Ufficio Metrico. Breve storia e cenni di metrologia. Cenni storici. Fin dall'antichità,
l'uomo sentì l'esigenza di misurare quelle grandezze fisiche utilizzate nella.
Ufficio Metrico
Breve storia e cenni di metrologia Cenni storici Fin dall'antichità, l'uomo sentì l'esigenza di misurare quelle grandezze fisiche utilizzate nella vita di tutti i giorni, come le lunghezze, le aree, i volumi, i pesi o gli intervalli di tempo. Tale necessità, fondamentale per la regolamentazione e lo sviluppo degli scambi commerciali di beni e di merci, ha fatto si che ogni popolo del passato inventasse un sistema di unità di misure. Anche nella Bibbia si trova la conferma di tale necessità: "non commettere ingiustizia nelle misure di lunghezza, nei pesi o nelle misure di capacità. Avrete bilance giuste, pesi giusti, efa giusti, hin giusti." (Levitico 19,35-36). I primi sistemi di misura ed i relativi campioni, erano già stati individuati da antiche civiltà quali quella sumera, babilonese ed egiziana. Inizialmente i campioni di lunghezza avevano chiari riferimenti antropomorfi: il piede, il dito, la tesa (distanza fra le estremità delle braccia tese). Fra le prime unità di misura di lunghezza viene ricordato il cubito, di origine egiziana, che corrisponde alla misura della lunghezza dell'avambraccio umano, con i suoi multipli e sottomultipli, ora custodito presso il Museo Egizio di Torino. I campioni di massa erano invece costituiti da semi, pietre e metalli, scelti con criteri di stabilità nel tempo e di difficoltà di manomissione. E' curioso notare come le misure di capacità fossero determinate da esigenze concrete: il fiasco è legato alla capacità di consumo giornaliero di una persona, mentre la damigiana tiene conto delle difficoltà di sollevamento e di trasporto. I principali limiti di tali sistemi di misura erano l'insufficiente precisione (si pensi alle misure antropomorfe) e la non conformità tra le varie popolazioni. Durante tutta l'antichità, il medioevo e fino all'inizio dell'era moderna si contano un'innumerevole varietà di unità di misura, a diffusione locale. Spesso non esisteva uniformità nemmeno tra comuni limitrofi e questo costituiva sicuramente un ostacolo alla commercializzazione delle merci. Nelle piazze di molte città italiane, dove tradizionalmente si svolgeva il mercato, sono tuttora visibili alcune unità di misura che venivano utilizzate come campioni di riferimento nelle transazioni commerciali. Bisogna arrivare ai tempi della Rivoluzione Francese per trovare il primo serio tentativo di organizzazione della materia. Il progressivo aumento degli scambi commerciali, dovuto anche allo sviluppo dei mezzi di trasporto, e il diffondersi delle idee illuministe, rendevano sempre più impellente la necessità di uniformare le varie unità di misura. Tale problema fu affrontato per la prima volta nel 1790 dall’Assemblea costituente francese. Nel 1791, L’Accademia delle Scienze di Parigi, definiva il campione delle unità di lunghezza, il metro (dal greco métron che significa misura), come la decimilionesima parte dell'arco di meridiano terrestre dal polo all'Equatore, passante per Parigi. Questa unità di misura aveva però il difetto di essere poco pratica, non riproducibile e soggetta a variazioni. Questi limiti vennero superati nel 1799 con la fabbricazione di un metro campione di platino, detto metro legale o degli archivi. Tale unità di misura si diffuse velocemente in tutta Europa, anche grazie alle conquiste napoleoniche. Solo l'Inghilterra ne rifiutò l'adozione e continuò ad utilizzare come unità di misura di lunghezza le iarde, i piedi e i pollici. Più complicata fu invece l'individuazione di una unità di misura di massa, considerate le difficoltà di avere un campione ripetibile ed immutabile.
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Uno degli ostacoli che impedì per lungo tempo la realizzazione di un sistema di misura uniforme, fu la scarsa volontà da parte di alcuni Stati di accettare le istituzioni metrologiche già utilizzate in altri Paesi. Quasi un secolo dopo, il 20 maggio 1875 con la Convenzione del Metro, firmata a Parigi da 17 Stati (Italia, Germania, Argentina, Austria-Ungheria, Belgio, Brasile, Danimarca, Francia, Perù, Portogallo, Russia, Spagna, Stati Uniti, Svezia-Norvegia, Svizzera, Turchia e Venezuela), si ottenne lo scopo di "assicurare l'unificazione e il perfezionamento del sistema metrico". Le parti contraenti si impegnavano (art. 1) "a fondare e mantenere a spese comuni un ufficio internazionale di pesi e misure, scientifico e permanente, la sede del quale è a Parigi". L'ari. 3 della Convenzione recita: "l'Ufficio internazionale (Bureau International des Pois et Mesures) funzionerà sotto la direzione e la sorveglianza esclusiva di un Comitato internazionale dipesi e misure (CIPM), posto esso stesso sotto l'autorità di una Conferenza generale di pesi e misure (CGPM), formata dai delegati di tutti i Governi contraenti". Il successivo regolamento di attuazione prevedeva che l'ufficio internazionale di pesi e misure fosse "stabilito in un edificio speciale che presenti tutte le garanzie necessario di tranquillità e stabilità", dotato di un "locale adatto al deposito dei prototipi, delle sale per l'installazione dei comparatori e delle bilance, un laboratorio, una biblioteca". Il Bureau International des Pois et mesures conta oggi più di 50 nazioni ed è l'istituzione che garantisce l'unificazione, a livello mondiale, delle misure fisiche e la conservazione dei campioni internazionali. Il suo compito attuale è il confronto tra i vari campioni nazionali e quelli internazionali, il coordinamento delle tecniche di misura, relative anche alle costanti fisiche fondamentali, le indagini sulla precisione con cui sono realizzati i campioni metrici del S.I. Tale attività è controllata dal Comile International des Poids et Mesures (CIPM) che a sua volta dipende dalla Conferenza generale dei pesi e misure (GCPM), che di solito viene convocata a Sèvres (Parigi), ogni quattro anni. Nel 1885 si costruisce un nuovo metro campione, costituito da una barra a X in lega di platino (90) e iridio (10), depositato a Sèvres, vicino a Parigi, presso la sede dell'Ufficio Internazionale Pesi e Misure. La copia n. 1 di tale metro (prototipo nazionale) venne assegnata al Regno d'Italia, da parte della Conferenza Internazionale dei Pesi e delle nel Museo della Scienza Con il Regio Decreto 7088 del 23 agosto 1890 'Testo unico delle leggi sui pesi sulle misure metriche e le misure legali ammessi nel Regno d'Italia e confermato che "sono unicamente quelli del sistema metrico decimale". Lo stesso decreto istituisce la verificazione prima e periodica degli strumenti usati in commercio per pesare e misurare, compito principale degli attuali Uffici Metrici. Nel I960, a Parigi, l'undicesima Conferenza Generale di Pesi e Misure istituisce il sistema internazionale delle unità di misura (identificato con la sigla S.I.) con il quale vengono definite le unità di misura opportune per ogni grandezza fisica e che verrà introdotto in Italia con DPR 802 del 12 agosto 1982. Mentre il chilogrammo, che corrisponde approssimativamente al peso di 1 dm3 di acqua distillata alla temperatura di 4° centigradi, rimane il campione di riferimento per la massa (campione di platino e iridio conservato a Sèvres), nel I960 la lunghezza del metro viene riferita ad un multiplo della lunghezza d'onda della luce emessa nel vuoto dal gas kripton. In questo modo si individua, come campione di misura lineare, non più il metro di platino-iridio conservato a Sèvres, bensì una misura universalmente riproducibile. Questa definizione consente, infatti, di avere a disposizione, in qualsiasi momento o luogo, lo stesso metro campione, eliminando gli errori dovuti al passaggio tra il campione depositato a Sèvres e le diverse copie nazionali. La più recente definizione del metro (1983) fa riferimento alla luce: "il metro è la lunghezza del tragitto compiuto dalla luce nel vuoto in un intervallo di tempo di 1/299 792 458 di un secondo". Infine, la legge 273 dell'll agosto 1991, attuata in Italia con regolamento n. 591 del 30 novembre 1993, istituisce il Sistema nazionale di taratura (SNT) costituito da tre istituti Pag. 2 di 4
metrologici primari (che si occupano della realizzazione di campioni affidabili) e da centri di taratura SIT (che curano la disseminazione dei campioni sul territorio). I tre Istituti metrologici primari sono: • l'IMGC Colonnetti che si occupa di meccanica e termologia; • l'IEN Ferraris che studia le misure di tempo, frequenza, elettricità, fotometria, optometria e acustica; • l'ENEA che studia le radiazioni ionizzanti. Abbiamo quindi visto come, nel corso dei secoli, il ruolo della metrologia abbia avuto sempre maggiore importanza. Pur essendo nata dalla semplice necessità di misurare la mercé soggetta a scambi commerciali, ha assunto differenti risvolti, ad es. legali, di controllo della produzione, nonché di sicurezza e necessita spesso di strumentazione avanzata. La metrologia è diventata inoltre un problema sempre più attuale per le imprese che si certificano secondo le ISO 9000 in quanto tali norme contengono lo specifico requisito 4.11 "Controllo delle apparecchiature per prova, misurazione e collaudo". Secondo tale requisito, le imprese devono individuare le apparecchiature da tarare, gli intervalli di taratura e le relative procedure. Cosa significa misurare In linea generale, misurare un oggetto significa confrontarne una o più caratteristiche con un campione. Tale campione può anche essere arbitrario, purché sia sempre specificato. Volendo misurare la lunghezza di una stanza, ad esempio, si può convenzionalmente scegliere come unità di misura la lunghezza di una piastrella. E' evidente che tale misurazione, pur essendo corretta, ha un valore solo ed esclusivamente per chi riconosce "quella piastrella" come unità di riferimento. E' quindi fondamentale, ai fini di una quanto più possibile corretta e univoca misurazione, l'individuazione di unità di misura universalmente riconosciute. Usando una terminologia scientifica, diremo quindi che: l'unità di misura è la grandezza campione che adottiamo come riferimento durante la misurazione; la misurazione è la serie di operazioni da compiere per arrivare alla misura di una grandezza; la misura è il risultato della misurazione e si esprime indicando quante volte l'unità di misura è contenuta nella grandezza misurata (es. 10 metri). Tornando all'esempio della piastrella, può essere che un lato della nostra stanza misuri 20 piastrelle ed un pezzetto. E' evidente quindi la necessità di definire la misura della parte non intera, tramite l’individuazione di opportuni sottomultipli. In termini scientifici l’unità di misura, con i relativi multipli e sottomultipli, viene definita “scala di misura”. Tutte le misure del Sistema Internazionale hanno multipli e sottomultipli decimali, dettati per comodità di calcolo con potenze in base 10. Le unità di misura e le caratteristiche del sistema internazionale II Sistema Internazionale (S.I.) comprende attualmente sette grandezze fondamentali. E' un sistema decimale ed ha numerosi multipli e sottomultipli in base 10. Come già accennato in precedenza, parlando del metro, la tendenza attuale del S.I. è di derivare le unità di misura da costanti fondamentali o da un fenomeno fisico ben riproducibile, tale quindi che il campione possa essere considerato inalterabile nel tempo (solo il chilogrammo è una grandezza materiale, realizzata e conservata a Sèvres). Il S.I. è basato sulle seguenti grandezze fondamentali: • Unità con riferimento ad un prototipo: il chilogrammo e la mole (in quanto legata per definizione al chilogrammo); • Unità con riferimento ad una proprietà caratteristica di un fenomeno o uno stato: il secondo e il Kelvin; Pag. 3 di 4
• Unità con riferimento a costanti fondamentali: il metro, l'ampere. Un'opportuna combinazione delle unità fondamentali consente l'individuazione di tutte le altre unità di misura che vengono quindi chiamate unità derivate. Da quanto già espresso risulta che le caratteristiche fondamentali di un sistema di misura sono: • assolutezza e stabilità (i campioni sono riferibili a leggi fisiche universali, tali da garantire la stabilità nel tempo - ad esclusione del chilogrammo); • universalità (mutua accettazione del campione); • riproducibilità (i campioni possono essere realizzati in momenti e luoghi diversi mantenendo le proprie caratteristiche). Per ulteriori approfondimenti in merito si consulti la pagina web del sito di questa Camera di Commercio relativa alle unità di misura.
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