione dei terreni con linee tra loro perpendicolari una delle
quali, almeno in origine, diretta verso settentrione e determinata suI terreno con
osservazioni di ombre solari. Sono il cardo ed il decumanus dei Romani. Presso i
Romani le funzioni agrimensorie inerenti inizialmente al tracciamento di tali linee nei
tempi più antichi furono riservate agli Aruspici e vennero esercitate nella tarda
repubblica da liberi agrimensori e nell’ Impero da un corpo di specialisti designati come
gromatici dallo strumento groma da essi utilizzato. La groma è una sorte di squadro i
cui piani di mira sono costituiti con fili a piombo pendenti dai vertici di una croce: di
essa si è trovato un esemplare a Pompei. La tecnica romana del rilievo era notevolmente
progredita e riusciva a risolvere con complessi di regole in parte empiriche un certo
numero di problemi di topografia catastale, rilievo, terminazioni, determinazioni di
aree, passaggio di fiumi (varatio fluminis), riduzione delle linee inclinate alI’orizzonte
(cultellatio). Si giunse a costituire in Roma un vero e proprio catasto ai fini fiscali e
civili
Le opere dei Gromatici costituiscono uno dei più importanti documenti delIa
letteratura tecnica dell’antichità: l’opera De limitibus attribuita a Sesto Julio (o Junio)
Frontino rimonta al I secolo a. C.
15
Ripresa in parte da : P.Dore, Le date fondamentali degli sviluppi della geodesia e della topografia, Bollettino
di Geodesia e Scienze Affini, anno XVI, n° 1, gennaio-febbraio-marzo, Firenze, 1957.
Un gabinetto di Topografia fra ottocento e novecento
Pag. 26
150 a.C. – 250 d. C. - Entro questi incerti limiti di tempo Erone d’ Alessandria
compila il suo trattato περι διοπτρασ, opera di singolarissima importanza ai fini di
darsi conto della tecnica dell’ epoca alessandrina. La diottra è una sorta di strumento
universale munito di cerchio graduato (usato da Erone per scopi astronomici) che
funge da squadro a traguardi fissi. Ed è atto anche a livellazione. Erone introduce la
stadia, la catena, un odometro. Tra i metodi di rilievo assegnati è da notarsi il
procedimento della livellazione dal mezzo.
I secolo a.C. - Vitruvio nel suo De architettura dà come strumenti di livellazione, la
dioptra, la libella aquaria e il corobate; si occupa del procedimento per tracciare la
linea meridiana, dà un odometro per il carro ed uno per l’imbarcazione marina.
Costruisce il suo horologium anaphoricum , il più antico strumento che nella sua
parte essenziale può considerarsi come un astrolabio (che egli, tuttavia, fa risalire ad
Eudoxio o ad Apollonio).
VII-X secolo - La scienza araba che, quanto a procedimenti di rilievo, ha soprattutto
lasciato segno nell’ambito dello studio delle dimensioni della terra, ha dato largo
impulso alla costruzione di strumenti. Va in particolare ricordato l’astrolabio dagli
arabi perfezionato nella realizzazione tecnica. L’uso dell’astrolabio è già legato
all’uso della funzione trigonometrica seno. Accanto agli, astrolabii devono
considerarsi gli strumenti ad aste del tipo del Triquetum e quelli misuratori di angoli
in genere, che in varia forma servirono fin dalla antichità a misure astronomiche e
geodetiche. Agli arabi si deve anche la prima applicazione delle funzioni
trigonometriche ai problemi di geometria pratica. I greci, che pur la utilizzarono in
astronomia, non applicarono la trigonometria a tali problemi. Nell’ occidente un uso
sistematico della trigonometria a questi scopi si inizia intorno al 1600.
X secolo - Il monaco Gerberto, poi Papa Silvestro II (Francia) scrive il primo libro
dell’occidente che, nel medio evo, si sia occupato di geometria pratica. Egli studiò in
Spagna e certo risentì di influenze arabe: nella sua geometria si parla per la prima
volta del quadrato geometrico come strumento per se stante.
XIII secolo - Leonardo Fibonacci (Italia) primo restauratore della matematica in
occidente scrive (1220-21) il suo trattato Practica Geometriae in cui sono contenute
e giustificate molte regole di geometria pratica.
XIV secolo - Levi Ben Gerson (1288-1334) descrive per la prima volta nelle sue
caratteristiche atte ad uso geodetico il bastone di Giacobbe (baculum Jacobis),
strumento derivato da strumenti astronomici in uso presso i greci e presso gli arabi e
che avrà successivamente larga diffusione in varie forme. Egli introduce anche le
divisioni trasversali di una scala graduata che sono l’origine prima del nonio.
XV secolo - Georges Peurbach (o Purbach) riprende criticamente la teoria e l’uso del
quadrato di Gerberto e da tavole di seni per dedurre dalle letture le misure degli
angoli.
XVI secolo - Per opera di autori italiani viene descritto e illustrato nella sua prassi lo
squadro, che per quanto ignoto a Luca Pacioli nella sua summa sembra sia stato usato
in Italia gia suI finire, almeno, del XV secolo. Tartaglia nel General trattato di
numeri e misure (1556) ne dà le regole di verifica.
Emilio Borchi e Renzo Macii
pag. 27
1542 - P. Nunez (Nonius), (Portogallo) dà un procedimento di lettura degli angoli
segnando 46 quadranti concentrici di cui il primo diviso in 90 parti e gli altri
successivamente in 89, 88, 45 parti; la posizione dell’ indice viene riferita all’
origine, a mezzo di una tabella. Non è questo ancora ciò che comunemente si chiama
nonio, o in maniera storicamente più corretta verniero
II principio del nonio per determinare segmenti di retta o archi di cerchio, si trova
esposto per la prima volta nell’ opera Astrolabium (Roma, 1593) di Cristoforo Clavio.
Esso fu poi concretato nella forma attuale da Pierre Vernier (1631).
1555 - Niccolo Tartaglia descrive uno strumento, detto Bussolo, che è in sostanza un
grafometro con bussola a cerchio intero, archetipo degli strumenti topografici a bussola
poi largamente usati e nel ‘600 noti come cerchi olandesi dallo strumento costruito nel
1612 dall’ olandese J. Dou.
Fine del secolo XVI - Si costruiscono in Inghilterra e nel continente, in maniera del
tutto indipendente, i primi tipi di teodolite. L. Digges (1573) costruì in Inghilterra uno
strumento che denominò instrument topographical mentre aveva chiamato theodolitus
un astrolabio semplificato da lui costruito nel 1522. Ad esso è simile il Visorio del
Gallucci (Italia: 1598) e lo strumento universale di J. Habermels (1576 circa).
Fine del XVI secolo - Inizio del XVII secolo. - Si inizia la costruzione di goniografi e
la relativa prassi di rilievo. La prima idea di tale strumento si trova nel libro Del
misurar con la vista, Venezia 1566 di S. Belli . Si ha quindi il Monicometro di P.
Pifferi (1595), e la Riga matematica di F. Fiemmelli (1605). Se ne suole attribuire
l’invenzione, come attesta la designazione stessa di tavoletta pretoriana, a Hans
Richter, detto Praetorius (1537-1616), secondo l’asserzione di D. Schwenters(1618).
Alla stessa epoca risale la costruzione di varie forme di strumenti triangolatori da un
sistema di tre regoli snodati con cui si costruivano triangoli simili a quelli del terreno,
che furono usati nelle prime triangolazioni topogrifiche in Olanda (Gemma Frisius,
1533), in Germania (J. Räthicus, 1514-76), in Italia (Peverone, 1588; Cosimo Bartoli
1564).
1604-1609 - Nasce in Olanda, forse su precedente modello italiano, il cannocchiale
(terrestre) poi perfezionato da Galileo, al quale l’ Accademia dei Lincei dette in seguito
il nome di telescopio.
1608 -1611 - F. Fontana (Italia) sembra aver costruito il primo cannocchiale
astronomico, di cui Keplero (Germania) presentò nel 1611 uno schema.
1617 - Snellius (Olanda) pubblica il suo Eratosthenes Batavus e introduce per primo
nel campo geodetico la triangolazione (già nel secolo antecedente usata a scopi
topografici in Olanda, in Germania ed in Italia).
1630 (circa) - F. Generini (Italia), ingegnere del Duca di Toscana, applica per primo il
cannocchiale a strumenti misuratori di angoli.
1640 - L’astronomo Gascoigne (Inghilterra) introduce il primo micrometro a vite
micrometrica.
Un gabinetto di Topografia fra ottocento e novecento
Pag. 28
1647 - Pascal mostra per la prima volta la relazione tra altezza del luogo di
osservazione e altezza della colonna barometrica.
1649 -1660 - Con tutta probabilità in maniere tra loro indipendenti sono stati costruiti
micrometri filari da E. Divini in Roma nel 1649 e da Malvasia in Bologna nel 1662.
1660 - Thevenot introduce la livella a bolla d’aria; è tuttavia degno di nota che solo
verso la fine del secolo successivo si ebbe una idea chiara del come la livella
funzionasse.
1666 -1671 - Picard e Auzout iniziarono l’uso sistematico del cannocchiale con
micrometri negli strumenti misuratori di angoli. A Picard si deve anche la costruzione
dei primi livelli a cannocchiale non con livella a bolla d’aria, ma a pendolo. A lui e a
De La Hire si deve la nascita dei moderni metodi di livellazione.
1674 - Geminiano Montanari (Italia) nella sua Livella diottrica propone
il primo distanziometro a fili per la misura indirette delle distanze, tuttavia in maniera
otticamente non corretta e con stadia a scopi fissi.
1702 - Allain Manesson Mallet dà il primo strumento di livellazione con livella a
bolla d’aria. L’uso di cosi fatti strumenti tardò a generalizzarsi. E’ del 1770 il livello
dell’idraulico Chezy (1718 – 1798). - Nel Ducato di Milano si attua il rilevamento del
catasto geometrico,a cui si ispirarono in Europa successive iniziative del genere.
1771-1778 - J. Watt prima, e poi con più forti ingrandimenti e maggior precisione W.
Green, realizzano un distanziometro a fili fissi e stadia divisa (1778). Con la misura
delIa base di Houslow-Heath si fonda di fatto la Trigonometrical Survey of GreatBritain, che assumerà poco dopo anche le misure indiane. E questo il primo esempio di
quei servizi geodetici di Stato che si andranno man mano costituendo in tutti i paesi
civili per la sistematica esecuzione di lavori a fini scientifici, cartografici, catastali.
1787 - J. Ramsden (Inghilterra) costruisce il primo goniometro che possa chiamarsi
teodolite al senso moderno della parola.
1791 - L’assemblea costituente francese delibera di assumere come unità fondamentale
di misura di lunghezza la quarantamilionesima parte del meridiano terrestre e tale
delibera conduce alle operazioni di misura delI’arco Montjouì-Dunkerque cui attesero
Mechain e Delambre.
1791-93 - Beautemps-Beaupré fa uso di prospettive a mano libera prese da punti di nota
posizione reciproca con visuali di noto orientamento per rilievi topografici di
circostanza, realizzando per la prima volta il procedimento del passaggio da due
proiezioni prospettiche ad una proiezione ortogonale quotata del terreno che costituirà
poi il primo schema della fotogrammetria.
1805 - Legendre introduce per la prima volta il nome di linea geodetica per designare
le linee della superficie aventi la normale principale coincidente con la normale alla
superficie, di cui si servirà per risolvere il problema del trasporto delle coordinate
geografiche.
1806 - Legendre, in appendice ad un’ opera sul ca1colo dell’ orbita delle comete
pubblica i1 principio dei minimi quadrati e lo applica ad una prima compensazione
Emilio Borchi e Renzo Macii
pag. 29
delle misure relative alI’arco Montjouì-Dunkerque. Gauss trattò lo stesso argomento
solo nel 1809 asserendo tuttavia di aver ideato il metodo nel 1794.1817 - Kater (Inghilterra) utilizzò per primo il pendolo a inversione, già proposto ma
non attuato da Bohnemberg nel 1811, per la determinazione assoluta della gravità.
1819 -1841 - I lavori di triangolazione si estendono rapidamente per opera dei vari
Servizi di Stato costituitisi e si iniziano le prime elaborazioni generali dei risultati con
una loro compensazione di insieme ai fini della determinazione dei valori più plausibili
dei parametri dell’ellissoide
1823-1850 - Ignazio Porro inizia e compie quel rinnovamento degli strumenti e dei
metodi di rilievo della topografia, che, concretato nella Celerimensura, dominò di
fatto, e in qualche modo condizionò 1’enorme mole di lavoro di rilievo che in tutti i
paesi civili o in via di civilizzazione, si svolse a fondamento di tutte le opere di
ingegneria civile: catasto, strade, ferrovie, canalizzazioni, bonifiche, ecc. Il Porro, che
può considerarsi il fondatore della moderna topografia, fu costruttore raffinatissimo
nel campo della meccanica di precisione e dell’ottica. Costruì il distanziometro
centralmente anallattico e il tacheometro da lui detto anche teodolite olometrico, pose
e tentò di risolvere il problema dell’autoriduzione, dette quanto era necessario,
strumenti e metodi, per il calcolo delle coordinate e per la rapida organizzazione ed
esecuzione dei lavori. La sua opera ebbe sanzione ed adozione ufficiale in Piemonte
ed in Francia e di lì ebbe ad estendersi universalmente.
1824 - T. Gonella a Firenze costruisce il primo modello di planimetro ortogonale, di lì
a poco utilizzato nel catasto toscano.
1828 F. Gauss (Germania) pubblica le sue Disquisitiones generales circa
superficies curvas costituenti il fondamento della trattazione geometrico differenziale dei problemi di geometria ellissoidica che interessano le operazioni geodetiche e i problemi di rappresentazione che man mano si andranno sviluppando.
1837 - W. Bessel pubblica la sua memoria sopra l’ influenza delle irregolarità della
forma della terra, in cui, riaffermando quanto già aveva posto in luce Gauss nel 1828 a
proposito della differenza di latitudine tra Gottingen e Altona tratta in maniera
sistematica il problema delle attrazioni locali e delle ondulazioni geoidiche. Si apre
cosi la via di quella che si chiamerà geodesia geoidica.
1844 - Viene descritto per la prima volta lo squadro a specchi il cui ritrovato è da
attribuirsi a Lüpkens.
1848 – 1858 – Laussedat riprende il metodo di Beautemps-Beaupré effettuando le
prospettive mediante un prisma di Wollaston (camera chiara). Successivamente egli
sostituì alla prospettiva così delineata una presa fotografica. Nel 1858 realizza la prima
camera di presa legata ad un cannocchiale collimatore e dà le basi della fotogrammetria
fondata sulle proprietà grafiche delle prospettive piane. Dal 1858 al 1864 egli realizza
alcuni rilievi interessanti la topografia militare.
1851 - Bauerfeind (Germania) introduce e fa la teoria dei primi squadri a prismi.
1854 - J. Amsler (Germania) descrive il primo planimetro polare.
Un gabinetto di Topografia fra ottocento e novecento
Pag. 30
1854 - Porro (Italia) costruisce il cannocchiale panfocale, che può considerarsi come il
primo tipo di cannocchiale a lunghezza costante.
1855 -1868. - Ignazio Porro inizia indipendentemente da Laussedat le sue ricerche
fotogrammetriche e affronta da un lato alcune gravi difficoltà ottiche nascenti dalle
esigenze del problema della realizzazione tecnica della fotogrammetria, mentre d’altro
lato, affrontando lo schema geometrico della utilizzazione delle prese, svincolandosi
dall’aspetto puramente proiettivo del problema, pone in luce il fatto che un fotogramma
di noto orientamento può costituire l’equivalente di una stazione goniometrica e, con
l’ideazione del fotogoniometro, ne rende possibile l’utilizzazione, stabilendo il
principio della restituzione per intersezione nello spazio, il principio cioè a cui si
ispirerà di fatto la fotogrammetria moderna.
1861 - Per iniziativa del Generale J. J. Baeyer (Germania) si inizia in Berlino la
costituzione di una Associazione per la misura dei gradi nell’ Europa centrale, che si
riunì la prima volta a Congresso a Berlino nel 1864; nel 1867 si trasformò in
Associazione Intemazionale per la misura del grado in Europa, e nel 1886 in
Associazione Geodetica Intemazionale. Per tradurre in atto le decisioni di tale Associazione si costituirono degli organismi nazionali. In Italia fu costituita nel 1866 la
Commissione Italiana per la misura dei gradi, poi divenuta Commissione Geodetica
Italiana. Di qualche anno posteriore (1872) è la costituzione dell’ Istituto Topografico
Militare, divenuto nel 1881 Istituto Geografico Militare .
1873- Listing (Germania) crea la parola geoide.
1875 - Si firma a Parigi la convenzione del metro (inizialmente auspicata dalla
Associazione Geodetica Intemazionale) e si costituisce il Bureau Central des Poids et
Mesures .
1878 - P. Paganini (ltalia) inizia presso l’ Istituto Geografico Militare Italiano 1o
studio della sistematica utilizzazione di fotogrammi per le levate topografiche di
regioni montuose, che 1o hanno portato a costruire i primi fototeodoliti (1884-1889), i
primi strumenti meccanici di sussidio alla restituzione, e le prime carte di zone alpine.
1879 - Iäderin (Svezia) introduce le misure con fili e nastri, che quando, intorno al
1900, sarà studiato per opera di Benoit e Guillaume (Francia) l’invar, modificheranno
sostanzialmente la tecnica basimensoria.
1882 - R. Daublebski von Sternek (Austria) costruisce il suo apparato pendolare per le
misure relative di gravità.
1883 - Emanuele Fergola (ltalia) pone il problema dello studio delle migrazioni del
polo e propone sistematiche misure di latitudine dando così origine all’attuale servizio
intemazionale delle latitudini .
1883 - G. Hauck (Germania) pubblica sul giornale di Crelle la prima memoria su le
nuove costruzioni della prospettiva e la fotogrammetria .
1887 - Helmert pubblica il primo volume delle sue ricerche sulla deviazione della
verticale.
1892 - Michelson (Stati Uniti d’America) procede alla comparazione del metro
campione con le lunghezze d’ onda corrispondenti a tre righe del Cadmio.
Emilio Borchi e Renzo Macii
pag. 31
1894 - R. H. Richard (Stati Uniti d’ America) propone il primo distanziometro a cuneo. .
1896 - R. Eötwös (Ungheria) da i primi risultati delle sue ricerche sulla utilizzazione di
bilance di torsione per determinare elementi relativi alle derivate seconde del potenziale
della gravità.
1899 - S. Finsterwalder (Germania) pubblica la sua memoria sui fondamenti geometrici
della fotogrammetria dove viene studiato per la prima volta il problema del vertice di
piramide nello spazio dal punto di vista di una possibile utilizzazione fotogrammetrica.
1901 - Pulfrich (Germania) costruisce, con la casa Zeiss lo stereocomparatore
1903 - Th. Scheimpflung (Austria) conclude le sue ricerche suI raddrizzamento dei
fotogrammi costruendo il fotoperspectografo e ponendo in evidenza le condizioni di
natura ottico meccanica cui un raddrizzatore deve soddisfare.
1907 - Ranza e Tardivo (Italia) pubblicano i primi risultati relativi ai piani fotografici
(città di Venezia, piana del Tevere) eseguiti a mezzo di fotografie prese a scopo
topografico da un pallone frenato.
1908 -1909. - E. Ritter von Orel (Austria) idea e costruisce per la Casa Zeiss lo
stereoautografo, il primo apparato di restituzione automatica di prese terrestri normali
di sicuro uso tecnico e rende il metodo stereofotogrammetrico di rilievo da terra
suscettibile di effettiva e larga utilizzazione tecnica.
1909 (circa). - Comincia per opera della Casa Zeiss (Germania) e di H. Wild
(Svizzera) la costruzione di strumenti di livellazione con lettura della bolla a
coincidenza, livella di Amsler, cannocchiale a lunghezza costante, che sarà in seguito
munito di micrometro ottico. E’ l’ inizio di un radicale mutamento di indirizzo nei
criteri e nei processi costruttivi di strumenti geodetici topografici.
1912 - Si costituisce a Parigi il Bureau International de l’Heure che utilizza, man mano
che si andranno effettuando, i progressi della radio-telegrafia.
1922 - Si costituisce la Unione Geodetica Geofisica Internazionale che tiene in Roma
la sua prima assemblea generale.
1921-1929 - In Svizzera e in Germania si tende per opera di Wild, Kern, Breithaupt,
Zeiss a sostituire i distanziometri a fili di tipo anallattico con distanziometri a cuneo
secondo il concetto di Richard: si modificano cosi sostanzialmente i tacheometri in
ordine alla precisione della misura indiretta delle distanze. R. Bosshardt (Svizzera)
risolve il problema della autoriduzione posto da Porro, che, particolarmente nel corso
della seconda meta del secolo XIX aveva avuto molte parziali soluzioni.
1919 -1949 - Dopo la prima guerra mondiale sulla base della larga esperienza di
fotogrammi presi da aerei durante le operazioni belliche, il problema della
utilizzazione di cosi fatti fotogrammi ai fini topografici si pone in maniera definita e
nasce la aerofotogrammetria. Lo sviluppo di questo nuovo e importantissimo ramo della
tecnica topografica fa parte della storia recente. Si possono fissare alcuni risultati
fondamentali:
Un gabinetto di Topografia fra ottocento e novecento
Pag. 32
in ordine degli schemi teorici l’opera di O. von Gruber (Germania) con particolare
riguardo agli studi sul problema del doppio vertice di piramide e dei procedimenti di
orientamento reciproco e assoluto delle coppie (1924) che hanno costituito una sorte di
guida cui in gran parte si sono ispirati i realizzatori di strumenti di restituzione ;
in ordine alla tecnica delle prese il progressivo evolversi delle camere di presa dal
punta di vista meccanico e dal punto di vista ottico in vista del conseguimento di un più
ampio campo degli obbiettivi è da ricordare il metodo Santoni (Italia) di prese
dell’immagine solare (periscopio solare) attuatosi la prima volta con brevetto 1919 e
perfezionatosi successivamente fino all’ultimo tipo di periscopio per la
aerotriangolazione ;
in ordine agli apparati di restituzione automatica la molteplicità degli apparati:
1) a proiezione ottica diretta : fotocartografo Nistri (Italia), multiplo Nistri (Italia), Zeiss
(Germania), ecc. ;
2) a proiezione ottica indiretta: stereoplanigrafo Zeiss (Germania);
3) a proiezione meccanica diretta: Stereocartografo Santoni (Italia), Wild A. 5
(Svizzera) ;
4) a proiezione meccanica indiretta: Hugerschoff (Germania), Wild autografo
(Svizzera), ecc..
Emilio Borchi e Renzo Macii
pag.
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Squadri, grafometri e ottanti
1 - Squadro in ottone
Costruttore: ignoto
Datazione: fine Ottocento
Materiali: ottone
Dimensioni: diametro 8,5 cm, h 22cm
Lo strumento chiamato squadro ordinario, o più comunemente squadro agrimensorio, perché
adoperato di frequente dagli agrimensori, è un cilindro vuoto di ottone, da 7 a 9 cm di diametro e
da 8 a 10 cm di altezza, tagliato da quattro fessure longitudinali, nel senso della generatrice, dette
traguardi, praticate secondo due diametri perpendicolari. Esso è riportato nella figura seguente
Disegno che mostra uno squadro
agrimensorio con il suo bastone
Un gabinetto di Topografia fra ottocento e novecento
Pag.
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Altre quattro fessure intermedie si trovano ad ugual distanza dalle prime, sono più corte e formano
anch’esse tra loro angoli retti. Sulla superficie della base superiore del cilindro sono praticate delle
fessure, corrispondenti, se prolungate, a quelle longitudinali. Esse servono per dirigere le visuali dal
basso verso l’alto.
Se due fessure corrispondenti sono dirette secondo un dato allineamento, le altre due fessure ad
angolo retto individuano un secondo allineamento perpendicolare al primo, mentre la visuale diretta
secondo una fessura intermedia offrirà un allineamento a 45° con i precedenti.
La scatola cilindrica termina nel centro della base inferiore con un prolungamento cilindrico cavo
entro il quale può adattarsi un bastone ferrato, chiamato bastone dello squadro, che si conficca
verticalmente per terra e serve di sostegno allo strumento.
Lo squadro agrimensorio ha ricevuto in seguito un’importante modifica originando lo squadro
graduato. Esso è formato di un cilindro del diametro uguale al precedente e di altezza variabile da
10 a 15 cm, diviso in due parti da un piano perpendicolare al suo asse.
Le due parti cilindriche, poste l’una sull’altra, stanno unite per mezzo di un perno, attorno al quale
può girare la parte superiore. I due cilindri sovrapposti sono forati da finestre a traguardi come
nella squadro agrimensorio ordinario. Inoltre l’orlo del cilindro inferiore forma una striscia
cilindrica graduata da 0° a 360°, di cui lo zero corrisponde ad una delle fenditure (generalmente
quelle stretta) del cilindro inferiore. L’orlo del cilindro superiore porta un nonio di cui lo zero
corrisponde ad una fenditura dello stesso cilindro. La scatola è sormontata da una bussola con la
rosa dei venti.Lo strumento prende il nome anche di pantometro o squadra grafometro.
Lo strumento dell’Istituto “G.Genga” è una variante dello squadro agrimensorio: si tratta di un
cilindro tutto di ottone sormontato da una bussola (incompleta).Nella metà inferiore
del cilindro è tracciata una scala circolare sul piano orizzontale con divisioni di grado in grado.
Il restauro
Lo strumento, che presentava vistose ossidazioni dovute sia agli agenti atmosferici che al sudore
delle mani, è stato ripulito e verniciato con lacca trasparente protettiva.
Lo squadro in ottone dell’Istituto
prima del restauro
Emilio Borchi e Renzo Macii
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2 – Squadro graduato (Pantometro o squadra grafometro)
Costruttore: ignoto
Datazione: fine Ottocento
Materiali: ottone
Dimensioni: diametro 8.5 cm, h 21 cm
Immagine di un Pantometro con la
bussola posta sulla sua sommità
Nell’immagine è mostrato un pantometro. Le due scatole cilindriche che lo compongono possono
ruotare l’una sull’altra mediante un ingranaggio interno messo in moto da un bottone posto al di
sotto della scatola Risulta da questa disposizione che lo strumento può funzionare come squadra,
come bussola e come grafometro. Se si vuole misurare , p. e., un angolo col pantometro, lo si situa
col bastone da squadro ( o con un treppiede) al vertice dell’angolo, e si mira dalle fenditure del
cilindro inferiore il segnale che determina la direzione di uno dei lati dell’angolo; quindi si fa
ruotare il cilindro superiore in modo che, mirando dalla fenditura stretta corrispondente allo zero del
Un gabinetto di Topografia fra ottocento e novecento
Pag.
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nonio, si traguarda, dietro al filo della finestra opposta il segnale che determina la direzione del
secondo lato.
La posizione occupata dallo zero del nonio, rispetto allo zero della scala inferiore, misura
l’ampiezza dell’angolo. Per rendere più visibili le divisioni della scala in gradi o mezzi gradi, il
lembo stesso su cui esse vengono incise, è ricoperto di argento o, come nel presente caso, di una
lega metallica bianca detta argentana (maillechort) molto usata nel periodo a cavallo tra ottocento e
novecento.
Il restauro
Le ossidazioni dovute sia agli agenti atmosferici che al sudore delle mani sono state tolte
completamene; il trattamento chimico di colorazione dell’ottone preesistente è stato protetto con
una vernice trasparente .
Squadro graduato dell’Istituto
prima del restauro
3 – Squadro graduato (Pantometro o squadra grafometro)
Costruttore: ignoto
Datazione: primi decenni del Novecento
Materiali: ottone, ottone verniciato grigio perla
Dimensioni: diametro 8.5 cm, h 21,5 cm
Emilio Borchi e Renzo Macii
pag.
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Lo squadro graduato mostrato in figura è ben conservato. Esso è molto simile al precedente con la
differenza che la scala è in ottone.
Accenniamo al fatto che, allo scopo di una maggior precisione delle misure, fin dal Settecento, ma
specialmente nell’Ottocento, la linea di mira dello squadro graduato era costituita non più da un
semplice traguardo ma dall’asse ottico di un cannocchiale con micrometro. L’asse ottico del
cannocchiale doveva giacere su un piano orizzontale e l’asse di rotazione su tale piano doveva
risultare rigorosamente verticale.
Nella figure seguente è mostrato un tale strumento in uso verso la metà dell’Ottocento.
Squadro graduato in uso verso la metà
dell’800
IL RESTAURO
Lo strumento è stato completamente riverniciato con vernice di colore grigio perla in quanto la
verniciatura precedente (probabilmente non originale) non era recuperabile.
Le parti in ottone, non verniciato, sono state ripulite, lucidate e protette con lacca trasparente.
Lo squadro graduato
dell’Istituto prima del
restauro
Un gabinetto di Topografia fra ottocento e novecento
Pag.
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4 – Grafometro
Costruttore: “ Jules-Salleron”- Paris
Datazione: fine Ottocento
Materiali: ottone
Dimensioni: diametro 22,5 cm
Il grafometro comparve alla fine del XVI secolo ed ebbe una discreta diffusione specialmente a
partire dal secolo successivo. Il suo inventore, Philippe Danfrie (1532-1606?), era nato nella bassa
Bretagna ed era andato a lavorare a Parigi come fonditore e tagliatore di pietre. Sappiamo che fu
incisore della zecca e che era noto per le sue sfere armillari e gli astrolabi costruiti in legno e
cartone di cui ha lasciato alcuni pregevolissimi esemplari.
Il grafometro di Danfrie era costituito da un lembo semicircolare di ottone con scala suddivisa in
gradi, sul diametro del quale sono posizionati due traguardi che individuano l’alidada fissa dello
strumento. Al centro dello strumento era incernierata un’altra alidada, mobile per rotazione. Lo
strumento era corredato da una bussola e consentiva di fare misure in un piano orizzontale oppure,
con giacitura verticale, in un piano verticale.
Il grafometro è essenzialmente un goniometro, ormai del tutto in disuso, destinato a misurare gli
angoli che formano le visuali dirette nello spazio verso oggetti determinati.
Il suo schema è mostrato nell’immagine seguente:
Schema di grafometro
Emilio Borchi e Renzo Macii
pag.
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Come si è detto, si compone di un semicerchio con il lembo diviso; è munito di due alidade per
mirare gli oggetti ed è sostenuto da un ginocchio a che permette di posizionarlo in un piano a
piacere ed anche con giacitura verticale. Sul prolungamento del ginocchio vi è un tubo nel quale
viene inseriti un treppiede.
L’alidada, considerata isolatamente, non è altro che una riga la quale porta alle sue estremità due
lame di ottone b,c perpendicolari alla riga stessa, sulla quale esse sono articolate a cerniera.; sulle
lame sono praticate due piccole fessure longitudinali strettissime, dette traguardi, lungo le quali si
fa passare la linea di mira che si dirige sugli oggetti.
Delle due alidade di cui è munito il grafometro, una è fissa e posizionata lungo il diametro 0° e 180°
del semicerchio in modo che la linea di fede coincide col diametro stesso; l’altra è mobile ed è
collegata allo strumento da un perno, posto nel centro del semicerchio attorno al quale gira,
potendo in tal modo percorrere tutta la graduazione della scala.
La bussola con la rosa dei venti serve solo per fissare una direzione di riferimento.
Invece di alidade a traguardi semplici, si fece uso nel passato anche di alidade a cannocchiale.
Lo strumento dell’Istituto “G.Genga” mostra invece la conformazione più antica.
Il restauro
Lo strumento, che presentava vistose ossidazioni dovute sia agli agenti atmosferici che al sudore
delle mani, è stato ripulito e verniciato con lacca trasparente protettiva.
Il grafometro dell’Istituto prima del
restauro
Un gabinetto di Topografia fra ottocento e novecento
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5 - Ottante
Costruttore: Egerton Smith – Liverpool
Datazione: fine Settecento
Materiali: ottone, ebano, avorio
Dimensioni: alidada 43 cm, settore 35 cm
La priorità dell’invenzione dell’ottante, ed in genere degli strumenti a riflessione, spetta a Newton
come risulta da un suo manoscritto ritrovato molti anni dopo la sua morte e dopo che anche Hadley,
ignaro della scoperta, aveva presentato al pubblico nel 1731 il suo strumento al quale pertanto è
rimasto associato il suo nome.
Lo strumento entrò nell’uso molto più tardi, dopo successive modifiche dei primi ed imperfetti
modelli.
Verso la fine del Settecento l’ottante, insieme al sestante, fu molto utilizzato specialmente dai
marinai e la sua produzione divenne usuale in particolare in Inghilterra per opera dei costruttori
Jesse Ramsden e George Adams e di moltissimi altri. Liverpool fu uno dei centri più attivi della
produzione di ottanti.16
Il finissimo strumento dell’Istituto “G.Genga” risale alla fine del Settecento. Il suo costruttore è
Egerton Smith., di Liverpool, di cui sappiamo solo che fu attivo tra il 1769 ed il 1808. Egli era
specializzato nella costruzione di teodoliti e di strumenti matematici. Dal 1803 fino al 1808 si
associò con il fratello Williams Smith con la firma “E.& W. Smith, Liverpool”.
L’uso dell’ottante si basa sulla seguente proprietà per la quale è opportuno fare riferimento alla
figura seguente:
16
Gli strumenti a riflessione misuratori di angoli erano poco utilizzati in topografia o per lo meno erano impiegati dove
occorreva molta sveltezza e limitata esattezza. Essi erano però di incontestata utilità nei viaggi di esplorazione e in
quelli per mare.
Emilio Borchi e Renzo Macii
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Schema ottico dell'ottante
Se un raggio luminoso SA incide in uno specchio M e da questo viene riflesso secondo la retta AB
su di un altro specchio N inclinato rispetto al primo di un angolo α, il raggio BC emergente dal
secondo specchio fa col raggio incidente SA un angolo 2α doppio dell’angolo tra gli specchi.
Lo strumento è a tre specchi; ha l’ossatura di ebano con la montatura degli specchi in ottone.
L’alidada è pure in ottone, montata sul sottostante braccio di mogano, gli oculari sono costituiti da
piastrine circolari, pure di ottone con un forellino nel mezzo. La graduazione in gradi da 0° a 95°, è
su avorio e d’avorio è pure il nonio che dà l’approssimazione di un primo ed è munito di vite di
richiamo. Il raggio dell’ottante è di circa 35 cm.
Oltre agli specchi sullo stesso braccio, a poca distanza tra loro, ha anche un terzo specchio che si
ruota insieme all'alidada. Esso è ricoperto di amalgama nella parte superiore ed inferiore; una
stretta fessura trasparente tra le due parti permette la visione diretta degli oggetti anteriori.
Un secondo oculare è posizionato sull’altro braccio dell’ottante e doveva servire ad osservare gli
angoli di oggetti situati sia dietro che davanti. Un pacchetto di filtri colorati serviva per attenuare la
radiazione nel caso di osservazioni del sole.
Il restauro
Le parti in legno dello strumento, che presentavano numerose tracce di depositi di grasso, polvere
ecc.. sia dovute al sudore delle mani che agli agenti atmosferici, soprattutto in presenza di aria
salmastra, sono state ripulite e laccate con lacca per legno. Le parti in ottone, anche esse ossidate,
sono state ripulite e verniciate con lacca trasparente protettiva.
L’ottante dell'Istituto prima del restauro
Un gabinetto di Topografia fra ottocento e novecento
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I livelli e i clisimetri
Il livello è uno strumento mediante il quale si può ottenere una visuale orizzontale. Lo strumento
che permette di misurare l’inclinazione di un raggio visuale che non sia orizzontale prende il nome
di livello di pendenza o clisimetro. Tali strumenti sono di uso comune in topografia e presso
l’Istituto G. Genga ne esistono di moltissimi tipi, diversi dei quali risalgono alla metà
dell’Ottocento.
Ogni livello è in generale costituito da un basamento consistente in tre braccia metalliche inclinate
tra di loro di un angolo di 120°, aventi alle loro estremità tre viti dette di livello. Le tre braccia sono
rigidamente collegate ad una colonna centrale cava il cui asse è l’asse verticale dello strumento.
Nel vano della colonna vi è un perno che nella estremità superiore è unito al cannocchiale e alla
livella a bolla d’aria dello strumento. Il cannocchiale, e con esso tutta la parte superiore dello
strumento, può avere un movimento mediante due viti, una di pressione e l’altra micrometrica.
I livelli si distinguono in due categorie:
1- a cannocchiale fisso, senza o con vite di elevazione;
2- a cannocchiale mobile, con livella fissa al cannocchiale, con livella fissa ai sostegni del
cannocchiale, con livella mobile.
Storicamente i primi semplici esemplari di livello sono l’archipendolo o livello dei muratori
(niveau des maçons), il livello ad acqua, la livella a bolla d’aria, di forma cilindrica leggermente
arcuata nel centro (superficie torica di grande raggio di curvatura), nella versione semplice o
rettificabile, la livella sferica.
6 - Livello di Lenoir
Costruttore: ignoto, ma quasi sicuramente francese
Datazione: prima metà dell’Ottocento
Materiali: ottone, bronzo, acciaio
Dimensioni: cannocchiale 36 cm, altezza 15 cm
Si tratta di un livello a livella indipendente. Fu proposto da Etiènne Lenoir ( 1744-1832 ) nei primi
anni dell’Ottocento e fu utilizzato, insieme al livello Brunner, per l’esecuzione del livellamento
generale della Francia. La base a tre viti sostiene un piatto svasato a orlo liscio rialzato sul quale
Emilio Borchi e Renzo Macii
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vanno ad appoggiarsi due prismi saldati al corpo del cannocchiale a guisa di collari rettangolari
della stessa
Il livello Lenoir secondo un disegno
dell'epoca.
altezza. I prismi appoggiano per una delle loro facce sul piano dell’orlo, mentre il cannocchiale è
imperniato al centro del piatto per mezzo di una caviglia. Il cannocchiale può quindi essere girato
sul piatto mantenendo sempre le facce dei prismi a contatto con l’orlo. La livella, mancante nello
strumento, è chiusa in un’armatura a piedini piani che si appoggiano sulle facce dei collari
prismatici del cannocchiale opposte a quelle che appoggiano sull’orlo del piatto.
La condizione essenziale di funzionamento del livello è che le distanze tra le due facce opposte di
appoggio (l’una all’orlo del piatto, l’altra alla livella) siano rigorosamente uguali.
L’inconveniente che si presenta in questo strumento, una volta rettificato, è quello prodotto dalle
lievi asperità che si possono trovare sull’orlo e che possono perciò alterare l’orizzontalità dell’asse
ottico.
Il restauro
La superficie delle singole parti dello strumento, realizzato interamente in ottone, presentava
vistose ossidazioni. Le ossidazioni sono state tolte completamente; nel supporto di base è stata
conservato il trattamento chimico di colorazione originale. Il cannocchiale invece è stato riportato
completamente ad ottone e lucidato in quanto non era possibile recuperare il colore originale perchè
“attaccato” a fondo dagli agenti atmosferici e dal sudore delle mani. La superficie dello strumento
è stata protetta con una vernice trasparente.
Sono state rifatte alcuni viti mancanti, il pignone dentato della cremagliera per lo spostamento
assiale dell'oculare del cannocchiale, l'albero e la vita “godronata” posta alla sua sommità.
A sinistra: il livello Lenoir dell’Istituto prima del restauro. A destra: il meccanismo di
scorrimento assiale dell'oculare prima e dopo la sua ricostruzione.
Un gabinetto di Topografia fra ottocento e novecento
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7 -Livello di Brunner17
Costruttore: Jules Salleron18 – Paris
Datazione: 1850 circa
Materiale: ottone, cromatura color oro,(livella in ottone)
Dimensioni: cannocchiale 35 cm, altezza 24 cm
Livello di Brunner da una
stampa dell'epoca.
Il piede del livello Brunner è formato da una colonna leggermente conica ( manchon conique)
fissata ad una piastra triangolare (support triangulaire) munita di tre viti calanti.
La colonna è attraversata in alto da un regolo perpendicolare (règle support) sopra il quale si trova
un secondo regolo (règle à fourchettes). Questo telaio sostiene il cannocchiale (lunette) mediante
un sostegno arcuato laterale (collier de la lunette). Una livella (nivelle) posizionata sopra il
cannocchiale può essere leggermente regolata per mezzo di una vite di regolazione (vis de reglage)
e sollevata con una bottone B (bouton pour sollever la nivelle) ; un sistema centrale di bloccaggio
17
Brunner Johann (1804-1862),astronomo austriaco, costruttore a Parigi di strumenti di topografia. La sua attività fu
rilevata dai figli Emil e Otto, di cui sono noti gli strumenti astronomici e magnetici.
18
Jules Salleron (Troyes 1829 – Parigi 1897) fu un celebre costruttore parigino Egli aveva il negozio in rue du Pavée
24 (Pont Neuf) nel quartiere del Marais, a est del Palais Royal, zona ricca di ricordi storici e letterari, di strade
pittoresche e di vecchie pietre, centro nel secolo scorso di un’ intensa attività commerciale.
Il Salleron, di cui si hanno scarse notizie, fu attivo tra gli anni ’50 e ’80 dell’Ottocento. Egli presentava la sua produzione
in cataloghi particolareggiati ed illustratissimi. Oltre a quelli di topografia, erano molto richiesti specialmente i suoi
strumenti di termologia e di meteorologia .
Emilio Borchi e Renzo Macii
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(fermior) fissato al regolo a forchette ne limita l’elevazione, mentre i collari del cannocchiale
impediscono gli spostamenti longitudinali. Le operazioni necessarie per regolare la livella a bolla
indipendente sono le stesse richieste dal livello Lenoir.
Accenniamo al fatto che il livello Brunner fu fornito, durante la livellazione generale della Francia,
di un sistema di prismi a riflessione totale, applicati per la lettura della livella, che permettevano
all’operatore di vedere l’immagine della livella mediante un oculare posizionato vicino a quello del
cannocchiale. Nelle immagini seguenti sono riportati lo schema generale della livella a prismi e la
composizione finale del livello di Brunner.
Livella a prismi del livello di
Brunner
Composizione finale del
livello di Brunner
Composizione finale del
livello di Brunner
Il restauro
E' stata asportata l'ossidazione della vernice delle singole parti dello strumento, dovuta sia agli
agenti atmosferici che al sudore delle mani. In talune zone, per fortuna di piccola estensione, il cui
metallo sottostante era stato danneggiato, è stato praticato un trattamento locale con agenti
disossidanti. La verniciatura dello strumento è stata protetta con una lacca trasparente.
Sono state rifatte alcune viti.
Livello di Brunner dell'Istituto
prima del restauro.
Un gabinetto di Topografia fra ottocento e novecento
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8 - livello di Egault
Costruttore: Filotecnica Salmoiraghi – Milano
Datazione: 1880 circa
Materiali: ottone, acciaio
Dimensioni: cannocchiale 39 cm, altezza 20 cm
Livello di Egault secondo
una stampa dell'epoca.
Le parti principali di questo strumento sono una livella a bolla d’aria n n’ sorretta da un regolo AA,
che è solidamente unito ad una colonna B ed ad un disco P perpendicolare a quest’ultima, entrambi
mobili attorno ad uno stesso asse perpendicolare ad ambedue.La livella è munita di viti di rettifica.
Il disco poggia con tre viti H,H,H su un treppiede. Gli estremi del regolo AA sono muniti di due
collari di diametro uguale, che sostengono il cannocchiale LD capovolgibile sui suoi collari.
Si tratta come è evidente di un tipo di livello a cannocchiale mobile e con livella fissa ai sostegni
del cannocchiale. Il cannocchiale è munito di un reticolo che ha almeno un filo orizzontale (reticolo
livellante), per determinare il piano orizzontate di visuale.
Il livello di Bordalouë19 differisce dal livello di Egault solo per il fatto che la livella è posizionata
sopra al cannocchiale e fissata al telaio che lo sorregge.
Il livello di Egault dell’Istituto G.Genga appartiene alla prima produzione della Filotecnica
Salmoiraghi. Infatti la descrizione dello strumento è riportata già nell’edizione del 1884 del classico
volume Istrumenti e metodi moderni di Geometria applicata di Angelo Salmoiraghi (1848-1939),
unico proprietario fin dal 1873 della celebre ditta.
Nell’immagine seguente è mostrato il disegno del livello Egault progettato dalla Filotecnica.
19
Adrien Bourdalouë (1792-1868) diresse dal 1857 al 1864 il Nevellement général de la France, prima livellazione
geometrica d’insieme eseguita in Europa.
Emilio Borchi e Renzo Macii
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Disegno di livello Egault
progettato dalla Filotecnica
Salmoiraghi
Il cannocchiale ha apertura di 32 mm, distanza focale di 38 cm ed ingrandimento 20. Il reticolo è
formato da tre fili orizzontali ed uno verticale con rapporto diastimometrico 100 tra i fili esterni.
Il restauro
E' stata asportata l'ossidazione della vernice delle singole parti dello strumento, dovuta sia agli
agenti atmosferici che al sudore delle mani. In talune zone, per fortuna di piccola estensione, il cui
metallo sottostante era stato danneggiato, è stato praticato un trattamento locale con agenti
disossidanti. La verniciatura dello strumento è stata protetta con una lacca trasparente. Le parti in
ottone, non verniciato, sono state ripulite, lucidate e protette con lacca trasparente.
Sono state rifatte alcune viti; quelle "calanti" del basamento sono state raddrizzate.
Livello Egault
dell'Istituto prima del
restauro
Un gabinetto di Topografia fra ottocento e novecento
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9 - Livello a cannocchiale e livella amovibile
Costruttore . Filotecnica Salmoiraghi – Milamo
Datazione. 1884 circa
Materiali: ottone
Dimensioni: cannocchiale 41 cm, altezza 21,5 cm
Questo livello fu progettato dalla Filotecnica fin dai primi anni della sua fondazione, avvenuta nel
1865 per opera di Ignazio Porro. La descrizione dello strumento è riportata nell’edizione del 1884
del classico volume Istrumenti e metodi moderni si Geometria Applicata di Angelo Salmoiraghi.
Lo strumento, come tutti i livelli , serve soprattutto a misurare la giacitura orizzontale di un raggio
visuale. Esso non è altro se non un livello a cannocchiale mobile e livella fissa al cannocchiale
(chiamato livello di Chezy) avente sovrapposta al cannocchiale un’altra livella mobile della stessa
sensibilità di quella fissa. Nella progettazione della Filotecnica lo strumento è un livello di Egault,
provvisto di cerchio orizzontale, al quale si possono associare piccoli movimenti sul piano verticale
alzando o abbassando uno dei collari di appoggio del cannocchiale. Esso veniva prodotto in due
versioni, più grande e più piccola, ed era ritenuto all’epoca uno strumento altamente preciso, il più
completo e perfetto che si conosca.
Era conosciuto come Livello a cannocchiale e livella amovibile tipo tedesco.
Livello a cannocchiale e livella
amovibile tipo tedesco da una
stampa dell'epoca.
Emilio Borchi e Renzo Macii
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Nello strumento dell’Istituto “G.Genga” il cerchio è munito lateralmente di pinzetta d’arresto del
movimento e di vite di richiamo. La livella torica sotto al cannocchiale ha una fessura centrale
doppia.
Sopra alla base di sostegno della traversa orizzontale di bronzo che sorregge il cannocchiale si
trova in posizione eccentrica e fissa una livella a bolla sferica che serve per una prima, rapida
installazione dello strumento e per un grossolano controllo della sua verticalità Il cannocchiale, non
anallattico, ma distanziometrico, ha apertura di 32 mm, distanza focale di 38 cm ed ingrandimento
20. Esso poggia su due forcelle; una vite di elevazione (in parte mancante) serve a spostare in
altezza il cannocchiale e serve pure per le sue correzioni . Il suo reticolo è formato da tre fili
orizzontali ed uno verticale, con rapporto diastimometrico 100 tra i fili esterni.
Lo strumento era corredato da una livella torica (mancante) che poggiava sui collari del
cannocchiale.
Lo strumento nel primo decennio del Novecento venne modificato dai professori Iadanza e Baggi20
secondo una versione sempre costruita dalla Filotecnica Salmoiraghi
Il restauro
E' stata asportata l'ossidazione della vernice delle singole parti dello strumento, dovuta sia agli
agenti atmosferici che al sudore delle mani. La verniciatura originale dello strumento è stata
protetta con una lacca trasparente. Le parti in ottone, non verniciato, che presentavano una vistosa
ossidazione, sono state ripulite, lucidate e protette con lacca trasparente. Il tubo del cannocchiale e
la livella sottostante, la cui verniciatura originale non era recuperabile, sono stati sverniciati
completamente, lucidati e protetti con lacca trasparente.
Livello a cannocchiale dell'Istituto
prima del restauro
20
N.Iadanza, V. Baggi, Atti della R. Accademia di Torino, vol. XLIII, 1907.
Un gabinetto di Topografia fra ottocento e novecento
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10 - Livello tipo inglese
Costruttore: ignoto
Datazione: 1920 circa
Materiali: ottone, ottone verniciato grigio perla, lega di alluminio
Dimensioni: cannocchiale 29,5 cm, altezza 18 cm
Si tratta di un tipo di livello a cannocchiale fisso e livella fissa detto anche Agricoltural drainage
level perché molto pratico per uso comune in campagna.
La livella è fissata al cannocchiale da due collari di lega metallica molto in uso nei primi decenni
del Novecento (ed ora abbandonata perché rivelatasi del tutto instabile negli anni). Il cannocchiale
a sua volta è rigidamente collegato alla traversa orizzontale sorretta dalla colonna centrale con
staffe dello stesso materiale. Il cannocchiale, che in alcuni modelli è distanziometro, può avere
piccole rotazioni per mezzo di una vite a contrasto. La traversa è fornita di un gambo innestato ad
essa, mediante il quale per contrasto potevano essere realizzati piccoli spostamenti verticali che
mettevano in rotazione la traversa e con essa il cannocchiale.
Questo tipo di livello veniva costruito verso il 1920 anche dalla Filotecnica Salmoiraghi, con la
livella fissata al cannocchiale dalla parte di sotto.
Lo strumento è tipico della produzione inglese che ha sempre apprezzato strumenti con
cannocchiale e livella fissi tra loro ed al sostegno.
Nelle figure sottostanti si osservano due livelli rispettivamente di Troughton e di Gravatt, famosi
costruttori inglesi della prima metà dell’Ottocento, con livella ll a spirito sovrapposta, dotati inoltre
di una bussola con la rosa dei venti per una grossolana orientazione.
Emilio Borchi e Renzo Macii
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La livella a spirito di vino nei modelli inglesi non era torica e neppure cilindrica ma aveva un
diametro maggiore al centro che decresceva con regolarità verso la periferia da entrambe le parti.
Il restauro
E’ stato ricostruito ex novo il supporto destro, in lega di alluminio, della livella del cannocchiale.
Il supporto destro del cannocchiale, anche esso in lega di alluminio, era rotto in due pezzi. Le due
parti sono state incollate e, successivamente, avvitate insieme,
Lo strumento è stato completamente riverniciato con vernice di colore grigio perla in quanto la
verniciatura precedente (probabilmente non originale) non era recuperabile.
Le parti in ottone, non verniciato, sono state ripulite, lucidate e protette con lacca trasparente.
Sono state rifatte alcune viti.
Il livello “inglese” dell’Istituto
prima del restauro
Un gabinetto di Topografia fra ottocento e novecento
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11 - Clisimetro di Chezy a traguardi
Costruttore: ignoto
Datazione: seconda metà dell’Ottocento
Materiali: ottone
Dimensioni: lunghezza 33 cm, altezza 26 cm
Gli strumenti che servono per misurare l’inclinazione di un raggio visuale che non sia orizzontale
sono i clisimetri. Il clisimetro di Antoine de Chezy (1718-1798) è mostrato nella figura di sotto. In
essa oltre alle due lamine metalliche ad altezza disuguale, è mostrato anche il cannocchiale, della
cui presenza per il momento prescindiamo per riferirci all’antico strumento di Chezy, come è
appunto lo strumento dell’Istituto “G.Genga” che vogliamo descrivere.
Clisimetro di Chezy da una
stampa dell'epoca.
Un livello a bolla d’aria nn , fornito di vite di regolazione, poggia su un regolo AA’ le cui estremità
sono fornite di due traguardi AB e A’B’ di altezza disuguale. AB si compone di un quadro nel quale
si può far muovere verticalmente per mezzo di una vite v, un telaio C che ha un foro o (occhio) e
una finestra f fornita di due fili, uno verticale ed uno orizzontale. La vite v serve solo per regolare
la posizione del telaio che usualmente è fisso.
Emilio Borchi e Renzo Macii
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Il secondo traguardo A’B’ di compone di un quadro di uguale larghezza del primo ma di altezza
maggiore nel quale si può muovere un telaio C’ che ha un foro o’ ed una finestra f’ munita
anch’essa di un filo verticale ed un altro orizzontale.
L’occhio o traguarda l’incrocio dei fili della finestra f’, mentre l’occhio o’ traguarda l’incrocio dei
fili della finestra f. Si hanno così due linee di mira parallele ed anche identiche, se si trascura la
larghezza dei quadri rispetto alla distanza su cui si opera.
Per mirare un segnale si fa muovere a mano il telaio C’ sino a quando la retta of’ o la retta o’f (a
seconda che la mire sia dal basso verso l’alto o viceversa) non passa approssimativamente per il
segnale. Per le regolazioni fini si utilizzano le viti V ed U, che spostano e alzano lentamente il telaio
C’ finché il bersaglio non sia perfettamente inquadrato. I ritti del quadro su cui si muove il telaio
portano delle divisioni (con nonio), dalla cui lettura si può risalire alla pendenza del bersaglio.
Nella figura seguente è riportato lo strumento in sezione e la vista frontale del quadro di altezza
maggiore.
Clisimetro di Chezy a traguardi
da una stampa dell'epoca
Nei modelli antichi la distanza tra i telai era di un piede e lo spazio tra le divisioni della scala del
telaio era di una linea. Essa corrispondeva ad una pendenza di 0.00347 m per ogni metro.
Il restauro
Le ossidazioni sono state tolte quasi completamente senza alterare il trattamento sottostante; tuttavia
il colore originale (quasi nero semilucido) con il tempo si è notevolmente sbiadito lasciando quasi
intravedere il colore dell'ottone.
Alcune parti meccaniche erano danneggiate: il coperchio dell'obbiettivo presentava un vistoso
acciaccamento che in parte è stato raddrizzato. Le forcelle della slitta più lunga che sposta il
cannocchiale era piegata in malo modo e la slitta che sostiene il cannocchiale non vi poteva più
scorrere. La forcella è stata raddrizzata e attualmente la slitta vi scorre senza difficoltà.
Sono state rifatte alcuni viti mancanti, una vite godronata di bloccaggio della suddetta slitta e la
molla che consente la regolazione della livella.
Clisimetro di Chezy a
traguardi dell'Istituto prima
del restauro
Un gabinetto di Topografia fra ottocento e novecento
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12 - Clisigonimetro con bussola con doppia lettura in pendenza ed in angolo
Privativa industriale Spano
Costruttore: Gaetano Spano21 – Napoli
Datazione: 1866
Materiali: ottone
Dimensioni: cannocchiale 38,5 cm, altezza 29,7 cm
Gaetano Spano perfezionò il suo clisigonimetro sostituendolo nel 1866 con il neo-clisigonimetro,
strumento che ebbe fin dal suo apparire un larghissimo successo poiché consentiva ottimi risultati
sia nelle livellazioni geometriche che in quelle clisimetriche su terreni di forte pendenza. Lo
strumento era dotato di cerchio orizzontale con nonio e bussola di grande precisione, mentre dava le
pendenze della linea di mira sia in valore di angoli che di tangenti.
Il prof. Federigo Schiavoni, presidente di una commissione di collaudo, così si espresse nel suo
verbale:” … .Oltre all’essere comodo ed elegante è strumento di precisione per le operazioni
planimetriche, come qualunque goniometro. In quanto, poi, alle operazioni altimetriche, esso
supplisce tenendo stretto con la vite di pressione il nonio a zero, ad ogni più perfetta livella a
disco.”.
Il cannocchiale era anallattico e diastimometrico. Di lato al cannocchiale, dalla parte dell’oculare
era posizionato un piccolo settore eclimetrico. Il neo-clisigonimetro poteva essere dotato anche di
microscopio di lettura al cerchio orizzontale.
Verso il 1890 lo strumento veniva messo in vendita al prezzo di 425 lire.
21
Giuseppe Spano,costruttore di strumenti geodetici e topografici, nacque a Napoli (dove la famiglia Spano ,di origini
sarde, si era trasferita nel XVIII secolo) nel 1806 e vi morì il 10 giugno del 1873. Molto versato nella meccanica e
nell’idraulica, si dedicò alla costruzione di strumenti di precisione, fondando un Opificio Meccanico, che raggiunse nel
tempo una larga fama. Esso era situato in Vico SS. Filippo e Giacomo n° 21. La prima occupazione di Giuseppe Spano
fu quella di macchinista del famoso Officio Topografico di Napoli. Nel 1827 costruì una macchina per incidere i cerchi
graduati che permetteva di dividere il cerchio intero in 40.000 parti Nel 1834 divenne fornitore dell’Officio con un
laboratorio di sua proprietà,dove aveva pochi ma abili collaboratori. Fra i lavori di maggior impegno si ricorda la
costruzione en 1865 della copia della tesa di Ertel, voluta dalla Commissione Internazionale per la Misura dei Gradi in
Europa. Continuatore dell’opera di Giuseppe Spano fu il figlio Gaetano, nato a Napoli nel 1835 ed ivi morto nel 1905.
L’ingegner Gaetano Spano subentrò alla direzione dell’Opificio nel 1868. Durante la direzione di Gaetano alla ditta
furono assegnati numerosi riconoscimenti, in particolare nel 1871 il primo premio per il neo-clisigonimetro e nel 1878
alla Esposizione Nazionale di Parigi la medaglia d’argento, sempre per il neo-clisigonimetro.
Emilio Borchi e Renzo Macii
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Il restauro
E' stata asportata l'ossidazione della vernice delle singole parti dello strumento, dovuta sia agli
agenti atmosferici che al sudore delle mani. La verniciatura originale dello strumento è stata
protetta con una lacca trasparente. Le parti in ottone, non verniciato, che presentavano una vistosa
ossidazione, sono state ripulite, lucidate e protette con lacca trasparente.
La parte terminale del tubo del cannocchiale, dove è inserito il doppietto acromatico che costituisce
l'obbiettivo, è stata raddrizzata e, successivamente, trattata con bagno chimico (a caldo) al fine di
ottenere una colorazione il più possibile simile all'originale.
Clisigoniometro "Spano" dell'Istituto
prima del restauro
Un gabinetto di Topografia fra ottocento e novecento
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I cleps, i teodoliti ed i tacheometri
L’istituto G.Genga possiede una rilevante collezione di teodoliti e tacheometri che vanno per
ordine cronologico dalla seconda metà dell’Ottocento fino ai giorni nostri, a testimonianza di
un’attenzione continua alle esigenze della didattica e dell’importanza dell’attività pratica nella
formazione professionale degli allievi.
La maggior parte della strumentazione proviene dalla Filotecnica , celebre ditta fondata a Milano
nel 1865 da Ignazio Porro e successivamente rilevata dell’ing. Salmoiraghi.
Di tutta la strumentazione sono stati restaurati gli strumenti più significativi datati tra la fine
dell’Ottocento ed i primissimi anni del Novecento. Alcuni di essi sono riconducibili direttamente
alla progettazione del Porro. E’ stata tracciata anche una breve storia dell’evoluzione dei modelli
degli strumenti nel corso degli anni,
Data l’importanza di Porro e Salmoiraghi nella storia della strumentazione topografica nazionale, in
questo paragrafo saranno riportate alcune loro notizie biografiche.
13 - CLEPS PORRO MODELLO MEDIO
Costruttore: Filitecnica Salmoiraghi
Datazione: 1880 circa
Materiali: bronzo, ottone, acciaio, vetro
Dimensioni: cannocchiale 34,5 cm, altezza 28,4 cm
Tra gli scienziati che nell’Ottocento si sono distinti nel campo dell’Ottica applicata un posto
particolare spetta ad Ignazio Porro (1801-1875) per il suo impegno specialmente nel ramo delle
applicazioni di tale scienza alla topografia.
Molto nota è la sua attività di costruttore di nuovi strumenti di rilevamento, in modo particolare del
tacheometro, un apparecchio che consente di rilevare celermente e con ottima precisione le
coordinate dei punti attorno alla stazione topografica di misura.
Emilio Borchi e Renzo Macii
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La prima attività di celerimensura fu iniziata dal Porro verso il 1835. Il tacheometro venne da lui
descritto nel suo trattato più famoso, La tachéométrie, pubblicato a Torino nel 1850.
Frontespizio de La Tachéomètrie di I. Porro
(edizione pubblicata a Parigi nel 1858)
Altro strumento di Porro universalmente noto è il Cleps-ciclo o semplicemente Cleps.
Lo strumento, progettato e costruito dal Porro verso il 1860 a Parigi, venne da lui chiamato Clepsciclo (circolo nascosto) perché contiene il cerchio orizzontale e quello verticale protetti all’interno
di una scatola metallica e quindi non visibili.
E’ lo strumento che più si differenzia per la sua forma originale dal teodolite. Il Porro immaginò
questa forma perché gli permetteva di dare al cannocchiale la potenza voluta, senza accrescere in
proporzione le altre parti dello strumento. In tal modo si poteva fare la lettura della stadia con
l’esattezza richiesta e quindi la misura delle distanze con precisione maggiore delle misure angolari.
Il Porro costruì quattro tipi di Cleps, a seconda dell’importanza dei rilievi, applicando ad essi il suo
cannocchiale anallattico e stabilendo tutte le loro caratteristiche.
L’officina Filotecnica di Milano, di proprietà dell’Ing. Salmoiraghi, costruì in seguito tre tipi di
Cleps, grande, medio e piccolo modello, adottando le linee generali e conservando le caratteristiche
fondamentali di quelli del Porro.
Le innovazioni principali che si ritrovano nei Cleps sono:
1- l’abbandono dei noni per la misura degli angoli e l’introduzione dei microscopi a stima a fili
fissi, nella forma mostrata nella figura seguente.
Microscopi a stima a fili fissi
nel Cleps di Porro
2- L’abbandono della divisione sessadecimale dei circoli graduati e l’introduzione della divisione
centesimale in quasi tutti i modelli.
3- La costruzione dei circoli graduati in bronzo bianco durissimo, in modo da estendere la
suddivisione fino al decimo di grado ( per potere stimare il centesimo con i microscopi) e lucenti in
modo da riflettere, nel campo stesso del microscopio, la luce che ricevevano.
4- Le dimensioni estremamente ridotte dei circoli graduati e la loro chiusura ermetica in una scatola
metallica per preservarli dall’usura durante le operazioni di misura.
Un gabinetto di Topografia fra ottocento e novecento
Pag.
58
5- L’applicazione di prismi di cristallo, per introdurre la luce dentro alla scatola onde illuminare le
graduazioni dei circoli.
6- La graduazione dei circoli per la maggior parte in senso antiorario.
7- L’applicazione (solo nel modello grande del Cleps) dell’oculare detto Argo. Esso è
composto di tre piccoli oculari di Ramsden portati da un pezzo scorrevole a coulisse in senso
verticale e coperto da una piastrina con 5 fori che può scorrere lateralmente su apposite guide. Il
congegno conduce gli oculari di fronte ai fili con i quali si vuole fare la lettura.
8- Un declinatore magnetico che porta sulla punta Nord un’appendice verticale che scorre su una
piccola graduazione; il tutto racchiuso in una scatola cilindrica.
9- Una livella sferica sulla parte superiore della scatola ed una livella cilindrica mobile che si
appoggia sui collari del cannocchiale. Essa serve per le verifiche dello strumento e per disporre il
cannocchiale in posizione orizzontale quando si vuole usare il Cleps come livello.
10- Il cannocchiale eccentrico, distanziometro, anallattico e di forte ingrandimento. Nel Cleps
grande modello c’era anche un dispositivo per illuminare i fili del reticolo.
Cannocchiale anallattico di Porro,
costruito dalla ditta Salmoirgahi,
secondo un disegno dell'epoca.
L’asse centrale è formato da un doppio cono (contenuto nella colonna) alla cui estremità superiore è
fissato il cerchio orizzontale. La parte inferiore dell’asse, più corta, è girevole intorno alla bronzina
della base. Essa presenta, immediatamente sopra alla base, una cavità cilindrica trasversale che
contiene l’orientatore ad ago magnetico. Nella parte superiore dell’asse è calettata la bronzina che
sostiene la scatola parallelepipeda metallica dei cerchi. Una scatola cilindrica, poggiata sopra, porta
una livella a bolla centrale.
Nello strumento dell’Istituto G. Genga i due cerchi, orizzontale e verticale, hanno il diametro di
60-50 mm con graduazione centesimale in 4000 parti, cioè in decimi di grado. Il cerchio verticale è
fissato all’albero stesso presso la parte interna della scatola adiacente al cannocchiale, l’altro
cerchio è fissato all’asse verticale. La graduazione della scala è illuminata dalla luce inviata da un
prisma esterno fissato sulla superficie laterale di ogni scatola e posizionato accanto ad ogni
microscopio. Nella tavola è riportato lo schema del cleps medio modello ripreso dal trattato di
Salmoiraghi
Schema di Cleps medio modello
descritto da Salmoiraghi
Nella parete opposta si trovano due microscopi: uno serve alla lettura del cerchio zenitale, l’altro
serve alla lettura di quello orizzontale. I cerchi ricevono la luce da due finestrelle praticate nelle
altre due pareti della scatola. Ogni microscopio ha un micrometro di 5 fili ed un ingrandimento di
32, la lettura viene eseguita con un errore di 5/1000 di grado centesimale..
Emilio Borchi e Renzo Macii
pag.
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Il cannocchiale ha apertura di 50 mm, la distanza focale è 44 cm; esso è dotato di lente anallattica.
E’ munito di due oculari, uno multiplo a tre oculari, ed uno ordinario. Il primo micrometro è
composto di 15 fili orizzontali ed uno verticale; il secondo ha cinque fili orizzontali ed uno
verticale. Ad essi corrispondono costanti diastimometriche differenti.
Lo strumento, al quale durante le operazioni doveva essere unita una stadia Porro con l’unità di 4
cm, è sostenuto in origine da un treppiede a piattaforma mobile con viti di livello.
Il restauro
E' stata asportata l'ossidazione della vernice delle singole parti dello strumento, dovuta sia agli
agenti atmosferici che al sudore delle mani. La verniciatura originale dello strumento è stata
protetta con una lacca trasparente. Le parti in ottone, non verniciato, sono state ripulite, lucidate e
protette con lacca trasparente.
Sono state rifatte alcune viti; quelle "calanti" del basamento sono state raddrizzate. E' stata riparata
la livella sferica posta sulla parte alta dello strumento ed è stata riempita di liquido (petrolio
bianco).
E' stata anche raddrizzata la vite di bloccaggio e la staffa verticale dello spostamento micrometro
(zenitale) del cannocchiale
Ignazio Porro
Ignazio Porro nacque a Pinerolo, in via del Pino 16 il 25 novembre 1801 da una famiglia della
nobiltà provinciale piemontese (aveva il titolo di conte). Secondo la tradizione familiare a 13 anni
entrò nel collegio Militare da cui uscì a soli 17 anni come sottotenente del Genio.
I. Porro secondo una stampa
dell'epoca, ripreso con il suo
strumento più famoso, il Cleps.
Dopo aver eseguito numerosi lavori topografici per lo Stato Sabaudo, nel 1847 si dimise
dall’esercito piemontese e si trasferì a Parigi dove fondò un’officina denominata Institute Optique et
Technomatique. Nel 1850 pubblicò la Tachéométrie, l’opera in cui espose la nuova scienza delle
misurazioni topografiche rapide (celerimensura). Nel 1861 tenne un corso di Celerimensura a
Firenze presso l’Istituto Tecnico, ma presto si trasferì a Milano dove, nel 1863, fu nominato
professore di Celerimensura nell’Istituto Tecnico Superiore (in seguito Politecnico). Dopo aver
favorito nel 1864 la costituzione della officina di meccanica di precisione de “Il Tecnomasio
Italiano”, fondò nel 1865 la scuola-officina Filotecnica e per essa costruì una sofisticatissima
macchina a dividere. Morì a Milano l’8 ottobre 1875.
Un gabinetto di Topografia fra ottocento e novecento
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Tra le sue invenzioni ricordiamo il “focometro di Porro” (1851), strumento assai semplice e
rimarchevole per la determinazione rapida delle lunghezze focali, e l’obbiettivo “stenallatico”
(1851), da cui deriva il teleobbiettivo, che egli applicò senza successo alla registrazione di
un’eclisse di sole. Progettò anche un cannocchiale speciale chiamato panfocale (“lunette
panfocale”), costituito essenzialmente da un cannocchiale e microscopio combinati in modo da
servire per osservare oggetti sia a grande distanza, sia a piccolissima distanza (5-10 cm)
dall’obbiettivo.
Oltre al cannocchiale anallattico, di cui si parla più diffusamente in seguito, tra tutte le applicazioni
fatte dal Porro nel campo dell’ottica, la più conosciuta è quella che va sotto il nome di “veicolo del
Porro”, un cannocchiale a sistema prismatico doppio in cui si sfrutta la proprietà della riflessione
totale della luce.
Schema ottico del "veicolo di Porro"
secondo una stampa dell'epoca.
Il cannocchiale, chiamato Cornet, fu costruito in due versioni, una in avorio e rame dorato, detta
”Lorgnon longue-vue Napoleon III” per l’imperatore della Francia, e la seconda in versione
militare, detta appunto “Longue-vue Cornet”, per la cavalleria francese. Porro applicò subito il suo
sistema prismatico agli scopi della telemetria militare realizzando un piccolo telemetro. Si trattava
di un cannocchialino terrestre prismatico munito di un micrometro a fili fissi incisi su un vetrino, tre
orizzontali e due verticali.
Ad un altro prisma ottico è associato il nome di Porro: il prisma allineatore o prisma a triplice
riflessione. Esso è un prisma a deviazione costante di 180° limitato da quattro facce triangolari
disposte in modo da formare un triedro trirettangolo. La quarta faccia, la base, è un triangolo
equilatero. Il prisma viene usato in topografia come allineatore, cioè per giudicare l’allineamento di
tre punti.
Emilio Borchi e Renzo Macii
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14 - Teodolite concentrico ripetitore
Costruttore: Filitecnica Salmoiraghi
Datazione: 1900 circa
Materiali: bronzo, ottone, acciaio, vetro
Dimensioni: 33.0*40,0(h)*25 cm
Le dimensioni sono quasi uguali a quelle del tacheometro normale della stessa ditta, possiede però
alcune proprietà tipiche del teodolite:
i microscopi micrometrici invece dei noni;
la livella mobile ed indipendente a cavalletto;
l’apparecchio di illuminazione del campo del cannocchiale.
Per questo motivo è stato chiamato Tacheometro a microscopi micrometrici od anche teodolite
concentrico ripetitore.
I cerchi orizzontali e verticali hanno il diametro rispettivamente di 14 cm e di 12 cm; la graduazione
è sessagesimale di 10’ in 10’; il doppio filo del micrometro percorre una divisione per un giro della
vite e la rotella è divisa in 60 parti, dando così 10” di approssimazione, con numerazione di primo
da 1 a 9.
Il cannocchiale è concentrico e distanziometro, senza lente anallatica, con micrometro a tre fili
orizzontali e doppio filo verticale con costante di 100. L’obbiettivo ha 36 mm di apertura con
ingrandimento di 23. Ha due oculari diritti e uno spezzato con gli accessori per l’illuminazione del
campo e cioè la lampadina con sostegno da applicarsi presso un estremo dell’asse orizzontale di
rotazione e un piccolo prisma per inviare la luce attraverso l’asse stesso opportunamente forato, per
cui può essere usato come un piccolo strumento universale.
I microscopi micrometrici hanno l’ingrandimento di 20.
Sotto il piatto del cerchio può essere montato, in una scatoletta rettangolare con due brevi quadranti
o settori graduati, un lungo ago magnetico.
Possiede una livella sul piatto dell’alidada per rendere verticale l’asse dell’alidada e una livella sul
cannocchiale per livellare l’asse di rotazione del cannocchiale.
Periodo di costruzione: 1900 circa .
Un gabinetto di Topografia fra ottocento e novecento
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Nella figura di sotto è riportata l’immagine dello strumento completo ripresa dal Catalogo degli
Strumenti antichi dell’Istituto Geografico Militare.
Immagine di teodolite concentrico ripetitore ripresa
dal catalogo degli Strumenti antichi dell'IGM.
Il restauro
E' stata asportata l'ossidazione della vernice delle singole parti dello strumento, dovuta sia agli
agenti atmosferici che al sudore delle mani. Il trattamento chimico originale di coloritura dello
strumento è stato protetto con una lacca trasparente. Le parti in ottone, non verniciato, sono state
ripulite, lucidate e protette con lacca trasparente.
Teodolite concentrico ripetitore
dell'Istituto prima del restauro
Emilio Borchi e Renzo Macii
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15 - TACHEOMETRO MEDIO MODELLO
Costruttore: Filotecnica Salmoiraghi – Milano
Datazione: fine Ottocento
Materiali: ottone, ottone verniciato
Dimensioni: 27,0*31,0(h)*17,8 cm
Uno dei primi modelli di tacheometro costruito dalla Filotecnica Salmoiraghi verso il 1880 e
chiamato Tacheometro Normale , era di dimensioni abbastanza grosse, con cannocchiale anallattico
e rovesciabile, con cerchio orizzontale del diametro di15,5 cm e cerchio verticale di 13cm.
Alcuni anni dopo la Filotecnica presentò il Tacheometro Medio, di dimensioni più ridotte e di forma
presso a poco analoga al tacheometro normale. Ha una sola livella sul piatto dell’alidada. I cerchi
orizzontali e verticali hanno rispettivamente il diametro di 13 e 11 cm, con divisioni di mezzo grado
numerate di 10° in 10°, con due noni per ciascuno che danno il mezzo primo, provvisti di
microscopi semplici, dei quali quelli zenitali montabili e smontabili di volta in volta. L’ago
magnetico è fissato sotto il cerchio zenitale, ma è solo girevole per breve tratto intorno all’asse
centrale.
Un’immagine dello strumento, nella sua forma completa è presentata nella figura di sotto.
Immagine del Tacheometro
Normale da una stampa
dell'epoca.
Un gabinetto di Topografia fra ottocento e novecento
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Il cannocchiale ha sul suo tubo due collari di bronzo torniti sui quali si appoggiano i piedini della
livella, mentre essa può fissarsi con una spina a un perno cavo centrale del tubo.
Il cannocchiale è anallattico, capovolgibile, ha l’obbiettivo di 28 mm con distanza focale di 23 cm e
14 di ingrandimento. Il suo adattamento a distanza si fa con dentiera che sposta l’obbiettivo invece
dell’oculare. Il micrometro si compone di cinque fili orizzontali equidistanti ed uno verticale, con
rapporti diastimometrici di 50, 100 e 200.
Lo strumento dell’istituto “G.Genga”, pur essendo in buone condizioni, è fortemente incompleto,
mancando di livelle sul cannocchiale e sul piatto dell’alidada e dei microscopi semplici di lettura
dei cerchi orizzontale e verticale.
Il restauro
E' stata asportata l'ossidazione della vernice delle singole parti dello strumento, dovuta sia agli
agenti atmosferici che al sudore delle mani. Il trattamento chimico originale di coloritura dello
strumento è stato protetto con una lacca trasparente. Le parti in ottone, non verniciato, sono state
ripulite, lucidate e protette con lacca trasparente.
Il tacheometro dell'Istituto prima del
restauro
Angelo Salmoiraghi e la Filotecnica, officina di ottica e di meccanica di precisione
Nel 1863 Ignazio Porro fu invitato, dal direttore del Politecnico Francesco Brioschi, ad insegnare
Celerimensura nell’ateneo della città. Porro,che da poco si era trasferito a Milano proveniente da
Firenze, aveva fondato in quegli stessi mesi tra il 1883 ed 1l 1884, un’officina di ottica e di
meccanica di precisione, chiamata Tecnomasio Italiano, ma poco dopo se ne era allontanato,
costituendo nel 1865 un nuovo opificio, cui dette il nome “La Filotecnica”. Si trattava di una
scuola- officina – questa la denominazione - situata al numero 5 di via Raffaello Sanzio, allora
periferia di Milano, e destinata alla formazione di tecnici specializzati nella costruzione di strumenti
topografici.
Emilio Borchi e Renzo Macii
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La Filotecnica iniziò la sua attività con una ventina di giovani allievi interessati all’ottica ed alla
meccanica di precisione; tuttavia la vita della ditta fin dall’inizio non fu facile poiché il porro ormai
vecchio e malato non era in grado di assicurare una guida sicura all’azienda.
Contemporaneamente il Porro insegnava al Politecnico. Nel corso delle sue vivaci e spesso
inaccessibili lezioni (usava un linguaggio tecnico e delle frasi di difficile comprensione) il Porro
conobbe lo studente Angelo Salmoiraghi, con il quale nacque a poco a poco un rapporto di stima, di
amicizia ed infine di collaborazione professionale.
Le due personalità si integrarono a vicenda: da una parte il celebre costruttore, il tecnico con
un’inventiva assolutamente fuori dal comune, lo sperimentatore abile e geniale e tuttavia l’uomo del
tutto privo di senso pratico, vissuto di stenti (morirà in miseria), dall’altra il giovane ingegnere ricco
di capacità organizzative, l’esponente di una nascente mentalità, scientificamente concreta e
produttivamente avanzata e tuttavia l’uomo capace di comprendere e realizzare i sogni del vecchio
maestro.
Ritratto di Angelo Salmoiraghi.
Angelo Salmoiraghi era nato a Milano il 27 gennaio 1848 da una famiglia benestante. Nel 1866
partecipò alla campagna garibaldina come volontario. Nel 1870, dopo la laurea e prima di recarsi in
Turchia per costruire ferrovie e strade incontrò il vecchio insegnante di celerimensura e rimase
affascinato dai suoi propositi e dal suo entusiasmo. Abbandonata l’idea di trasferirsi in Turchia. si
dedicò allo sviluppo della Filotecnica. Dopo aver aiutato il Porro a risolvere moti problemi tecnici e
amministrativi, Salmoiraghi ne divenne socio nel 1871. Nel 1873 sorse la “Salmoiraghi, Rizzi &
C”, rilevataria della Filotecnica. Nel 1877 la società si sciolse e Salmoiraghi rimase unico
proprietario della ditta che, in anni di intenso lavoro, portò a livelli elevati di tecnologia.
Nel 1884 pubblicò un importante trattato di topografia e geodesia,concepito inizialmente in due
volumi di cui il secondo non è mai uscito.
Frontespizio del I° volume di Istrumenti e
metodi moderni di geometria applicata di
A. Salmoiraghi.
Un gabinetto di Topografia fra ottocento e novecento
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L’industria milanese si affermò nella produzione di strumenti geodetici e topografici, nel settore
meteorologico ed in quello dell’ottica tradizionale.
Alla fine dell’Ottocento la ditta occupava più di 150 operai su una superficie di 5000 m2 e si era
formata una solida reputazione grazie ai successi raccolti in concorsi ed esposizioni internazionali.
Il catalogo del 1890 descrive più di 300 pezzi tra cui i grandi strumenti astronomici,quelli geodetici
e quelli topografici (livelli, squadri, prismi, tavolette pretoriane) Nella fabbrica, oltre alla celebre
macchina del Porro per dividere i cerchi, vi era una macchina per dividere le rette, progettata dalle
officine parigine di Froment e Dumoulin.
Nel 1912 Salmoiraghi fu fatto senatore del Regno d’Italia. Seguì la vita della sua azienda (che nel
1906 tornò alla forma societaria e nel 1935 fu acquistata dall’I.R.I.), fino al febbraio 1939, quando
morì più che novantenne.
La figura seguente riporta un’immagine della ditta che risale agli anni ’30 del secolo scorso.
Immagine che mostra l'aspetto
dell'officina Salmoiraghi verso il
1930.
Attualmente associata al nome di Angelo Salmoiraghi resta la consapevolezza di un’avventura tra le
più felici nel campo dell’ottica applicata e della meccanica di precisione. La più viva testimonianza
di questo cammino, intrapreso allo scopo di giovare in genere anche all’arte della costruzione degli
istrumenti ottici di precisione, anzi di cooperare…al suo più completo e stabile risorgimento…., è
affidata proprio agli splendidi istrumenti costruiti per più di mezzo secolo dall’erede scientifico di
Ignazio Porro
Emilio Borchi e Renzo Macii
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16 - Tavoletta pretoriana Viotti
Costruttore: Tecnomasio Italiano – Milano
Datazione: 1880 circa
Materiali: ottone, regoli in avorio
Dimensioni: 31,0*27,0(h)*17,4 cm
L’apparecchio di riduzione diWagner-Fennel mostrato nell’immagine seguente:
Apparecchio di riduzione di Wagner-Fennel
da una stampa dell'epoca
risulta formato da un primo regolo graduato,detto delle lunghezze, attaccato al cannocchiale e
disposto parallelo all’asse ottico ma ad una certa distanza h da questo, di un secondo regolo
graduato, detto delle distanze, attaccato all’alidada e che si dispone orizzontale quando questa è
verticale; di un terzo regolo graduato, detto delle altezze, disposto verticale ed attaccato ad una
squadra o montante che scorre in corrispondenza degli altri due. Dopo aver disposta la stadia
verticale, si esegue la lettura e si determina la lunghezza della linea di mira; quindi si riporta il suo
valore h sul primo regolo delle lunghezze, si trascina la squadra e con essa il terzo regolo fino
all’estremo di questa lunghezza. Il valore h viene calcolato in modo che si ottiene sul secondo
regolo la distanza orizzontale cercata e sul terzo il termine necessario per il calcolo del dislivello.
Su questo principio sono fondati, oltre al tacheometro di Wagner-Fennel, anche il tacheometro di
Un gabinetto di Topografia fra ottocento e novecento
Pag.
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Schrader e la tavoletta Viotti costruita dal Tecnomasio Italiano 22.
Nella tavoletta dell’ing.Viotti lo specchio è circolare ed il foglio di carta, uno per ogni stazione,
viene fissato per mezzo di un anello collegato alla diottra. Il treppiede della tavoletta è mostrato
nella figura.
Treppiede della tavoletta pretoriana di
Viotti
L’apparecchio autoriduttore è analogo a quello di Wagner-Fennel; ha anch’esso un regolo delle
lunghezze che per mezzo di leve può ruotare restando sempre parallelo all’asse ottico del
cannocchiale e facendo ruotare contemporaneamente l’indice di un nonio circolare oltre ad un
regolo verticale per le altezze. Il regolo orizzontale per le distanze è costituito dalla linea di fede
della diottra.
Apparecchio riduttore di un modello della tavoletta
pretoriana di Viotti
La novità della tavoletta Viotti è rappresentata dalla stadia la quale è mostrata nella figura seguente:
22
I fondatori della ditta Tecnomasio Italiano, officina di ottica e di meccanica di precisione, nel 1863 (o nel 1864)
furono Luigi Longoni, dottore in matematica, ingegnere civile e meccanico, insegnante nel Politecnico di Milano, il
costruttore Carlo Dell’Acqua ( o Dell’Aqua) e l’ottico e fotografo Alessandro Duroni. Il progetto fu incoraggiato dal
celebre ottico e topografo Ignazio Porro (1801-1875) che presto si ritirò fondando la Filotecnica (in seguito Filotecnica
Salmoiraghi). Carlo Dell’Acqua era stato inizialmente meccanico nel Collegio di Sant’Alessandro (l’attuale Liceo
Cesare Beccarla) dove aveva lasciato ottimo ricordo di sé costruendo pregevoli strumenti di fisica; dal 1859 era
meccanico alla Specola dell’Osservatorio Astronomico di Brera.
Luigi Longoni fu il direttore della ditta fino al 1870, anno della morte. Nel 1864 sulla carta intestata del Tecnomasio
Italiano appare la scritta: Ditta Longoni, Duroni e Dall’Acqua. La sede era in via del Foppone, in un locale della cessata
Raffineria degli Zuccari, dietro la chiesa della Pace, n°. 88 A. rosso 12. Nel 1866 la ditta aveva la sua officina in via
della Pace, porta Vittoria n°. 10 ed i depositi presso il Negozio di Ottica e Fotografia Duroni, corso Vittorio Emanuele
n°. 13 e nel Reg. Palazzo di Brera. I soci fondatori ( o gli eredi) si ritirarono dalla ditta nel 1879.
Nel 1871 diventò direttore del Tecnomasio Italiano l’ingegnere Bartolomeo Cabella, classe 1847, laureato al Politecnico
nel 1868 in ingegneria civile e nel 1869 in ingegneria industriale. Sotto la sua direzione la ditta si trasformò da stimata
produttrice di strumenti di precisione in protagonista dell’industria elettromeccanica nazionale. Agli inizi del Novecento
si fuse con l’industria svizzera Brown Broveri cambiando il nome in Tecnomasio Brown Broveri.
Emilio Borchi e Renzo Macii
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Stadia nella tavoletta pretoriana di
Viotti
La parte graduata è mobile lungo il sostegno MM’ in modo che lo zero, che si trova nel punto di
mezzo della parte graduata, si può situare alla stessa altezza dello strumento. La parte graduata si
dispone perpendicolarmente all’asse ottico del cannocchiale (la stadia può ruotare intorno ad un
perno orizzontale) e tale perpendicolarità è garantita all’uguaglianza delle letture fatte al filo
superiore ed inferiore del reticolo.
Il rapporto corrispondente ai due fili estremi è100; cosicché, se si indica con S il numero letto in
corrispondenza del filo superiore o inferiore del reticolo, la distanza OC è data da 200 S.
Schema di una misura con la
mira Viotti.
Il restauro
La verniciatura dello strumento era ricoperta da una patina di ossidazione e di polvere; mancava il
meccanismo a cremagliera per lo spostamento assiale dell'oculare del cannocchiale. Questo
A sinistra: tavoletta pretoriana Viotti dell'Istituto prima del restauro. A destra: ricostruzione del
meccanismo di spostamento assiale dell'oculare
Un gabinetto di Topografia fra ottocento e novecento
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meccanismo, compreso l'ingranaggio per la cremagliera, la manopola godronata e il blocchetto di
supporto è stato interamente ricostruito in ottone che successivamente è stato trattato con
procedimento chimico di colorazione, identico all'originale.
E' stata asportata l'ossidazione della vernice delle singole parti dello strumento, dovuta sia agli
agenti atmosferici che al sudore delle mani. In talune zone il cui metallo sottostante era stato
danneggiato, è stato praticato un trattamento locale con agenti disossidanti. La verniciatura dello
strumento è stata protetta con una lacca trasparente. Le parti in ottone, non verniciato, sono state
ripulite, lucidate e protette con lacca trasparente. Le scale di lettura (probabilmente in avorio) sono
state ripulite.
Emilio Borchi e Renzo Macii
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Gli strumenti matematici
17 - compasso di proporzione
Costruttore: Canivet 23 - Paris
Datazione:1760 circa
Materiali: ottone
Dimensioni: 31,8cm (lunghezza totale) 1,3cm*2mm
Il compasso di proporzione è costituito da due righe uguali di ottone, lunghe di solito 20 cm (6-7
pollici francesi), riunite a cerniera ad un’estremità, attorno alla quale si aprono regolarmente come il
compasso ordinario. Sopra le righe sono segnate, in latino nei primi compassi, specialmente in
francese nei successici, diverse scale delle quali le principali sono quelle delle parti uguali, delle
corde, dei poligoni, dei piani, dei solidi, ecc. Questo strumento, fondato sopra le proprietà dei
triangoli simili, serve alla risoluzione di numerosi problemi di agrimensura, di balistica, di
geometria pratica, allorché non si ha bisogno di un’esattezza rigorosa
Serve a dividere un segmento di assegnata lunghezza in segmenti uguali, a dividere un arco o un
angolo in parti uguali, a conoscere la misura dei lati di solidi regolari di assegnato volume, i calibri
dei proiettili in relazione al loro peso, ad inscrivere i poligoni in un cerchio di diametro dato, e così
via. Lo strumento è chiamato anche compasso di Galileo, poiché la sua forma ultima è attribuita allo
scienziato pisano che sulla sua utilizzazione scrisse anche un libro dal titolo Le operazioni del
compasso geometrico et militare, stampato a Padova nel 1606.
23
Nei prima metà del Settecento operarono a Parigi Claude Langlois ed il figlio Jean. L’attività di Claude è tra il
1700 ed il 1756; del figlio Jean si hanno notizie intorno al 1760. Langlois lavorava all’osservatorio per i Cassini, come
costruttore di tese, di quadranti e di strumenti astronomici. Il suo indirizzo era “A Paris, aux Galleries du Louvre n°
29”. Il successore di Claude Langlois fu il nipote Canivet, la cui attività si sviluppò tra il 1751 ed il 1774. Canivet, che
aveva l’atelier in Quai de l’Horloge, aveva adottato l’insegna A la Sphere, forse la più famosa nel Settecento. Come
Langlois, Canivet fu costruttore specialmente di tese e di quadranti astronomici, oltre a strumenti matematici e
grafometri 7.
Un gabinetto di Topografia fra ottocento e novecento
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Il restauro
Lo strumento, che presentava vistose ossidazioni dovute sia agli agenti atmosferici che al sudore
delle mani, è stato ripulito e verniciato con lacca trasparente protettiva.
Il compasso dell'Istituto prima del
restauro
18 – COMPASSO DI PROPORZIONE
Costruttore: ignoto, ma sicuramente francese
Datazione: ultimi anni del Settecento
Materiali: ottone
Dimensioni: 30,7 cm (lunghezza totale) * 1.4 cm*3 mm
Si tratta di un compasso di proporzione di dimensioni leggermente più piccole del precedente. Le
gambe del compasso sono lunghe poco meno di mezzo piede ( un piede francese è uguale a 32,484
cm). Da una parte sono riportate la scale delle “parti uguali” (parties egales) su entrambe le gambe
del compasso e quella dei lati dei poligoni regolari di n lati inscritti in una circonferenza di raggio
assegnato (les polygones) . Sull’altra faccia del compasso sono riportate le scale delle corde (les
cordes), per valutare cioè la lunghezza delle corde che in un a cerchio di raggio assegnato fanno un
angolo alla circonferenza di un numero assegnato di gradi., e la scala dei metalli (les metaux)
secondo la quale, essendo dato il diametro di una palla di un metallo assegnato, era possibile
calcolare il diametro della palla di un altro metallo dello stesso peso.
Emilio Borchi e Renzo Macii
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Il restauro
Lo strumento, che presentava vistose ossidazioni dovute sia agli agenti atmosferici che al sudore
delle mani, è stato ripulito e verniciato con lacca trasparente protettiva.
19- PLANIMETRO DI AMSLER
Costruttore: ignoto
Datazione: seconda metà dell’Ottocento
Materiali: ottone, ruote contatrici e calcatoio in acciaio
Dimensioni: max orizzontale 23 cm * 4 cm (max verticale)
Il planimetro è un ingegnoso strumento che serve per misurare le aree delle figure piane disegnate
sulla carta.
Il primo strumento costruito a questo scopo fu inventato nel 1824 dal prof. Tito Gonnella di Firenze,
anche se l’invenzione viene comunemente attribuita allo svizzero Oppikofer che realizzò uno
strumento simile alcuni anni dopo.
Gli apparecchi planimetrici furono modificati in seguito e furono condotti ad un alto grado di
perfezione specialmente dai costruttori Amsler di Sciaffusa e Coradi di Zurigo. Essi potevano dare
l’integrale o meglio la sommatoria Σ f(x) dx dove y = f(x) è la funzione che nel piano del disegno
(piano ortogonale x-y) rappresenta la curva assegnata di cui si deve calcolare la superficie. Alla fine
dell’Ottocento essi si distinguevano, a seconda del metodo di integrazione utilizzato, in planimetri
ortogonali ed in planimetri polari.
Nel planimetro polare di Amsler due aste metalliche sono collegate a snodo: una chiamata
avambraccio termina ad una estremità con una punta detta polo che si fissa stabilmente sul piano
della figura da misurare; l’altra, detta braccio, termina ad una estremità con una punta, detta
calcatoio, che percorre il contorno della figura, mentre l’altra estremità attraversa a sfregamento
una guaina collegata con un carrello o cursore MN; quest’ultimo si appoggia con orlo h sul disegno
per mezzo di una rotella.
Un gabinetto di Topografia fra ottocento e novecento
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Per misurare l’area chiusa di una figura qualsiasi, si fissa il polo P in un punto qualsiasi del piano
del disegno e si fa coincidere il calcatoio con un punto del perimetro della figura data. Quando il
calcatoio si sposta sopra il perimetro nel senso di percorrenza scelto (per esempio il senso orario),
per ritornare al punto di partenza, il numero totale delle divisioni indicate dal contatore D dentro il
carrello, e dalla rotella, moltiplicate per un opportuno fattore di scala, danno l’area della figura, ad
esempio in m2. Alcuni modelli sono forniti anche di un nonio per migliorare l’approssimazione
della misura.
Il restauro
Lo strumento, che presentava vistose ossidazioni dovute sia agli agenti atmosferici che al sudore
delle mani, è stato ripulito e verniciato con lacca trasparente protettiva.
Il planimetro dell'Istituto prima
del restauro
Emilio Borchi e Renzo Macii
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Bibliografia Generale
Bauernfeind Carl Max, Elemente der Vermessungskunde, Stuttgart,1879
Bonolis Alfonso, Trattato elementare di Topografia, Napoli, 1876
Erede Giuseppe, Manuale di geometria pratica, Firenze, 1883
Gabriel Edmond, Eléments de Topographie, Paris, 1914
Iadanza Nicodemo, Geometria Pratica, Torino, 1909
Istituto Geografico Militare, Catalogo generale descrittivo degli strumenti geodetici e topografici
dell’Istituto Geografico Militare, Firenze, 1922
Minow Helmut, Historische Vermessungsinstrumente, Wiesbaden, 1990
Porro Ignazio, La Tachéométrie, Torino, 1850
Righini di S. Giorgio Alessandro, Trattato di Topografia, Torino, 1860
Salmoiraghi Angelo, Istrumenti e metodi moderni di geometria applicata, Milano,1884
Salmoiraghi Angelo, Istrumenti e metodi moderni di geometria applicata, Milano,1909
Schiavoni Federigo, Principii di geodesia, Napoli, 1863
Un gabinetto di Topografia fra ottocento e novecento
Pag.
HANNO CONTRIBUITO
Provincia di Pesaro e Urbino
Università degli Studi di Urbino "Carlo Bo"
Facoltà di "Scienze e Tecnologie"
Collegio dei Geometri
Della Provincia di Pesaro e Urbino
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