Tutto_Misure 04/2012

TUTTO_M

ISURE

- ANNO 1

4, N. 04 -

2012

TUTTO_MISURETUTTO_MISUREANNO XIVN. 04 ƒ

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GRUPPO MISURE ELETTRICHEED ELETTRONICHE

EDITORIALENavigando tra i siti degli IMP

IL TEMA: TUTTO_SERGIO SARTORIUna raccolta di scritti di Sergio su T_M

ALTRI TEMIMisure per il fotovoltaico

METROLOGIA LEGALETRV: MI 006 – Strumenti per pesare

a funzionamento automatico

ARGOMENTIMetrologia legale e forense: gli etilometri

Conformità ed efficacia – parte IIIMP: Campioni Josephson – parte II

Commenti alla 17025: la non conformità – parte V

LA RIVISTA DELLE MISURE E DEL CONTROLLO QUALITÀ - PERIODICO FONDATO DA SERGIO SARTORIORGANO UFFICIALE DELL’ASSOCIAZIONE “GMEE” E DI “METROLOGIA & QUALITÀ”

COPER TM 4-2012 23-11-2012 16:30 Pagina 1

Editoriale: Navigando tra i siti degli Istituti Metrologici... (F. Docchio) 245Comunicazioni, Ricerca e Sviluppo, dagli Enti e dalle Imprese

Notizie nel campo delle misure e della strumentazione 248Il tema: Tutto_Sergio Sartori

Introduzione alla raccolta (F. Docchio, A. Cigada, M. Mortarino) 251Metrologia incompiuta (S. Sartori) 253Metrologia e sua (rinnegata) globalizzazione (S. Sartori) 255La stima dell’incertezza nelle misurazioni (S. Sartori) 257I costi della riferibilità: si possono ridurre? (S. Sartori) 261Applicazione della GUM a una misura biologica(A. Maiello, D. Spolaor, S. Sartori) 265Cambiare tutto affinché niente cambi (S. Sartori) 271

Gli altri temi: Misure per il FotovoltaicoCollaudo d’impianti fotovoltaici di media e grande taglia:un caso specifico (E. Fiorucci, G. Bucci, F. Ciancetta) 273

Campi e Compatibilità ElettromagneticaStrumentazione di base nelle misure di Compatibilità Elettromagnetica:la rete artificiale per la misura dei disturbi condotti (C. Carobbi, M. Cati, C. Panconi) 277

Le Rubriche di T_M: Visione ArtificialeSmart Cameras distribuite (G. Sansoni) 281

I Seriali di T_M: Misure e FidatezzaL’approccio previsionale all’affidabilità: modelli e banche dati(M. Catelani, L. Cristaldi, M. Lazzaroni) 285

I Seriali di T_M: Conformità e AffidabilitàDalla conformità all’efficacia: Parte 2 – le informazioni(T. Miccoli) 289

Le Rubriche di T_M: Metrologia legaleEtilometro: prime aperture alla valutazione dei dati numerici(V. Scotti) 293Tavola Rotonda Virtuale: MI 006 – Strumenti per pesare a funzionamento automatico. L’evoluzione normativa della metrologia legale in Italia (a cura di M. Mortarino) 295

Spazio Associazioni Universitarie di MisuristiDalle Associazioni Universitarie di Misuristi 303

Spazio delle altre AssociazioniNotizie dalle altre Associazioni 307

Lo spazio degli IMPProspettive dei campioni Josephson per la Metrologia Quantistica(V. Lacquaniti, N. De Leo, M. Fretto, A. Sosso) 309

Manifestazioni, Eventi e Formazione2012-2013: eventi in breve 313

Commenti alle norme: la 17025Non conformità, azioni correttive, azioni preventive,reclami e miglioramento - Parte quinta (N. Dell’Arena) 315

Storia e curiositàAntonio Pacinotti, cent’anni dalla morte (C. Luperini, A. Tellini) 317

Abbiamo letto per voi 320

News 282-284-288-298-300-306-312-314-319

TUTTO_MISUREIN QUESTO NUMERO

TUTTO_MISURE ANNO XIVN. 04 ƒ

2012

La stima dell’incertezzanelle misurazioniUncertainty estimation in measurements

S. Sartori

257

Dalla conformità all’efficaciaParte 2: le informazioniFrom compliance to effectivenessPart 2: the informationT. Miccoli

289Metrologia legale e forense:gli etilometriLegal and forensic metrology: the breathalyzersV. Scotti

293

Collaudo d’impianti fotovoltaicidi media e grande tagliaTesting of medium and large-sized photovoltaicplants: application to a casestudyE. Fiorucci, G. Bucci,F. Ciancetta

273

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241-272 23-11-2012 17:27 Pagina 243

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Navigating among the Metrological Institutes websites...

Navigando tra i siti degli Istituti Metrologici...

Cari lettori!Nella cornice della prolungataestate che tutt’a un tratto diven-ta un inverno anticipato (dovesono le mezze stagioni?), deglieventi atmosferici che scuotonoNew York e degli eventi politi-ci che scuotono il nostro pove-ro Paese, sono a scrivere que-sto editoriale che fa da pream-bolo a un numero della Rivistadedicato per buona parte alcontributo del suo fondatore,Sergio Sartori. Ho “oziato”

(sto finalmente concludendo la convalescenza per un“rimpiazzo” di anca) navigando, tra l’altro, tra i sitidegli istituti metrologici e ho trovato un paio di suggesti-ve notizie che meritano attenzione.La prima è tratta dal sito del National Physical Laboratory(NPL) inglese, e parla di una collaborazione tra l’Istitutostesso e un’Università inglese, per lo “sfruttamento” dellaradiazione X da stelle “decedute” (le cosiddette Pulsar,stelle di neutroni in rapida rotazione attorno al nucleo,residui di stelle che hanno terminato il loro ciclo di vita esono collassate) come “guida” per la navigazione diastronavi nello spazio interstellare ai confini del sistemasolare e oltre. Questa sorta di “GPS” stellare ridurrebbei costi e i tempi delle attuali trasmissioni da e verso laterra, entrambi elevati a causa delle notevoli distanze.Questa ricerca fa parte, per l’NPL, della ricerca sul tempoe la frequenza dell’Istituto e dimostra la lungimiranza e laproiezione verso il futuro della metrologia avanzata, cheinveste tempo e risorse in ambiti applicativi con ricadutea medio, se non a lungo, termine.La seconda notizia deriva da una visita al sito del nostroIstituto Metrologico e si riferisce a un convegno svoltosinei giorni scorsi in compartecipazione tra l’I.N.Ri.M. e ilPolitecnico di Torino, dal titolo “The time machine Fac-tory”. A metà tra convegno scientifico e occasione perun’opera di divulgazione anche verso i non esperti dimeccanica quantistica o relatività generale, l’eventomette a fuoco la non escludibile fattibilità di un ritorno alpassato o un salto nel futuro, da coniugare con la neces-sità di salvaguardare la casualità e non perturbare loscorrere naturale degli eventi. Il viaggio nel tempo haesercitato su di me un grande fascino fin da bambino, econtinua a esercitarlo anche ora; la sua fattibilità derivaanche da quei nuclei di distorsione spazio-temporalecostituiti dai buchi neri, importanti per un approccio piùrealistico alla rivalutazione del tempo come coordinata“bidirezionale”.A proposito di viaggi nel tempo e di possibilità di “cor-reggere” storture del passato per un mondo migliore,sono convinto che la sentenza che ha condannato i seiesperti della Commissione Grandi Rischi della ProtezioneCivile sia uno degli eventi a cui sia necessario porre rime-dio. Per un ricercatore come me, membro di quella cate-goria che fa della ricerca della verità un obiettivo incon-dizionabile dal potere, la sentenza stupisce e allarma.Stupisce per il fatto che i giudici non hanno tenuto contodella “manipolazione dell’incertezza” (in questo caso,l’ovvia incertezza nella stima della probabilità di un

evento sismico delle proporzioni di quello dell’Aquila) daparte del potere, solo per i suoi scopi mediatici. Allarmaper l’inevitabile perdita di credibilità, da un lato, del corpodegli scienziati e dei tecnici nei confronti dell’opinionepubblica, e della tentazione, da parte di questi, di evitaredi assumersi responsabilità specie in settori ad alta incer-tezza e nei quali il rapporto con il potere e con i media èpiù stretto. Fa piacere che da tutto il mondo si siano levatevoci di dissenso e di condanna nei confronti di questa sen-tenza. Fa piacere, anche in assenza di viaggi nel tempoche possano correggere l’evento, che esista un secondogrado di giudizio per raddrizzare questa stortura.Il feedback dei lettori all’ultimo numero della NewsletterTutto_Misure News è stato lusinghiero, e soprattutto hadimostrato il notevole interesse dei laboratori di taraturaper la costituzione dell’associazione A.L.A.T.I., che lidovrebbe raggruppare e dovrebbe proporsi come inter-faccia diretta nonché membro di ACCREDIA. Spero pro-prio che l’associazione possa raccogliere tra i soci uncospicuo numero di laboratori prove e tarature, per con-tare di più a livello nazionale.Alcuni lettori avranno notato, nell’ultimo numero diTutto_Misure News, e noteranno anche in questo numerocartaceo, nella Rubrica “Notizie dal Mondo delle Misu-re…”, una notizia che riguarda offerte di posizioni acca-demiche all’Università Tecnica di Abu Dhabi. La notizia,oltre che un riconoscimento per un prestigioso posto di FullProfessor affidato a un membro del GMEE (l’Ing. MarcoMugnaini, Unità di Siena), è la dimostrazione che giova-ni ricercatori nostrani possono a pieno diritto ambire aposizioni accademiche di alto livello presso importantiUniversità straniere. Non me ne vogliano i fautori delcosiddetto “rientro di cervelli”: credo che uno dei compitidello staff della Rivista sia favorire quanto più possibilel’inserimento di giovani preparati e di valore in posizionidi prestigio di Università e imprese in tutto il mondo, inun’ottica di sana competizione a livello globale. Buonafortuna a Marco e a tutti coloro che tenteranno un’avven-tura all’estero, in attesa di tempi migliori per il loro inseri-mento nelle nostre Università e imprese!Infine, avviso alle aziende che hanno, o vogliono attivare,collaborazioni con Università. Oggi (31 ottobre, n.d.r.),come già anticipato in altro numero della rivista, le Uni-versità “perdono” le Facoltà. Responsabili della ricerca edella didattica saranno, in futuro, unicamente i Diparti-menti, che potranno all’uopo proporre un organismo dicoordinamento con poteri molto limitati rispetto alle vec-chie Facoltà. Dunque, per la maggior parte delle imprese,i nuovi interlocutori saranno i Dipartimenti. E, a propositodi Dipartimenti, segnalo che con oggi cessa la mia affe-renza al Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione eda domani inizia la mia afferenza al Dipartimento di Inge-gneria Meccanica e Industriale (stessa Università di Bre-scia). Dopo anni di militanza nel precedente Dipartimen-to, questo cambiamento mi emoziona, ma spero di poterdare, anche nella nuova struttura, un contributo fattivo perla promozione del trasferimento tecnologico università-impresa e per una ricerca e una didattica di qualità per ilnostro Ateneo.Buona lettura!

Franco Docchio

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Notizie nel campo delle misuree della strumentazione

La Redazione di Tutto_Misure ([email protected])CO

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PASQUALE DAPONTE PROSSIMOPRESIDENTE IMEKO

Il Prof. PasqualeDaponte, dell’Uni-versità degli Studidel Sannio a Bene-vento, nonché mem-bro GMEE e delComitato Editorialedella Rivista Tutto_Misure, è stato nomi-nato Presidente

dell’IMEKO per il triennio 2012-15 durante la riunione del GeneralCouncil dell’organizzazione, tenutasia Busan (Korea) lo scorso 9 settem-bre.IMEKO (Confederazione Internazio-nale delle Misure, www.imeko.org), è una federazione non gover-nativa di 38 Organizzazioni focaliz-zate nel progresso delle tecnologie dimisura. I suoi obiettivi fondamentalisono la promozione di scambi inter-nazionali d’informazioni scientifiche etecniche nel campo delle misure edella strumentazione, e la promozio-ne della collaborazione internaziona-le tra scienziati e tecnici dalla ricercae dall’industria.All’amico e collega Pasquale le piùvive felicitazioni per questo prestigiosotraguardo, i migliori auguri di buonlavoro e la speranza che l’incremento

di lavoro che gli deriverà dal nuovoruolo non faccia venir meno la sua pre-ziosa attività per la Rivista!

UNISALENTO E IL PROGETTOSIMPLE: NUOVI OBIETTIVI RAGGIUNTI

“S.I.M.P.Le. – System for Identify-ing and Monitoring Pipe LEaks”è un progetto di ricerca svolto in colla-borazione tra l’Università del Salento(responsabile: Prof. Ing. Andrea Catal-do) e l’Acquedotto Pugliese spa (refe-rente: Ing. Marcello Miraglia), con lacollaborazione del Politecnico di Bari,con lo scopo di sviluppare un nuovosistema ricerca-perdite, basato sullariflettometria a microonde, per la loca-lizzazione puntuale di perdite lungocondotte idriche e fognarie interrate. Il

funzionamento del sistema SIMPLe èstato illustrato nel n. 2/2012 di TuttoMisure (pp. 121-125). Dal punto di vista d’implementazionepratica, sono state individuate dueconfigurazioni del sistema adatte adue scenari applicativi:1. ricerca perdite in condotte idrichemetalliche già installate;2. ricerca perdite in condotte idricheo fognarie di nuova posa in opera,realizzate in qualunque materiale.Per ciascuna di queste configurazioni,è stata condotta un’intensa campagnadi sperimentazione sul campo (contest sia su impianti pilota sia su im-pianti idrici di diversi comuni delleprovince di Lecce, Brindisi e Taranto).I risultati ottenuti, in termini sia di ac-curatezza nell’individuazione dellaposizione della perdita sia di riduzio-ne dei tempi d’ispezione, sono estre-mamente soddisfacenti. Solo a titolo esemplificativo, si è riscon-trato che nella configurazione 1 il siste-ma permette d’individuare il punto diperdita con un’incertezza dell’ordinedi 2-3 m (su tratti di condotta di qual-che centinaio di metri) con tempi medid’ispezione dell’ordine di 2 km di reteal giorno. Queste prestazioni migliora-no ulteriormente nel caso in cui (confi-gurazione 2), in fase d’installazione,l’elemento sensibile sia direttamentepredisposto lungo le condotte (sia idri-che sia fognarie e di qualsiasi materia-le esse siano). In questo caso, oltre apermettere un’attività sistematica dimonitoraggio estremamente agevole,l’incertezza nella valutazione dellaposizione della perdita risulta dell’ordi-ne di 1 m, con tempi d’ispezione del-l’ordine di pochi minuti. Attualmente, sista lavorando all’ottimizzazione delsoftware di misura e gestione e all’inte-grazione del sistema (già portatile), inmodo da renderlo ancora più pratico,comodo e user [email protected]

NEWS IN MEASUREMENT AND INSTRUMENTATIONThis section contains an overview of the most significant news from ItalianR&D groups, associations and industries, in the field of measurement scien-ce and instrumentation, at both theoretical and applied levels.

RIASSUNTOL’articolo contiene una panoramica delle principali notizie riguardanti risul-tati scientifici, collaborazioni, eventi, Start-up, dei Gruppi di R&S Italiani nelcampo della scienza delle misure e della strumentazione, a livello sia teo-rico che applicato. Le industrie sono i primi destinatari di queste notizie,poiché i risultati di ricerca riportati possono costituire stimolo per attività diTrasferimento Tecnologico.

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; 2012 COMUNICAZIONI, RICERCA E SVILUPPO

DA ENTI E IMPRESE

NOTIZIE ACCREDIA

Pubblicati i nuovi documentiper i Laboratori di taraturaRG-13-01 e RT-25Sono stati pubblicati nel sito web(www.accredia.it) nell’area Labo-ratori di taratura:1. RG-13-01 rev. 00 Regolamento perAccreditamento di tarature esterne edi Laboratori di Taratura multisito(entrata in vigore 1 Novembre 2012).2. RT-25 rev. 02 Prescrizioni per l’ac-creditamento dei Laboratori di Taratu-ra (entrata in vigore 1 Novembre2012).

NPL – NATIONAL PHYSICAL LABORATORY

Nuove pubblicazioni online sul sito del NPLPubblicate sul sito www.npl.co.ukalcune interessanti presentazioni tec-niche. Di particolare interesse quellasulle innovazioni riguardo alla metro-logia delle Fuel Cells, scaricabile daquesto indirizzo: www.npl.co.uk/science-lectures/innovations-in-fuel-cell-metrology

BIPM – BUREAU INTERNATIONAL DES POIDS ET DES MESURES

FAQ sul nuovo SI del BIPMPer chi fosse interessato ad approfon-dire il dibattito, alimentato sulle pagi-ne di Tutto_Misure, versione cartacea,da Sergio Sartori sul “Nuovo SI” econtinuato con la lettera di Walter

Bich di I.N.Ri.M., ecco un utile set diFAQ sul Nuovo SI, accessibile sul sitodel BIPM – Bureau International desPoids et des Mesures, all’indirizzo:www.bipm.org/en/si/new_si/faqs.html

MINISTERO DELLO SVILUPPOECONOMICO

Restart, Italia!Presentato dal Ministero per lo SviluppoEconomico, alla presenza del MinistroCorrado Passera, il rapporto “Restart,Italia” della task Force sulle Start-up,considerate elemento vitale per la ripre-sa tecnologica del Paese. Il volume, informato PDF, è scaricabile all’indirizzo:www.sviluppoeconomico.gov.it/images/stories/documenti/startup_low_small.pdf

CAMERA DI COMMERCIO DI FIRENZE: LE RETI D’IMPRESAPER LA RISCOSSADEL MADE IN ITALY DELLE PMI

Da Milano al mattino in teleconferen-za, le esperienze di coloro che stannogià facendo rete.

Firenze, 22 ottobre 2012 – Si sonomossi in molti, dall’associazionismo,dagli ordini professionali, ma, quelche più conta, dalle imprese, per ri-spondere alla convocazione di Me-tropoli, azienda speciale della Came-ra di Commercio per l’internaziona-lizzazione, che ha voluto questo Con-vegno in teleconferenza con Milano,dove le reti d’impresa hanno già at-tecchito con successo e con soddisfa-zione per gli imprenditori coinvolti.Circa duecento le adesioni alla pro-posta di Metropoli di presentare lapropria impresa alle altre convenute,in vista di possibili sinergie assistite.

Ai primi di ottobre di quest’anno, intutta Italia sono 458 i contratti di retegià operativi, che coinvolgono 2.469imprese, di cui più della metà sonosocietà di capitali. Molte le fattispe-cie: ne possiamo trovare di tipo oriz-zontale, verticale, territoriali e nonterritoriali, specialistiche, di professio-nisti, di subfornitura, orientate alladifesa dei brand o finalizzate ad af-frontare mercati importanti ed esigen-ti come quello russo o cinese.Esistono anche reti d’impresa trans-nazionali, anche se, al momento,non possono usufruire dei beneficidi legge riservati a quelle totalmenteitaliane. Questi ultimi, in tempi divacche magre, sono tutt’altro chetrascurabili e invitano all’abbando-no di resistenze, più che altro cultu-rali e tradizionali, alla condivisionedi scopi precisi tra imprenditori teo-ricamente anche in concorrenza tradi loro.La giornata – intensa e articolata –si è aperta al mattino con i saluti inteleconferenza di Carlo Sangalli,presidente della Camera di Com-mercio di Milano e di Vasco Galga-ni, presidente di UnioncamereToscana e della Camera di Commer-cio di Firenze. Entrambi hanno riba-dito che priorità per il sistema came-rale diventa la promozione dell’in-ternazionalizzazione delle piccole emedie imprese, attraverso l’aggre-gazione in reti finalizzate all’export.Tali azioni saranno tanto più rilevan-ti quanto più punteranno ad aumen-tare il numero delle imprese esporta-trici non in grado (da sole) di acce-dere ai mercati esteri. In questoambito, non si considera secondarioil sostegno a tutte quelle reti “oriz-zontali” di servizi per l’internaziona-lizzazione (ad es. reti di produttoriper la creazione di marchi comuniper prodotti destinati a mercati este-ri; reti di consulenti in servizi perl’export; reti per l’offerta integrata diservizi per l’accesso ai mercati este-ri di una o più filiere; reti di suppor-to per la tutela della proprietà intel-lettuale e la difesa dalla contraffa-zione e pirateria in ambito interna-zionale).È seguita la relazione di Renato

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COMUNICAZIONI, RICERCA E SVILUPPODA ENTI E IMPRESE

Mannheimer, che ha dato conto del-l’immagine che hanno di sé gli im-prenditori milanesi, evidenziando ipro e i contro della piccola dimen-sione aziendale e le aspettative pro-prie e del sistema Italia per l’annoventuro. La percezione è chiara: gliimprenditori sono consapevoli che ilprincipale vantaggio è dato dairisparmi che si ottengono con lesinergie tra imprese diverse e che ilprincipale punto di dubbio è ilrischio di limitazioni nella strategiaconsolidata della propria realtàaziendale. I casi aziendali che sonoseguiti, nelle due tavole rotondeparallele a Milano e a Firenze,hanno cercato di aumentare la per-cezione delle positività e di sgom-brare il campo tra i dubbi.

Fabrizio Vanni

AVVISO DI DISPONIBILITÀ DI POSIZIONI ACCADEMICHE PRESSO GLI HIGHER COLLEGES OF TECHNOLOGY, UNIVERSITÀ DI ABU DHABI

Riceviamo dal Direttore del Diparti-mento di Ingegneria Elettrica ed Elet-tronica degli Higher Colleges of Tech-nology, Università di Abu Dhabi, ilpresente invito a presentare candi-dature per posti di Faculty invarie discipline. Requisiti generalisono il possesso di Master ePhD, oltre ad almeno tre anni diricerca nell’industria.Tra lo staff dell’HCT annoveriamo an-che il nostro Marco Mugnaini (GMEE,Unità di Siena), cui è stata offerta unaposizione di Full Professor, come datesto che segue.Greetings,Recently, our department was hon-

ored to have Dr. Marco Mugnaini joinour faculty in the area of electricalpower and machines with a focus oncontrol systems. The United Arab Emi-rates (UAE) is well known for its oiland gas industry and a many of ourgraduates are employed by theseindustries.Furthermore, the UAE has a docu-mented population growth of about5% which implies ever increasingnumbers of students to be trained towork in these industries and otherheavy industries such as aluminum,steel, and frigate production. We alsohave a number of graduates in thenational communications, aerospace,and military-related companies.Our faculty members hold mastersand PhD qualifications and overthree years of industrial experience.Dr. Mugnaini suggested that I con-

tact you in relation to recruiting qual-ity faculty members. To that end, itwould greatly honor me if youreferred possible academics to ourrecruitment website: http://rec r u i t . h c t . ac .ae/WebFo rms/ViewJobList.aspx?p=FacultyIf you or anyone whom you have rec-ommended has any questions con-cerning the position or the UAE,please contact me at this emailaddress or information below.Warm regards,Dr. Michael JacobsonChair Electrical & Electronic Engi-neering TechnologyADMC – Higher Colleges of TechnologyPO Box 25035, Abu Dhabi, United Arab [email protected] +971 (2) 404-8474

Museo della bilancia di Campogalliano(MO): un Museo per mille idee!Il Museo della Bilancia di Campo-galliano, nel centro del sisma del-l’Emilia, si fa in tre, anzi in quattro,con proposte per tutti i gusti. Infatti,gli istituti scolastici dei comuni col-piti dal terremoto del maggio scorsosaranno i benvenuti al Museo epotranno usufruire per tutto l’annoscolastico in corso delle visite gui-date gratuitamente.

Torna poi il Concorso a premi IL PESO DELLE IDEE, un modosimpatico e divertente per farescienza tra i banchi di scuola.Continuano le collaborazioni voltea valorizzare le nostre collezioni ea contribuire alla divulgazionescientifica e tecnologica. Anche il

Museo di Campogalliano contri-buisce all’offerta didattica delMEF di Modena portando... unpo’ di bilance e di misure! Il per-corso rappresenta una modalitàprofondamente innovativa di frui-zione del museo e delle esposizio-ni che ospita, incentrandosi suidue edifici del nuovissimo Museomodenese: la casa di Enzo Ferrarie il famoso “cofano giallo”. Dopoil successo di mostra e laboratori PESI CORRETTI E GIUSTEMISURE al Centro La Rotonda,una nuova sfida a fianco del Mu-seo casa Enzo Ferrari di Modena!Sempre fruibile al Museo di Cam-pogalliano, oltre al percorso classi-co sugli strumenti per pesare, lamostra LA LIBELLULA E LABILANCIA. Una mostra adatta ascuole e famiglie, che parlando diinsetti consente di affrontare temiscientifici: fisica del volo, della lucee del suono.

Informazioni: 059/527133 oppurewww.museodellabilancia.it.

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TUTTO_SERGIO SARTORI

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Introduzione alla raccolta

Franco Docchio, Alfredo Cigada, Massimo Mortarino

a cura della redazione

Come i letto-ri di Tutto_Misure e icultori dellemisure or-mai sanno,è recente-mente man-cato il fon-datore dellaRivista, ilProf. SergioSartori, do-po brevema inesora-bile malat-tia. Il Prof.Sartori hadedicato aquesto pro-getto diecianni dellasua vita,dal 1999 al2009, con-vinto com’e-

ra che una rivista che parlava con serie-tà ma anche con spirito divulgativo dimisure (che fossero meccaniche, elettri-che, chimiche, biologiche, ambientali oaltro) avesse un’importanza capitaleper educare alla cultura delle misure isuoi operatori e per innalzare il livelloqualitativo delle misure in Italia, dovespesso rivestivano un ruolo ancillare espesso poco considerato a livello siaaccademico sia industriale.Il n. 3 di Tutto_Misure, finito d’impagina-re a pochi giorni dalla sua scomparsa,ha potuto dedicare a Sergio solamentela copertina e l’editoriale, riservandosi dipoter contribuire in modo più dettagliatoa tenere vivo il suo ricordo con una dedi-ca speciale: eleggere a tema principaledel numero successivo (questo che stateleggendo) una raccolta degli scritti del-l’illustre metrologo sulla rivista negli annidella sua direzione. Ecco dunque questabreve ma intensa raccolta di editoriali e

IL TEM

A

articoli, che spaziano dal primo anno divita della rivista a qualche anno fa.Il primo contributo è un editoriale del n.1/2005, dal titolo “Metrologia incom-piuta”. In esso il Direttore, dopo avertracciato (da par suo) un excursus dellastoria della Metrologia dai tempi dellaRivoluzione Francese (1791), data cheviene riconosciuta universalmente comeorigine della moderna Metrologia,denuncia i ritardi con cui la Metrologia“ortodossa” ha riconosciuto settori tecno-logici come degni di attenzione (p. es. lachimica), o addirittura ne tiene fuori altri.Soprattutto denuncia i “soliti” ritardi all’i-taliana (da qui il titolo), di governi cheritardano vistosamente passaggi orga-nizzativi importanti come l’unificazionedegli Istituti Metrologici (peraltro incom-pleta, perché ha lasciato fuori dal pro-cesso quello che ora è l’INMRI).Il secondo Editoriale (n. 1/2008) hacome titolo “Metrologia e sua (rinnega-ta) globalizzazione”. Qui il Prof. Sarto-ri mette in evidenza con vigore il pre-valere d’interessi nazionali, di caratterepuramente commerciale, rispetto aquello che dovrebbe essere un coordi-namento globale della ricerca metrolo-gica internazionale, senza sottacere ilruolo a tratti campanilistico di comitati,quali il CIPM, nell’ostacolare una verae propria globalizzazione della Metro-logia (citando l’esempio delle grandez-za d’interesse ambientale).Il fondatore della Rivista aveva, fin dal-l’inizio, la dichiarata intenzione di ren-dere la stessa un utile strumento for-mativo oltreché divulgativo. Ed eccoche già dai primi numeri (a partire daln. 1/1999) firma un’interessante seriedi articoli sull’uso appropriato dell’in-certezza di misura come indispensabi-le corredo di qualsiasi risultato di misu-ra, avvalendosi della GUM (alloraneonata) e dei documenti a essa cor-relati. Com’era profetica questa visio-ne, stante il fatto che ancor oggi l’in-certezza di misura, in molti settori, è

ancora sconosciuta o negletta!Dal contributo congiunto del Prof. Sarto-ri e del Prof Luca Mari di Castellanza,nasce il secondo degli articoli qui rac-colti, dal titolo “Si possono ridurre i costidella Riferibilità?” (n. 1/2006) in cui gliautori disquisiscono sull’importanza, maanche sui costi sociali, degli Accordi diMutuo Riconoscimento (MRA) e dei con-fronti intercampioni tra nazioni.Il terzo degli articoli (“Applicazionedella GUM a una ricerca in biologia”,n. 2/2007) intende introdurre con vigo-re e rigore il concetto d’incertezza dimisura in un settore applicativo che pro-prio l’incompiutezza della metrologiadel primo editoriale aveva escluso, valea dire, appunto, quello della biologia emicrobiologia. Anche questo, che gettale basi teoriche del calcolo dell’incer-tezza, ha come compendio due articoliseguenti che trattano esempi concreti.Non poteva mancare, nella raccolta,un articolo dell’ultimo triennio, in cuiSergio, ormai scarico delle fatiche dellaDirezione di Tutto_Misure, si dedicò altema della formazione in Metrologia, ealla stesura del suo libro sulla storiadella metrologia, ahimè interrotto. Diquesto periodo è il contributo dal titolo“Cambiare tutto perché niente cambi”,in cui l’autore si chiede (e si risponde,in modo non troppo positivo) chi sianoi beneficiari del cambiamento del siste-ma Internazionale (SI) in cui sette unitàdi base verranno definite utilizzando lecostanti fondamentali.Nell’augurare a tutti una buona lettura,siamo convinti che questa breve raccol-ta metta bene in evidenza le intenzioni,da un lato, divulgatrici e, dall’altro,moralizzatrici del compianto Prof. Sar-tori, sempre spinto dal desiderio di unamaggiore “neutralità” della Metrologiarispetto a interessi nazionalistici e politi-ci e di una maggiore e più capillaredivulgazione delle buone pratiche dellametrologia nella vita di tutti i giorni, abeneficio del singolo e della collettività.

ILTEMA

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CURRICULUM SCIENTIFICO E ACCADEMICO DEL PROF. SERGIO SARTORI

Il Prof. Sergio Sartori si è laureato nel 1961 al Politecnico di Torino in ingegneria elettronica. Nel 1963 iniziò l’at-tività di ricerca nel Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR). Nel 1975, vinto sia il concorso a cattedra di Misu-re Elettriche sia il concorso a Dirigente di Ricerca nel CNR, ha preferito rimanere nel CNR, conservando fino al1986 l’incarico d’insegnamento di Misure Elettriche al Politecnico di Torino.Dal 1995 al dicembre 1998 è stato Direttore dell’Istituto di Metrologia “Gustavo Colonnetti” del CNR e dal 1994al 1997 rappresentante del MURST nel Consiglio di Amministrazione dell’Istituto Elettrotecnico Nazionale “GalileoFerraris”.Fondatore del Gruppo Italiano di Studio sulle Macchine di Misura a Coordinate (denominato CMM_Club), ne èstato Presidente dal 1994 al 1996.Dal 1997 era membro del Comitato Fondatore di Euspen (European Society for Precision Engineering and Nano-technology), del quale è stato vicepresidente dal 1997 al 1999.Dal 1991 al 1998 ha rappresentato il CNR nel Consiglio Generale dell’IMEKO.Dal 1980 al 1985 è stato consulente dell’UNESCO.Dal 1984 al 1988 è stato esperto consulente dell’Ufficio per la Metrologia Applicata nella CEE.Dal 1999 al 2007 è stato presidente del Comitato Organizzatore della Mostra Congresso Biennale “Metrologia &Qualità”, da lui fondato.Dal 1999 al 2009 è stato Direttore Responsabile della Rivista “Tutto_Misure”, da lui fondata.Dal 2004 era socio dell’Associazione Italiana “GMEE”.È stato autore di oltre 140 pubblicazioni e di due libri nei settori delle misure elettriche, termiche e meccaniche,della fisica dello stato solido, dell’interferometria con laser, della modellistica di sistemi meccanici, dell’optoelettro-nica, dell’informatica, dell’epistemologia, della qualità nei sistemi di produzione.


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Metrologia incompiuta

Sergio Sartori

Editoriale della Rivista Tutto_Misure n. 1/2005IL TEM

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Si può far risalire la metrologia mo-derna alla nascita del Sistema Metri-co Decimale, con la Rivoluzione Fran-cese e con le definizioni del 1791,superbo esempio di trionfo della ra-gione. Due anni dopo già avvengonole prime rotture: le necessità pratichecostringono al compromesso. È la me-trologia del grande Newton, determi-nistica, della lunghezza, della massae del tempo. La meccanica resta ilsolo oggetto della metrologia anchenel 1875, quando viene firmata laConvenzione del Metro (CM): l’operadi Gauss, Weber, Maxwell, Thomp-son e di molti altri viene ignorata. So-lo nel 1921, dopo cinque CongressiInternazionali, dopo la proposta diGiorgi del 1901, la Conferenza Ge-nerale dei Pesi e delle Misure (CGPM)apre una porta agli (ingegneri) elet-trotecnici ed estende la CM alle gran-dezze elettromagnetiche. Nel 1948la IX CGPM accoglie l’ampere tra leunità fondamentali; la definizione del-l’ampere, valida ancora oggi, aggan-cia l’elettromagnetismo alla meccani-ca, tramite una bilancia che confrontaforze elettriche a forze meccaniche.Nel 1960 la XI CGPM sanziona lanascita del Sistema Internazionale diUnità (SI); in quello stesso anno ilsecondo è definito come frazione del-l’anno tropico al giorno 0 gennaio1900, modesto aggiustamento a unadefinizione dell’unità di tempo ancoravincolata a fenomeni astronomici(prima la rotazione della terra intornoal proprio asse; ora il moto della terraintorno al sole secondo le leggi diKeplero). Il secondo deve attenderealtri sette anni perché i fisici speri-mentali accettino di abbandonare imoti degli astri, governati dalle leggidi Newton e Keplero, agganciandoloal periodo di una radiazione elettro-magnetica. Più fortunato è il metroche già nel 1960 viene agganciatoalla lunghezza d’onda di una radia-

zione del cripto; ma anche più sfortu-nato, perché poco dopo viene sco-perto il laser e le radiazioni candida-te a una nuova definizione del metrosono tantissime, tutte con caratteristi-che metrologiche migliori di quellascelta nel 1960.Si arriva al 1983: i fisici sperimentalisono messi da parte dai fisici dell’ato-mo e dai fisici teorici: il metro vienelegato al secondo attraverso la veloci-

tà della luce nel vuoto, adottando,nella nuova definizione, il modelloesposto da Einstein quasi 80 anniprima: la velocità della luce non variaal variare del moto dell’osservatore.Nel 1971 la CGPM fa una piccolaconcessione alla chimica e introduce lamole nel SI; ma i chimici devono aspet-tare fino al 1995 per avere un proprioComitato Consultivo che si occupi dipromuovere, coordinare, valutare l’e-norme ambito delle misure per la chi-mica. Alla fine del millennio la metro-logia ufficiale accetta anche di occu-parsi di grandezze tecnologiche, acco-gliendo la durezza nell’Olimpo dellegrandezze oggetto della CM.

Questo numero di Tutto_Misure è dedi-cato a tutti i settori che sono stati accolticon grande ritardo dalla metrologia uffi-ciale, o che addirittura ne sono ancoraesclusi, come accade per esempio perla biologia (ecco la ragione di unaguida alla qualità dei laboratori per ibiologi, allegata a questo specificonumero di T_M). Mettendo a confrontogli articoli qui pubblicati emerge, a mioavviso, un importante insegnamento:ritardi e ostracismi non sono dovuti acolpe dei settori che ne sono stati colpitima all’incapacità d’incontro tra le cultu-re che hanno dominato la metrologia, inmodo esclusivo in passato e in modoprevalente oggi, e le culture “emergen-ti”. La cultura dei metrologi “tradiziona-li” è in parte ancora ferma ai dibattitiche hanno appassionato generazioni difisici nel XIX e nel XX secolo. Le difficol-tà del Vocabolario di Metrologia nesono la dimostrazione più eclatante. Leculture “emergenti”, appena si ritrovanonella metrologia, lasciano subito ognieventuale senso d’inferiorità. Si appro-priano, con pragmatismo, dei metodi edei sistemi organizzativi; rispondonocon grande dinamismo alle raccoman-dazioni, espresse (finalmente) nel 1999dalla XXI CGPM, di potenziare l’attivitàdi metrologia per la chimica e per le bio-tecnologie. Essenziale risulta il loro ruoloculturale per portare a compimento ilprocesso di estensione della metrologiaa tutti i settori delle scienze della natura.In Italia intanto la metrologia restaincompiuta. Finalmente un Governoha avuto il coraggio di procedere al-l’unificazione in un unico ente dei dueistituti metrologici di Torino. Ma nonha avuto il coraggio di unire a essil’Istituto Nazionale di Metrologiadelle Radiazioni Ionizzanti dell’ENEA.Follia tutta italiana. Tutto_Misure, perparte sua, cerca di compensare que-sta follia e continua a presentare unitiquelli che ieri erano tre e che oggisono diventati due.


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Metrologia e sua (rinnegata) globalizzazione

Sergio Sartori

Editoriale della Rivista Tutto_Misure n. 1/2008IL TEM

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Come ècomplessoun mondoglobalizza-to! Prepo-tentementev e n g o n oalla luce glii n t e r e s s iparticolariche si scon-trano conl’interesse

generale. Un esempio, piccolo maemblematico, lo troviamo nella metrolo-gia, che per sua natura e dalle sue ori-gini moderne (la stipula della Conven-zione del Metro, CM, nel 1875) è glo-balizzata. Si potrebbe pensare che lastessa CM, assegnando alla metrologiaun governo globale nel quale tutte lenazioni aderenti sono rappresentatecon pari dignità, sia riuscita a risolvereil contrasto tra interessi nazionali e glo-bali. Invece, da quando il commercio èentrato con prepotenza a governare lametrologia, qualcosa si è rotto nel deli-cato equilibrio e gli interessi particolarihanno preso, giorno dopo giorno, ilsopravvento sulle questioni universali esul coordinamento della ricerca metro-logica internazionale.Tutto nasce dal giorno (14 ottobre1999) della firma del Mutual Recogni-tion Arrangement (MRA) da parte di 67istituti metrologici nazionali (NMI è l’a-cronimo in inglese), appartenenti a 45stati aderenti alla CM, 20 stati associa-ti e 2 organismi internazionali nongovernativi, oltre a 119 laboratori nomi-nati dai firmatari.Il MRA, promosso dal Comitato Interna-zionale dei Pesi e delle Misure (CIPM),l’organo esecutivo del governo globaledella CM, vorrebbe sancire l’importanzadella metrologia negli scambi commer-ciali tra nazioni: ma nasce debole. Pervolontà del governo USA è un Arrange-ment (intesa), non un Agreement

(accordo): impegna gli istituti firmatari,non i governi ai quali essi appartengo-no. Dunque i governi non sono tenuti aconsiderare equivalenti, entro l’opportu-na incertezza, i campioni nazionali e icertificati di taratura di altri paesi in con-fronto ai propri; in altre parole, malgra-do confronti internazionali, accredita-menti, sistemi di qualità e altro, possonoin qualunque momento ripetere i control-li sulle caratteristiche dei prodotti, giàfatti all’origine e riconosciuti validi dagliistituti, applicando eventualmente nuovespecifiche protezionistiche.I contrasti più forti tra interessi diversinascono quando si devono individuarei laboratori nominati dai firmatari delMRA. Chiariamo di cosa si tratta. IlMRA, dopo avere affermato la centrali-tà dei confronti interlaboratorio nel pro-cesso di mutuo riconoscimento dei cam-pioni e dei certificati, al paragrafo 6.1precisa che “la partecipazione atali confronti è aperta ai labora-tori che hanno la più alta com-petenza tecnica ed esperienza, dinorma membri dell’appropriatoComitato Consultivo (CC) delCIPM. Quei laboratori che nonsono membri del CC e non sonoNMI devono essere nominati dalNMI designato a firmare l’accor-do dalla competente autoritàdello stato al quale il NMI appar-tiene, in quanto responsabile deirilevanti campioni nazionali dimisura”. Questo complicato sistema d’intesa, fir-mato dagli NMI, da loro gestito ma checoinvolge anche istituti nominati dagliNMI (che sono ben più del doppio degliNMI), va incontro alle esigenze di moltenazioni; esse, nel costituire il loro siste-ma metrologico nazionale, non hannocreato gli NMI dal nulla ma utilizzatostrutture esistenti, coordinandole e attri-buendo a una o più di esse il ruolo diNMI. Secondo quali criteri? La rile-vanza dei campioni da essi realizzati

e mantenuti, ovviamente. Ma l’altro ieririlevanti erano i campioni di lunghezza,massa e tempo; oggi più rilevanti stan-no diventando, per la stessa sopravvi-venza dell’umanità con il tenore (nonqualità!) di vita raggiunto nei paesi in-dustrialmente più avanzati, i campioninecessari per le misure del tasso d’in-quinamento. Domani potranno esserepiù rilevanti i campioni per le misure dicarattere biologico.Così sulla rilevanza dei campioni, sullacompetenza degli istituti nominati, sul-l’intreccio d’interessi e finanziamentiscatenato da queste scelte nascono icontrasti all’interno delle nazioni e tranazioni. Così il CIPM, che dovrebbeoperare per dare attuazione alle nobilidelibere e raccomandazioni della Con-ferenza Generale dei Pesi e delle Misu-re (CGPM), relative ad esempio almiglioramento delle misure per l’am-biente e di quelle sui sistemi biologici, inrealtà dedica la quasi totalità del tempodelle sue riunioni a dirimere questionitra NMI e tra nazioni sulla rilevanza deicampioni, sulla competenza degli istitu-ti nominati, sulle pressioni d’istituti com-petenti detentori di campioni rilevantiche il NMI, al quale devono far riferi-mento, rifiuta di nominare per i con-fronti interlaboratorio, per timore di per-dere prestigio, contratti per certificati efinanziamenti.Il rapporto tra CIPM e CGPM potrebbesembrare simile al rapporto tra G8 eAssemblea dell’ONU; ma così non è.La CGPM è organo di governo globalee decide; non è invece l’Assemblea del-l’ONU, o i suoi organismi, a deciderema il G8, che rappresenta gli interessidi una ristretta e ricca minoranza degliabitanti del nostro pianeta ma agisceda assurdo organo di governo globale.I no-global, che vorrebbero riportare ledecisioni per l’umanità nella sede ap-propriata, sono forse i più corretti soste-nitori della globalizzazione: per il benedi tutti e non di pochi.


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La stima dell’incertezzanelle misurazioni

Sergio Sartori

Parte 1 – Procedura e concetti fondamentali 1

IL TEM

A

INTRODUZIONE

Questo inser-to inaugura ildiscorso sullastima dell’in-certezza, di-scorso che ver-rà proseguitonei numeri suc-cessivi dellarivista, per for-mare una rac-colta di testiche, si spera,

saranno utili a chi debba affrontare pro-blemi di valutazione dell’incertezza.La trattazione verrà svolta sulla basedi due principi ispiratori:1. S’intende fornire un ausilio pratico,di facile comprensione e uso, a chi,esperto della pratica delle misure,debba qualificare i risultati della suaattività attribuendo a essi la inelimina-bile incertezza. Alla facilità d’uso sisacrificherà dunque il rigore matema-tico, limitando le formule all’indispen-sabile e sempre cercando di renderleimmediatamente traducibili in numeri.2. Si farà riferimento a due documen-ti, la Norma UNI CEI ISO 9, citata nelseguito con la sigla GUM, e il docu-mento tecnico ISO\TR 14253-2(1999) Geometrical product spe-cification (GPS) – Inspection bymeasurement of workpiecesand measuring instruments –Part 2: Guide to the estimationof uncertainty of measurementin calibration of measuringequipment and product verifi-cation. Quest’ultimo documentocostituisce un passo significativo versol’applicazione in campo industrialedella GUM in quanto propone unmetodo semplificato di grande effica-cia per la stima dell’incertezza, deno-minato PUMA (Procedure for Uncer-tainty MAnagement).

Quanto viene proposto in questa seried’inserti è applicabile nei casi seguenti:• Quando si debba attribuire l’incer-tezza a risultati di singole misurazioni;• Quando sia necessario stimare l’in-certezza nel confronto dei risultati didue o più misure, incluso il caso digrande interesse pratico del confrontotra il risultato di una misura e la tolle-ranza (o l’errore massimo ammissibile)attribuita alla caratteristica misurata;• Quando si voglia definire il massimoerrore ammissibile per uno strumento oun campione di misura usato in un pro-cesso produttivo, o i limiti di tolleranzadelle caratteristiche di un prodotto.• Quando s’intenda verificare se ilprogetto di un sistema di misura e re-lative procedure d’impiego soddisfa-no i requisiti predefiniti.

I PASSI PER LA VALUTAZIONEDELL’INCERTEZZA

Chiunque debba eseguire la stimadell’incertezza, sia in fase preventivadi programmazione di una misurazio-ne sia a posteriori quando disponedei risultati del lavoro sperimentale,preliminarmente deve avere definitoin modo chiaro due punti di fonda-mentale importanza:1. Il misurando. Si deve definire ilmisurando, cioè ciò che si intendemisurare, cercando di chiarire qualilimiti sono insiti nella definizione stes-sa. Ad esempio, si tratta di risponde-re a domande del tipo seguente: – Cosa significa dire “il diametro delpezzo”? A quale altezza sulla gene-ratrice, a quale orientamento? È undiametro medio o il minimo circoscrit-to, o il massimo inscritto? Con qualecalcolo si è ottenuto o si pensa di otte-nere tale diametro?– La deformazione sotto carico delprovino costruito con il materiale chesi deve caratterizzare dipende dal

modo di applicazione del carico edall’entità del carico?– In quali condizioni di campo elettri-co è fornita la rigidità dielettrica di unmateriale e quanto esse differisconodalle condizioni d’impiego del mate-riale?– Cosa si intende per temperatura del-l’ambiente? – La misura della concentrazione diun contaminante nell’acqua quanticampioni richiede per dare un’infor-mazione significativa? – A quale stato del misurando vengo-no riferiti i risultati?Dedicare qualche minuto a ragionaresul misurando può servire sia a indivi-duare le componenti d’incertezza insi-te nel modello scelto per definire ilmisurando sia a comprendere il limiteminimo all’incertezza conseguibile,dovuto all’incertezza insita nella naturae nella definizione del misurando stes-so, ossia alla sua incertezza intrinseca. Riassumendo: definire il misurandosignifica sintetizzare la caratteristicao la proprietà che si intende misuraremediante un modello. Il modello scel-to deve essere ben chiaro allo speri-mentatore, il quale deve essere in gra-do di quantificare l’incertezza insitanel modello stesso.2. Si deve stabilire qual è l’incertez-za-obiettivo (target uncertainty neldocumento PUMA), ossia l’incertezzamassima che risulta indispensabileper poter utilizzare il risultato della mi-sura e conseguire lo scopo che hareso necessario eseguirla. In ogni mo-mento si deve poter verificare se l’in-certezza che si spera di ottenere è suf-ficiente per poter prendere le decisio-ni che conseguono al risultato della

1 Pubblicato su Tutto_Misure 1/1999.Le parti 2 e 3 sono state pubblicaterispettivamente suT_M 2/1999 e T_M 3/1999

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misurazione. Se l’incertezza stimata èsuperiore all’incertezza-obiettivo lamisurazione non è utilizzabile per as-sumere una qualunque decisione; se èuguale o inferiore, non è necessarioapprofondire la stima perché l’obietti-vo è ormai conseguito.Le conseguenze pratiche e semplificatri-ci di queste considerazioni sono enormi.Si può procedere a stime appros-simate e semplificate dell’incer-tezza purché si sia sicuri di man-tenersi sempre in sicurezza, cioèdi effettuare sovrastime. Se lasovrastima dell’incertezza risultaminore o uguale all’incertezza-obiettivo, è inutile, e costoso, cer-care di essere più accurati nellastima: lo scopo è raggiunto.Il procedimento di stima dell’incertez-za non deve essere un procedimentoaccurato e costoso: deve badare al-l’essenziale, cioè a dimostrare chel’incertezza che si è conseguita o chesi conseguirà è adeguata alle necessi-tà che hanno determinato l’esecuzio-ne della misurazione, cioè è uguale ominore dell’incertezza-obiettivo. Inconclusione, si deve ottenere dauna misurazione non l’incertez-za migliore possibile ma l’in-certezza che serve, né più némeno di tanto.

I PASSI OPERATIVI PER LA STIMA DELL’INCERTEZZA

Passo 1 – Si esprima matemati-camente la relazione tra il mi-surando e tutte le grandezzed’ingresso (comprese correzio-ni e fattori vari) dalle quali ilmisurando dipende.Questo passo richiede l’effettuazionedi due operazioni distinte:A. L’individuazione di tutte le gran-dezze d’ingresso. È un’operazione cherichiede una completa e approfonditaconoscenza del processo o sistemasul quale si effettua la misurazione. Siricordi che nella maggioranza deicasi una sottostima dell’incertezza èattribuibile al non aver preso in consi-derazione una grandezza d’ingresso.Per verificare se tutto ciò che conta èstato correttamente considerato con-

viene analizzare a tavolino il sistemapasso per passo, ricostruendo il per-corso di ciascuna informazione o se-gnale d’interesse.B. La scrittura della relazione matemati-ca che lega le grandezze d’ingressoprima individuate con il misurando.Questa operazione è indispensabileanche per pervenire alla stima del mi-surando, soprattutto quando si ha a chefare con misurazioni cosiddette indiret-te, quando cioè si misurano le gran-dezze che abbiamo chiamato d’ingres-so e si calcola con i risultati il valoredella grandezza d’interesse. Non dob-biamo dimenticare che il ragionamentoche sta alla base della stima del misu-rando e della sua incertezza nellaGUM si può riassumere in un concetto:non esistono misure dirette. Tutte le mi-sure sono in qualche modo indirette,cioè risultato di calcolo su informazioniall’ingresso di vario tipo, e quindi im-pongono di conoscere il modello che le-ga le informazioni d’ingresso alla usci-ta che vogliamo stimare. Esempio: si supponga di voler cono-scere l’area A del pavimento di unastanza di forma rettangolare. Si misu-rano la base b e l’altezza h del ret-tangolo. Il modello assunto è quello dirappresentare la stanza con un rettan-golo, ignorando ad esempio la pre-senza di piccole rientranze dovutealla finestra e alla porta. La relazionematematica che consente il calcolodel misurando A è la seguente:

A = b ⋅ hDove b e h sono misurati e A è calco-lato.La stessa relazione servirà per stimarel’incertezza di A, supponendo note leincertezze con le quali si è ottenuto be h. Si dovrà ancora tener conto, nelvalutare l’incertezza di A, del contri-buto dovuto alla scelta del modelloapprossimante di rettangolo perfetto.Un’interessante alternativa di fronte asistemi complessi difficilmente descrivi-bili con formule matematiche consistenel far ricorso a un’equazione di mo-dello di tipo generale semplificato.Questo è possibile quando si ha a chefare con misure dirette, fornite da unben identificato strumento, di grandez-ze di tipo additivo. Si deve preliminar-mente aver individuato tutte le cause

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possibili di errore e d’incertezza eaverle eventualmente raggruppate incategorie trattabili separatamente. Ilmodello risulterà allora il seguente:M = P + C1+ C2+ C3+ C4+ C5+ ……M rappresenta la misura cercata; P rap-presenta la proposta dello strumento;C1, C2, C3, ecc. rappresentano le cor-rezioni da apportare alla propostadello strumento conseguenti alle causedi errore identificate. Evidentementemolte, o anche tutte, le correzioni pos-sono essere considerate nulle, ma nonmai le loro incertezze, che andrannostimate. Si sposta il problema della mo-dellizzazione a un livello più basso epiù semplice da gestire.Le cause di errore e incertezza posso-no essere identificate in generale neiseguenti gruppi, ovviamente non tuttisempre di uguale importanza o addi-rittura presenti:1. L’ambiente nel quale la misurazioneè condotta (temperatura, vibrazioni,interferenze, eccetera, sul misurando,sui campioni e sulle apparecchiature).2. I campioni di riferimento usati pereffettuare la misurazione (stabilità, in-certezza di taratura, risoluzione, in-certezza intrinseca, sensibilità allecondizioni ambientali, ecc.).3. L’apparato di misura (stabilità, iste-resi, sensibilità alle condizioni am-bientali, risposta ai transitori, risolu-zione, ecc.).4. L’organizzazione e la messa apunto della misurazione, in particola-re quando ciò comporta azioni sulmisurando (ad esempio, la campiona-tura, la conservazione).5. Il software che contribuisce alladefinizione del risultato della misura eai calcoli (algoritmi, filtraggio, digitssignificativi, effetti di manipolazioniaccidentali, ecc.).6. L’operatore (aggiornamento, com-petenza specifica, esperienza, one-stà, ecc.).7. La natura del misurando e la suaincertezza intrinseca.8. L’incertezza del modello usato perdescrivere il misurando.9. La procedura di misurazione (nu-mero di ripetizioni, sequenza e cicli,durata, ecc.).10. Le costanti e i fattori di conversio-ne usati.

Passo 2 – Si determini il valorestimato di ciascuna delle gran-dezze d’ingresso sulla base di:A) Analisi statistica di serie diosservazioni (anche una sola).B) Altri metodi. Tra tali metodi sicitano: valori ottenuti da un manuale,da precedenti esperienze, da catalo-ghi; stime sulla base della storia pre-gressa del processo; casi simili.Questo è un passo operativo checomunque va fatto, indipendentemen-te dalla necessità o meno di stimarel’incertezza. Richiede l’esperienza“misuristica” del responsabile dellamisurazione.Si noti che uno o più dei valori stima-ti possono essere posti uguali a zero;ciò avviene, ad esempio, quando unacorrezione è stimata essere nulla. Ciònon significa che per tali variabilid’ingresso automaticamente si possastimare nullo anche il contributo all’in-certezza. Anzi spesso avviene il con-trario, in particolare quando la gran-dezza d’ingresso considerata è unagrandezza d’influenza. L’incertezzadell’ipotesi di uguaglianza a zero delvalore stimato di una grandezza d’in-gresso va sempre valutata tra le incer-tezze da considerare.

Passo 3 – Si valuti l’incertezzatipo di ciascuna stima di gran-dezza d’ingresso.A) Se la stima della grandezzad’ingresso è stata ottenuta sullabase di analisi statistica di seriedi osservazioni (Passo 2/A), l’in-certezza tipo è valutata median-te lo scarto tipo sperimentaledella distribuzione o mediante loscarto tipo della media.B) Se la stima della grandezzad’ingresso è stata ottenuta conaltri metodi (Passo 2/B), l’in-certezza tipo è valutata permezzo di un giudizio basato sututte le informazioni disponibilisulla possibile variabilità dellagrandezza d’ingresso conside-rata; l’insieme delle informa-zioni può comprendere:• dati di misurazioni precedenti;• esperienza o conoscenza generaledel comportamento e delle proprietàdei materiali e strumenti d’interesse;

• specifiche tecniche del costruttore;• dati forniti in certificati di taratura oaltri;• incertezze assegnate a valori di rife-rimento presi da manuali.Questo passo richiede esperienza econoscenza della fisica e della chimicache sta dietro in particolare all’even-tuale misura o conoscenza delle gran-dezze d’ingresso.

Passo 4 – Si valutino le cova-rianze associate alle stime d’in-gresso eventualmente correla-te.Ignorare le covarianze può in molticasi portare a errori gravi nella stimadell’incertezza. È la stessa organizza-zione dei sistemi nazionali e interna-zionali di disseminazione che creacorrelazioni significative tra le diversevariabili. Il caso più tipico è quello della misuradella differenza tra due valori prossi-mi di uno stesso misurando che cam-bia nel tempo, misurati con la mede-sima strumentazione: ignorando l’esi-stenza di covarianze, con fattori dicorrelazione prossimi all’unità, si sba-glia anche di un ordine di grandezzala stima dell’incertezza.

Passo 5 – Si calcoli il risultatodella misurazione, vale a direla stima del misurando, dallarelazione di cui al passo 1,usando, per le grandezze d’in-gresso le corrispondenti stimericavate al passo 2.

Passo 6 – Si determini l’incer-tezza tipo composta del risulta-to della misurazione a partiredalle incertezze tipo e dallecovarianze associate alle stimedelle grandezze d’ingresso.Questa operazione è quella che gene-ralmente viene indicata con il termine“fare il bilancio delle incertezze”. Lasua importanza non va trascurata:serve infatti anche a mettere in evi-denza cosa conta molto (numeri gros-si in colonna 6 della tabella seguente)e cosa conta poco (numeri piccoli incolonna 6 della tabella seguente) nelbilancio e quindi a concentrare glisforzi futuri nella direzione giusta.

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Conviene che questo bilancio siaimpostato mediante tabelle di calcolodi tipo standard, come ad esempio laseguente:Nella tabella sono indicati i coefficientidi sensibilità: essi rappresentano il pesoper il quale bisogna moltiplicare ciascu-na componente prima di combinare traloro le diverse componenti con la leggequadratica prevista per quelle non cor-relate. I coefficienti di sensibilità si pos-sono calcolare analiticamente se siconosce la relazione matematica chelega le grandezze d’ingresso alla gran-dezza d’uscita.Quando il misurando è una caratteri-stica di un sistema molto complesso,può essere necessario non tentare discrivere l’equazione di modello e deter-minare sperimentalmente i coefficientidi sensibilità. Il gestore del sistema,consapevole della necessità di stimareincertezze di misure, può con continui-tà registrare le variazioni dei misuran-di d’interesse a seguito di variazionisignificative di una sola delle grandez-ze d’ingresso, mentre le altre restanofisse, ottenendo così una collezione euna storia dei coefficienti di sensibilità.Importante è acquisire la mentalità el’uso alla stima dell’incertezza e quindimettersi in condizione di raccogliere leinformazioni necessarie per poterlocorrettamente fare. Ma attenzione:ignorare il modello significa ipotizzareche il misurando abbia una dipenden-za trascurabile, in termini di correzioni

da apportare per esempio, dalle gran-dezze d’ingresso, le quali si propon-gono solo come fonte d’incertezza.Siamo in un caso proprio speciale.Può essere utile rammentare che perciascuna riga i numeri in colonna 2 e3 sono associati alla stessa unità dimisura; che tutti i numeri in colonna 6devono avere la stessa unità di misu-ra; e che perciò per ogni riga il pro-dotto delle unità di misura in colonna3 e in colonna 5 deve dare la stessaunità di misura, quella di colonna 6.

Passo 7 – Se è necessario dareun’incertezza estesa, con l’in-tendimento di fornire un inter-vallo che ci si aspetti contenereuna grande porzione della di-stribuzione di valori ragione-volmente attribuibili al misu-rando, si moltiplichi l’incertez-za tipo composta per un fattoredi copertura k, tipicamentecompreso tra 2 e 3. Si scelga ksulla base sulla base del livellodi fiducia richiesto per l’inter-vallo. Si rammenta che con k=2 euna distribuzione normale dei risultati(l’ipotesi di distribuzione normale èquasi sempre vicina alla realtà; per ilteorema del limite centrale basta chela distribuzione della variabile d’usci-ta sia la convoluzione di almeno trevariabili d’ingresso per avvicinaremolto la distribuzione normale) l’inter-vallo di fiducia risulta pari al 95%.

Passo 8 – Si riporti il risultatodella misurazione con la suaincertezza tipo composta o conla sua incertezza estesa, usan-do uno dei metodi raccoman-dati. Per tali metodi si vedano le noteseguenti.1. Se la frazione della distribuzione(livello di confidenza) è definita e havalore p, si scriva:Up (y) = kp · uc (y)Per esempio, se p = 0,95, si scriveràesplicitamente U95 (y)=k95 ⋅ uc (y)2. Espressioni quali: u(x) = ±10µV,U(y) = ±8nsdove u(x) è un’incertezza tipo e U(y) èun’incertezza estesa, sono sbagliate.Le corrispondenti espressioni correttesono: u(x) = 10µV, U(y) = 8ns. In altre parole, non deve comparire ilsimbolo ± prima del valore dell’incer-tezza.3. Se il risultato della misurazione siesprime mediante la stima del misu-rando y e la sua incertezza tipo com-posta uc(y), l’espressione Y = y±uc(y) èfuorviante e pertanto si consiglia dinon usarla. L’espressione Y = y±U(y), in cui appa-re l’incertezza estesa (il fattore dicopertura k usato deve essere specifi-cato; meglio se è specificato anche unlivello di probabilità), è invece appro-priata.Nel prossimo numero sarannopresentati alcuni sempliciesempi.

Grandezza Stima del Incertezza Distribuzione Coefficiente Contributod’ingresso valore tipo di probabilità di sensibilità d’incertezza

Xi xi u(xi) ci ui(y)

1 2 3 4 5 6 = 3 x 5X1 x1 u(x1)X2 x2X3 x3X4 x4X5 x5X6 x6X7 x7

XNCovarianzeY


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I costi della riferibilità

Luca Mari 1, Sergio Sartori 2

Si possono ridurre? – Da Tutto_Misure n. 1/2006IL TEM

A

RIFERIBILITÀ, CONFRONTI E COSTI

La strutturap o r t a n t edel sistemametrologi-co, finaliz-zato a ga-rantire lariferibili tàdelle misu-re prodottedai disposi-tivi per mi-surazionee/o regola-zione, è co-

stituita dagli accordi di mutuo ricono-scimento (MRA) e dai confronti tra icampioni che tali accordi prevedono.Di tale struttura sono ben chiari ibenefici, ma è opportuno prestareattenzione anche ai costi che il suofunzionamento comporta: si tratta,infatti, propriamente di “costi sociali”,per i quali è dunque necessario valuta-re l’appropriatezza del rapportocosti/benefici, in pratica se, come sidice, “il gioco vale la candela”.La partecipazione a un confrontointerlaboratorio costa, a ciascun labo-ratorio partecipante, una media dialmeno cinque giorni-uomo di perso-nale altamente qualificato. Una stimaprudente del numero complessivo diconfronti interlaboratorio effettuatiall’anno nel mondo porta a una cifradell’ordine di 20.000; a essa si arri-va stimando che ciascuna delle circa50 nazioni che aderiscono alla Con-venzione del Metro sia impegnata inmedia ogni anno in circa 400 con-fronti, a livello nazionale, regionale einternazionale, suddivisi tra istitutimetrologici, laboratori di taratura elaboratori di prova. Ipotizzando unamedia di quattro partecipanti a cia-scun confronto, si giunge a un totaledi 500.000 giorni-uomo dedicati ai

confronti, pari a quasi 1.400 anni-uomo, in media circa 30 anni-uomoper ciascuna nazione. Nelle nazionialtamente industrializzate il costodella riferibilità è poi certamentemolto superiore alla media indicata.C’è infine da considerare che il costoaumenta di alcuni ordini di grandez-za se si tiene anche conto dei proces-si di taratura e prova utilizzati per dis-seminare la riferibilità.Anche se soltanto indicativi, questidati mettono in evidenza quanto siacritico assicurare che il sistema metro-logico per la riferibilità sia gestito inmodo efficiente [1], con l’obiettivopragmatico di ridurne i costi a paritàdi prestazioni, o almeno, a parità dicosti, di ottenere la massima efficien-za possibile in termini di reciprocafiducia nei risultati delle misurazioni.

LE RETI CHE FANNO PICCOLO IL MONDO

Questa analisi di efficienza può veni-re condotta interpretando topologica-mente il sistema metrologico chegarantisce la riferibilità per ciascunagrandezza e formalizzandone perciòla struttura mediante un grafo o unarete, i cui nodi sono i campioni e i di-spositivi per misurazione, e i cui ar-chi, cioè le linee di collegamento tra inodi, rappresentano la relazione,chiamata appunto di riferibilità, che sistabilisce allorché un dispositivo o uncampione viene tarato mediante (oconfrontato con) un campione ritenutoa sua volta riferibile (Fig. 1).Si noti che la differenza fra le lineenere e le linee arancioni nel grafo èduplice:• Le linee nere, oltre a visualizzare iprocessi di taratura e prova esclusiva-mente all’interno della nazione consi-derata, rappresentano i controlli pas-sivi per il trasferimento della riferibili-

tà, ossia quei controlli che sono svoltia esclusivo carico del livello superio-re, senza alcuna partecipazione atti-va del laboratorio controllato.• Le linee arancioni, che visualizzanoi controlli effettuati tramite i confrontiinterlaboratorio, rappresentano con-trolli attivi, in quanto i partecipanti alconfronto sono tutti sullo stesso livello(anche se non necessariamente tutti ingrado di effettuare le misure conincertezza dello stesso ordine di gran-dezza) e intervengono direttamenteeffettuando la taratura o la prova ge-neralmente su un campione viaggiato-re.Questo grafo consente d’individuarealcuni indici utili per la valutazionedell’efficienza del sistema e quindipuò essere interessante prenderne inesame le principali caratteristiche.Esso è costituito da un numero n di

1 Università C. Cattaneo - Castellanza2 Direttore della Rivista Tutto_Misure

Figura 1 – Il grafo del sistema metrologico, per unagrandezza. Le linee nere rappresentano i processi di taratura e prova che trasferiscono la riferibilità dal vertice (campioni dell’istituto metrologico) fino

agli strumenti degli utenti finali. Le linee arancioni rappresentano i controlli

della riferibilità effettuati mediante confronti

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nodi, pari al numero di campioni edispositivi per misurazione che sonoinclusi nel sistema, e da un numero kdi archi, pari al numero di relazioni diriferibilità stabilite fra tali campioni odispositivi.Tale grafo è nello stesso tempo:– connesso, dato che ogni nodo èdirettamente o indirettamente connes-so con ogni altro nodo;– ampio, dato che include un nume-ro n molto elevato di nodi; n puòessere pragmaticamente inteso comeun indice di rilevanza: all’aumen-tare del numero n di campioni o di-spositivi aumenta la rilevanza dell’in-tero sistema;– sparso, dato che il suo numero k diarchi è molto minore di n(n–1)/2, ilnumero di archi di un grafo di n nodicompleto, tale cioè che ogni nodo èconnesso con ogni altro; k può esse-re pragmaticamente inteso come unindice di costo: all’aumentare delnumero k di relazioni da manteneretra campioni o dispositivi aumenta ilcosto dell’intero sistema.Il valore 1/k (o il correlato n/2k,inverso del numero medio di connes-sioni per nodo) può essere intesocome un indice di efficienza delsistema: all’aumentare di 1/k si ridu-ce il costo per il mantenimento delsistema.Il valore 1/k esprime, però, solo unaspetto di questa efficienza, comemostra la condizione estrema di ungrafo costituito da un’unica catena(qual è la successione di tarature eprove nell’ambito di una nazione,descritta nel grafo in Fig. 1 dalle lineenere), in cui ogni nodo, eccettuati idue estremi, è connesso solo ai nodidei due livelli contigui: a fronte di unamassimizzazione del valore di 1/k =1/(n – 1), cresce anche la distanzamedia d tra i nodi del grafo, valuta-bile come il numero medio di archiche è necessario attraversare per con-nettere due nodi qualsiasi.Un secondo indice di efficienza èdunque 1/d, inverso della distanzamedia tra i nodi: all’aumentare di1/d si riduce la distanza tra nodi delsistema.D’altra parte, anche la combinazionedi questi due indici non è sufficiente a

formalizzare in modo completo l’effi-cienza del sistema. Nel caso dellatopologia a stella (Fig. 2), con un nodo“fulcro” (hub) al quale gli altri n – 1nodi sono connessi, sia il numero diarchi del grafo sia la distanza mediatra nodi sono bassi, ma il numeromassimo c di connessioni a un sin-golo nodo è assai elevato (appunton – 1, per il nodo “centrale”), ele-mento che può essere giudicato criti-co in termini di affidabilità (nel sensosia di affidabilità ai guasti sia di repe-ribilità) del sistema.

Un terzo indice di efficienza è dun-que l’inverso 1/c del numero massi-mo di connessioni: all’aumentare di1/c aumenta l’affidabilità del sistema.I tre indici 1/k, 1/d e 1/c hanno evi-dentemente una parziale dipendenzareciproca. Per esempio, si può ridurrela distanza media d tra nodi comple-tando progressivamente il grafo, equindi peggiorando l’indice 1/k, oanche creando dei nodi fulcro, e quin-di plausibilmente peggiorando l’indi-ce 1/c. Sembrerebbe dunque che ilprezzo per aumentare il valore di unindice sia quello di accettare la ridu-zione di uno o entrambi gli altri dueindici. È per questo che grande attenzione èstata rivolta recentemente a grafi chehanno la caratteristica di avere con-

temporaneamente un limitato gradodi connessione (1/c alto) e nonostan-te ciò una ridotta distanza media tranodi (1/d alto), anche senza ricorreresistematicamente a nodi fulcro (1/calto), e dunque possono essere intesicome globalmente efficienti. Sitratta delle cosiddette “small-worldnetworks”, espressione che possiamotradurre, in modo esplicativo e sugge-stivo, con “reti che fanno piccoloil mondo” (SWN) [2]. La rete direlazioni di conoscenza tra individuiè stato l’esempio originario di SWN

(a quanto pare, la distanzamedia “per conoscenza” tracoppie d’individui è molto infe-riore a 10, nonostante unapopolazione di 6 miliardi di in-dividui e il numero mediamen-te ridotto di conoscenti cheognuno ha), ma sono state ri-conosciute SWN anche, peresempio, nella struttura di con-nessioni del cervello umano edi Internet [3].Prima di avviare l’analisi delsistema metrologico come unaSWN, è necessario individua-re le peculiarità del sistema.

PECULIARITÀ DEL SISTEMAMETROLOGICO

Il problema strutturaledella riferibilità

Definita la riferibilità come “la proprietàdel risultato di una misurazione consi-stente nel poterlo collegare a campioniappropriati, generalmente nazionali ointernazionali, attraverso una catenaininterrotta di confronti” [4], dovrebbeessere chiaro che la condizione dinon-interruzione della catenanon è sufficiente a garantire la ri-feribilità nell’intero sistema. La rife-ribilità, in un’operazione di confronto tracampioni, è basata sulla verifica di com-patibilità tra le misure prodotte dalle dueentità confrontate, empiricamente corri-spondente a una condizione di sostitui-bilità di tali entità. Ipotizzando che ognimisura sia espressa mediante un valorex, stimato per il misurando, e la suaincertezza estesa U(x), due misure sonocompatibili se |x1 – x2| < U(x1 – x2) [5].

Figura 2 – Rete a stella: un nodo “fulcro” (hub) al quale tutti gli altri sono connessi. Numero degli archidella rete e distanza media tra i nodi sono molto bassi,

ma massimo è il numero di connessioni a un singolonodo. Critica è l’affidabilità del sistema

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Ogni misura può essere rappresentatamediante un intervallo centrato in x e disemi-ampiezza pari a U(x), così chedue misure sono compatibili se i lorointervalli hanno intersezione non nulla[6] (NdR: si noti che ciò è corretto solonel caso in cui la correlazione tra lemisure sia trascurabile, una condizioneche per semplicità qui assumeremo siasoddisfatta). D’altra parte, tale criteriodi compatibilità non è automaticamentetrasferibile: dal fatto che a interseca b eb interseca c non si può concludere, ingenerale, che anche a e c abbianointersezione non nulla. Il problema strut-turale della riferibilità deriva dunquedalla non transitività di tale relazione dicompatibilità, un tema che abbiamoanalizzato in termini di una formalizza-zione “relazionale” della misurazione[7]. La non transitività della compatibili-tà è dovuta alla generale non trasferibi-lità della sostituibilità ottenuta nel con-fronto: anche quando A è sostituibilecon B e B con C, non necessariamenteA lo è con C (Fig. 3a). La peculiarità delsistema metrologico rispetto a una tipi-ca SWN, in cui una distanza elevatatra due nodi è un indice di bassa effi-cienza ma non impedisce la loro con-nessione, sta dunque nel fatto che lariferibilità locale non garantisce la rife-ribilità globale del sistema, un proble-ma che deve essere risolto contestual-mente alla ricerca della massima effi-cienza del sistema stesso.

Il problema dell’asimmetriaoperativaLa riferibilità è tipicamente garantitasecondo una procedura asimmetrica,nella quale un campione o dispositivoviene tarato mediante un campione diincertezza minore. Anche nei con-fronti si presume che la ripetibilità amedio termine (tempo necessario peril completamento del confronto) delcampione viaggiatore sia almeno parialla stabilità dei migliori campionicoinvolti nel confronto. Nei confrontitra istituti metrologici nazionali (keycomparison, KC) si calcola un valoredi riferimento (VR) del confronto, lacui incertezza stimata è generalmenteprossima alla minima incertezza dellamisure coinvolte; a ciò si giungeanche scartando, nel calcolo del VR, i

risultati che si discostano in modoanomalo e significativo dagli altri(outlier). Tale asimmetria operativa èin evidente contrasto con la simmetriadella relazione d’intersezione nonnulla, impiegata per formalizzare lacompatibilità.

POSSIBILI SOLUZIONI

Una prima soluzione, general-mente adottata operativamente, sibasa sull’adozione di una relazionedi compatibilità asimmetrica (potreb-be essere chiamata “compatibilità tra-sferibile”) che, per esempio, richiedanon genericamente l’intersezione nonnulla ma l’inclusione dell’intervallo“superiore” nella catena in ciascunodegli intervalli “inferiori” (Fig. 3b;alternativamente si potrebbe richiede-re che l’intervallo “inferiore” includal’intervallo rappresentativo del valoredi riferimento scelto dal KC). In questomodo le misure corrispondenti agli

elementi di una catena di rife-ribilità mantenuta su “compati-bilità trasferibile” (al livello dinazione in Fig. 1) includereb-bero tutte la misura del cam-pione al quale sono riferite,con garanzia di transitivitàdella riferibilità stessa. Comeimportante conseguenza,quanto migliore è la qualitàdell’intervallo superiore dellacatena tanto più è facile ga-rantire questa “compatibilitàtrasferibile” (rimuovendo lasituazione paradossale percui, basandosi sulla “compati-bilità generica”, tanto peggio-re è la qualità degli intervallisuperiori tanto più è facile ga-rantire la riferibilità).Una seconda soluzione alproblema della generale nontransitività della relazione diriferibilità ha una portata soloempirica, nel senso che, pur nonpotendo garantire formalmentela transitività, consente di au-mentarne la plausibilità. Si trattadell’introduzione di confronti trapari, come quelli previsti tra gliistituti metrologici, ma condotti

anche a livelli intermedi della catena:ciò garantisce la sostituibilità dei cam-pioni locali ma ancora richiede almenoun confronto “verticale”, allo scopo digarantire l’assenza di effetti di polariz-zazione dovuti a instabilità sistematicheda parte di tutti i campioni locali. Unasoluzione di questo genere, consistentecon la logica di “limitata randomizza-zione” tipica delle SWN, produce tral’altro l’interessante beneficio per cuidalla riferibilità alla pari, confermata aun certo livello, si può inferire la riferi-bilità dei campioni dei livelli superiorinella catena: in un certo senso un servi-zio che viene fornito “dal basso all’al-to” nella catena di riferibilità, e nonviceversa come di solito.

COSA SUGGERISCE L’ANALISI IN TERMINI DI SWN?

Le proprietà che conducono, in unaSWN, ad alta efficienza globale pos-sono essere reinterpretate al sistema

Figura 3 – Le misure sono qui rappresentate medianteintervalli appartenenti alla scala dei risultati delle

misure. In a) sono indicate due misure, A e C, entrambe sostituibili (in quanto compatibili) con B ma non sostituibili l’una con l’altra: la condizione di catena ininterrotta di confronti non garantisce la riferibilità di C ad A. In b) sono rappresentate

misure (ordinate gerarchicamente) risultato dei confronti a cascata che assicurano la riferibilità:

solo se, come in figura, ogni misura include l’intervallodella misura di riferimento, la relazione

di compatibilità gode della proprietà transitiva ed è trasferibile (NdR: per documentare la conseguitacompatibilità e riferibilità transitiva, in ogni certificato

di taratura o prova, che documenta il passaggio da un nodo al successivo nella catena ininterrotta di

confronti, dovrebbero essere indicati valore e incertezza del campione al quale l’intera catena risulta riferibile). La figura 3b può anche essere

interpretata come il risultato del confronto tra laboratori di pari livello: in tal caso la misura R rappresenta il valore di riferimento del confronto

e le altre misure, arbitrariamente ordinate per incertezza crescente, i risultati dei laboratori

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metrologico. Per garantire una ridottadistanza media tra i nodi di una retemolto ampia (quindi un buon valoredell’indice 1/d) è banalmente possibi-le scegliere di aumentare progressiva-mente il numero di connessioni, ma ciòevidentemente peggiora il valore del-l’indice 1/k, che, come abbiamo visto,fornisce un indicatore del costo com-plessivo del sistema. Si potrebbe alter-nativamente enfatizzare la logica diaggregazione, al limite accentrandotutta la rete intorno a un singolo nodofulcro a cui tutti gli altri siano connessi(NdR: è quanto si fa assumendo uncampione prototipo materiale a rap-presentare una unità di misura, casodel kilogrammo), ma ciò peggiorereb-be il valore dell’indice 1/c e quindi lecriticità relative all’affidabilità e allaraggiungibilità di tale nodo.Il sistema metrologico ha evidente-mente una struttura più orientata aquesta seconda logica, realizzatamediante una gerarchia (dagli IstitutiMetrologici Nazionali fino alle azien-de, attraverso la catena di riferibilità)il cui numero di livelli stabilisce untrade-off tra minimizzazione delladistanza media e massimizzazionedell’affidabilità e raggiungibilità. L’in-segnamento che giunge dalle SWNpuò essere dunque adattato a questocontesto: anche un numero limitato diconnessioni “alla pari”, magari sceltein modo sufficientemente random, tranodi “in basso” nella gerarchia delsistema metrologico ridurrebbero inmodo rilevante la distanza media tranodi senza aumentare criticamente icosti del sistema, e quindi aumente-rebbero significativamente l’efficienzacomplessiva del sistema stesso.La firma dell’Intesa di Mutuo Riconosci-mento (MRA, Mutual Recognition Ar-rangement [8]) tra Istituti MetrologiciNazionali ha prodotto un significativoaumento delle connessioni al solo lorolivello: non necessariamente ciò si tra-duce, in base alle considerazioni fatte,in un miglioramento dell’efficienza delsistema metrologico nel suo complesso.Due esempi, entrambi noti ai lettori diT_M, possono servire a chiarire inquale direzione l’analisi suggerisceinvece di operare. Nel 2002 T_M pub-blicò [9] i risultati del confronto, tra

laboratori accreditati croati, italiani esloveni, di campioni per la misura diproprietà geometriche dei prodotti(GPS). Il confronto fu organizzato, gesti-to e valutato in modo autonomo daipartecipanti, sulla falsariga di quantoavviene per i KC nell’ambito del MRA.Il secondo esempio riguarda la Mituto-yo, ancora nel settore GPS. In ogninazione nella quale Mitutoyo è presen-te, è stato creato un laboratorio di tara-tura con campioni riferiti ai rispettivicampioni nazionali; molti di questi la-boratori sono accreditati dai rispettivisistemi di accreditamento nazionali.Tutti sono inoltre collegati al laboratoriometrologico della sede centrale dellaMitutoyo. Periodicamente Mitutoyoorganizza un confronto attivo tra icampioni detenuti dai sui laboratori nelmondo; T_M pubblicò nel 2000 i risul-tati di uno di tali confronti [10], sottoli-neando che la struttura di laboratoriMitutoyo costituiva un sistema mondialeper la riferibilità, nel settore GPS, uniconel suo genere.Questi due esempi si sono mossi nelladirezione di applicare la secondasoluzione prima discussa. Essi hannofornito risultati che però non sono statiutilizzati dagli istituti metrologici (iquali peraltro erano stati indiretta-mente coinvolti) per migliorare il siste-ma mondiale della riferibilità. Certamente numerosi altri esempi pos-sono essere fatti in altri settori; di alcunidi essi si è occupata diffusamente T_M,in particolare dei sistematici confrontiorganizzati, a livello nazionale e inter-nazionale, dai laboratori impegnatinelle prove ambientali (in Italia il circui-to dei laboratori delle ARPA).

IPOTESI DA APPROFONDIRE

Il MRA sta producendo due distinti da-tabase, uno dedicato ai risultati delleKC, l’altro dedicato alle CMC (calibra-tion and measurement capabilities) deisoli istituti metrologici. Per migliorare ilsistema metrologico finalizzato alla“compatibilità trasferibile” tra tutte lemisure prodotte nel mondo, questi data-base potrebbero essere allargati a in-cludere sia i risultati di confronti analo-ghi a quelli illustrati negli esempi espo-

sti sia le CMC dei laboratori che a taliconfronti hanno partecipato. I risultatidei confronti a livello dei laboratorisarebbero un ottimo controllo indirettodella compatibilità delle CMC degli isti-tuti; servirebbero inoltre a validare leCMC dei laboratori; consentirebberoinfine di ridurre in modo significativo ladistanza tra i nodi della rete metrologi-ca, senza aggravio di costi per gli isti-tuti e solo utilizzando in modo appro-priato i risultati prodotti da confronti checomunque vengono organizzati.

RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI

1. L. Mari, S. Sartori: Analisi dell’efficien-za del sistema di riferibilità, Atti del XXIICongresso dell’Associazione GMEE, pp.23-24, settembre 2005, Palermo.2. D.J. Watts, S.H. Strogatz, Collecti-ve dynamics of “small-world” net-works, Nature, 393, 440-442, 1998.3. M. Buchanan, Nexus – La rivolu-zionaria teoria delle reti: perché lanatura, la società, l’economia, lacomunicazione funzionano allo stessomodo, Mondadori, 2003.4. ISO etal., International Vocabulary of Basicand General Terms in Metrology, 2nd

Ed., Geneva, 1993.5. SIT, Doc-517, Termini e definizioni,rev. 22.6.2002.6. UNI 4546, Misure e misurazioni. Ter-mini e definizioni fondamentali, 1984.7. L. Mari, S. Sartori, A relationalmodeling of measurement and itsmetrological implications, atti del JointInternational IMEKO TC1+TC7Symposium “Metrology and Measure-ment Education in the Internet Era”,Ilmenau, 21-24 September 2005,ISBN 3-932633-99-7.8. CIPM, Mutual recognition of natio-nal measurement standards and ofcalibration and measurement certifica-tes issued by national metrology insti-tutes, Paris, 14 October 1999.9. R. Bertozzi, L. Gamberi, V.Mudronja: Un confronto sperimentaletra laboratori accreditati, T_M n.1/2002 p. 85, Augusta Edizioni.10. G. Malagola, A. Ponterio: Con-fronti internazionali nel sistema mon-diale di riferibilità Mitutoyo, T_M n.2/2000 p. 141, Augusta Edizioni.


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Applicazione della GUMa una misura biologica

Angela Maiello 1, Sergio Sartori 2, Dino Spolaor 3

Parte I: definizione del misurando ed equazione di modelloIL TEM

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PREMESSA METODOLOGICA

Questo stu-dio intendem o s t r a r el’applicazio-ne rigorosadell’approc-cio descrittonella Guideto the ex-pression ofuncertaintyin measure-ment (GUM),norma corri-

spondente in italiano UNI CEI ENV13005, a un caso concreto e moltodiffuso di misurazione nel settoremicrobiologico.Gli Autori ritengono che quanto illu-strano nel presente articolo possaessere d’interesse per due categoriedi lettori:– I biologi e i microbiologi, ai quali cisi rivolge con l’obiettivo di fornire unmetodo, per il calcolo dell’incertezzada associare alle misure che quotidia-namente effettuano, che sia coerentecon quello adottato in altri settori dimisura: allo scopo si darà pertantoampio spazio ai commenti sui diversipassi della procedura di calcolo sug-gerita dalla GUM.– I metrologi di settori diversi dallabiologia, ai quali ci si rivolge con l’o-biettivo d’illustrare i particolari aspettiche caratterizzano le misure biologi-che. Per tali lettori ci si sofferma sudefinizioni e spiegazioni ben note aibiologi, utili per aiutare a individuareun linguaggio comune tra i diversi set-tori nell’utilizzo della GUM e nellastrutturazione metrologica dei proces-si di misurazione.Pertanto, mentre si darà spazio allaillustrazione di concetti e metodi ido-nei sia per il calcolo dell’incertezzasia per la garanzia della riferibilità,

ripetibilità e riproducibilità delle misu-re, si cercherà di creare un raccordologico tra il linguaggio metrologico ei concetti a esso associati nella biolo-gia e negli altri settori delle misure.Il metodo scelto è squisitamente ope-rativo: selezionato un caso tipico dimisurazione in una procedura diprova microbiologica, si eseguirà ilcalcolo dell’incertezza seguendo,passo per passo, quanto prescrittodalla GUM. Si costruirà così in modorigoroso la tabella con il budget delleincertezze, organizzata secondo laprocedura prevista dalla GUM.

UNA PREMESSA SULLA GUM

È in corso una sistematica integrazionedella GUM (1a edizione ISO 1993,corretta e ristampata nel 1995), con lapubblicazione di una’introduzione e di5 supplementi. Alcuni aspetti peculiaridi quest’ultima revisione sono stati esaranno descritti e commentati sullarivista Tutto_Misure, in altri articoli. Inquesto articolo si ritiene comunqueimportante sottolineare i seguenti treaspetti fondamentali:1. L’incertezza è da intendersi comegrado di fiducia che si è disposti adare all’informazione costituita dalrisultato di una misura; è dunquedominante l’aspetto probabilistico. 2. La misura e la sua incertezza sonodescritte ricorrendo a funzioni di di-stribuzione di probabilità. Lo schemaproposto dalla GUM, che descrive talifunzioni mediante due soli parametri,media e scarto tipo, è valido solo sele distribuzioni di probabilità associa-te alle grandezze d’ingresso sono ditipo normale o se, in caso contrario,vale pienamente il teorema del limitecentrale.3. In presenza di distribuzioni forte-mente asimmetriche o bimodali, noncaratterizzabili solo mediante i due

parametri, nel Supplemento 1 allaGUM viene suggerito di affidarsi ametodi numerici (simulazione di Mon-tecarlo) per la propagazione delledistribuzioni. Si ottiene così la distri-buzione associabile al valore dellagrandezza d’uscita: da questa è pos-sibile calcolare sia la media e lo scar-to tipo sia gli intervalli di fiducia coni rispettivi coefficienti (o livelli) fidu-ciali. Per gli aspetti legati all’ambitomicrobiologico, oggetto di questoarticolo, ci si atterrà esclusivamentealla scelta della GUM espressa aipunti 1 e 2.Si formulano in sintesi le seguenti ipo-tesi:A. Tutte le distribuzioni associate alvalore delle grandezze d’ingressosono distribuzioni note, rappresenta-bili mediante i due soli parametri,media e scarto tipo. Tali due parame-tri servono, rispettivamente, per il cal-colo del valore della grandezza d’u-scita (misurando) e della sua incertez-za (mediante la legge di propagazio-ne delle varianze), utilizzando in en-trambi i calcoli il modello matematicoche sarà esposto in seguito.B. La distribuzione associata al valoredel misurando è la distribuzione nor-male, grazie all’ipotesi di validità delteorema del limite centrale e all’altonumero di grandezze d’ingresso, cia-scuna caratterizzata da un adeguata-mente elevato grado di libertà.

Da Tutto_Misure n. 2/2007

1 Libero professionista, BiologoMaiello&Maiello sas - Torino 2 Direttore della rivista Tutto_Misure3 Responsabile Settore BiotecnologieAgroalimentari - Veneto AgricolturaThiene

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DEFINIZIONE DEL MISURANDO

Il Misurando è rappresentato dalle Unità Formanti Colo-nia (U.F.C.) il cui numero N approssima la concentra-zione di microrganismi (m.o.) presenti in un campione.N, che in questo testo viene riferito come “conteg-gio”1, è ottenuto (secondo quanto descritto nellanorma ISO 7218) mediante il calcolo della mediaponderata delle conte2 C su una o più piastre Petri diuna prova effettuata senza diluizione o con una o piùdiluizioni d del campione, in cui almeno una delle pia-stre considerate ai fini del calcolo del risultato devecontenere 15 colonie. La diluizione d è prevalente-mente espressa in base dieci, ad esempio 10-1 ml--1.3

Ripetute analisi di un singolo campione derivato da matri-ci biologiche o analisi di repliche di campioni darannosempre risultati che presentano una certa variabilità. Talevariabilità è dovuta a diverse cause e rispecchierà la dis-tribuzione dei m.o. nel campione sottoposto a prova, lanon adeguatezza della tecnica di campionamento e delmetodo di prova applicato, oltre alla capacità dell’opera-tore di applicare adeguatamente tutte le fasi analitiche.Nei casi in cui si debba prendere una decisione relati-vamente alla qualità o accettabilità di una matrice ali-mentare da destinare all’uso umano o animale, è neces-sario che la valutazione sia fatta da campioni rappre-sentativi del lotto interessato poiché, se la valutazione èbasata su analisi microbiologiche, la precisione deldato analitico dipende sia dalla procedura scelta siadalla rappresentatività e numero di campioni analizza-ti. La decisione che ne potrà conseguire sarà pertantopiù accurata e adeguata all’aumentare di questi, seb-bene sia il numero sia la dimensione dei campionidovranno essere necessariamente contenuti, per i costie le implicazioni pratiche legate alla gestione delleprove in fase analitica. Un gran quantitativo di matrice relativamente uniforme,come ad esempio il latte, può essere valutato prelevan-do un campione rappresentativo dopo un’accuratamiscelazione dell’intero volume, ma anche in questocaso bisogna riflettere sull’operatività, sulla valutazionedel dato ottenuto e sull’utilizzo di questo per le decisio-ni conseguenti. Si supponga, ad esempio, di dover valutare un volumetotale di campione di 1.000 L di latte, che si prelevinoda tale campione 10 mL e poi, da questi, 1 mL che saràsuccessivamente diluito fino alla diluizione 10-2, perapplicare la tecnica di conteggio in piastra. Al terminedi tale operazione, la qualità dei 1.000 L di latte saràvalutata sulla base di soli 0,01 mL, che corrisponderà aun volume di 10-8 del lotto originario di 1.000 L. Perassicurare che la diluizione finale usata sia veramenterappresentativa dell’intero lotto, è chiaro che debbaessere eseguito un efficiente mescolamento della matri-ce in ogni stadio del campionamento, sia a livello del-l’Azienda di produzione sia da parte del laboratorioche effettua l’analisi. Di conseguenza: se si può ipotiz-

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ILTEMA

zare che un campionamento rappre-sentativo possa essere realizzato peruna matrice liquida, seppure con tuttele criticità legate alla miscelazione,con maggiori difficoltà la stessa ope-razione potrà essere effettuata permatrici solide, seppure con i dovutidistinguo, relativi alla specifica tipolo-gia (es. granaglie, vegetali, carni,ecc.).

PASSO 1: SI ESPRIMA MATEMATICAMENTE LA RELAZIONE TRA IL MISURANDO E TUTTE LE GRANDEZZE DI INGRESSO (COMPRESE CORREZIONI E FATTORI VARI) DALLE QUALI IL MISURANDO DIPENDE

Questo passo richiede l’effettuazionedi due operazioni distinte:a: Individuazione di tutte legrandezze d’ingressoL’individuazione di tutte le grandezzed’ingresso è un’operazione indi-spensabile e non evitabile cherichiede una completa e approfonditaconoscenza del processo o sistema sulquale si effettua la misurazione, ossia,in questo caso, della procedura diallestimento della prova dalla prepa-razione del campione alla valutazionedi tutte le grandezze d’ingresso. Nella maggioranza dei casi una sot-tostima dell’incertezza è attribuibileal non aver preso in considerazioneuna grandezza d’ingresso. Per veri-ficare se tutto ciò che conta sia statocorrettamente considerato è opportu-no fare un’analisi puntuale di tutte lefasi della misurazione, individuandotutti gli aspetti correlati alla misurad’interesse e valutandone, se possi-bile, il contributo al valore del misu-rando. Per stimare la concentrazio-ne4 del m.o. d’interesse nel campio-ne si procede a una successione diomogeneizzazioni5 e diluizioni. Do-po l’omogeneizzazione del campio-ne, si preleva un primo inoculo6. Siadj una generica diluizione (j=0, 1,2, …., h dove h rappresenta l’indicedella diluizione più spinta che èstata preparata): essa è definitacome dj = V/(V+D) essendo V il volu-

np+1 = numero di piastre alla se-conda diluizione utile, consecutiva al-la prima; al minimo vale 1; dp = prima diluizione utile; dp+1 = seconda diluizione utile; V = volume d’inoculo per ciascu-na delle piastre Petri; T = temperatura alla quale è statatenuta la coltura; tale temperatura èdefinita dal metodo con una tolleran-za accettabile, in funzione del m.o.di cui si vuole misurare la concentra-zione; t = tempo d’incubazione; il tempoè definito nel metodo con una propriatolleranza.Si riportano, nella tabella del budgetdelle incertezze:• in colonna 0, la descrizione sinteticadelle grandezze d’ingresso; • in colonna 1, il simbolo usato perindicarle; • in colonna 2, l’unità di misura di cia-scuna delle grandezze d’ingresso.b. Scrittura della relazionematematica che lega le gran-dezze d’ingresso al misurandoLa scrittura della relazione matemati-ca che lega le grandezze d’ingressoal misurando, è una operazione indi-spensabile per giungere alla stimadel valore del misurando. Il ragionamento, che nella guida UNICEI ENV 13005 sta alla base dellastima del misurando e della sua incer-tezza, si può riassumere nel concettoche non esistono misure dirette, matutte sono in qualche modo indirette esono pertanto il risultato di un calcolofatto partendo da informazioni di va-rio tipo, in ingresso, il che implica laconoscenza del modello che lega leinformazioni d’ingresso alla misurache vogliamo stimare, in uscita.Sia Cp la generica conta su una dellepiastre prese in considerazione alladiluizione dp. La stima della concen-trazione Rp del m.o. d’interesse su talepiastra vale:

(2)

Se per la diluizione p sono state presein considerazione np piastre, ottenen-do su ciascuna la conta Cip, con i=1,

R

C

Vp

p=

me dell’inoculo e D il volume deldiluente

D=9·V da cui dj+1=0,1⋅dj (1)

entro l’incertezza nelle misure di volu-me. L’inverso della diluizione dj corrispon-de al fattore di diluizione fj:

dj =1/fjPer ciascuna diluizione sono prepara-te nj piastre di Petri. Si procede ingenerale alla conta solo su piastrecon due diluizioni consecutive, nell’i-potesi di aver eseguito una prova cheporti alla disponibilità di piastre inquesta situazione a partire da piastrecon un numero di colonie compresetra 30 e 300 (o altre combinazioni indipendenza dalla tipologia delle colo-nie, come richiesto dal metodo di rife-rimento); almeno una delle piastre cheverranno prese in considerazionedeve contenere 15 o più colonie.La sequenza delle diluizioni è pertan-to: ⇒ d0=1=100=campione tal qualeomogeneizzato, del quale vengonoprelevati volumi V, ciascuno dei qualiviene posto su una delle piastre delgruppo zero, corrispondente al cam-pione tal quale;⇒ d1 ≈ 0,1=10-1 = diluizione dell’i-noculo, di volume sempre V, che verràposto nelle piastre del primo gruppo;⇒ d2 ≈ 0,01=10-2 = diluizione dell’i-noculo, di volume sempre V, che verràposto nelle piastre del secondo grup-po;⇒ dp ≈ 10-p= diluizione dell’inoculo,di volume sempre V, che verrà postonelle piastre del primo gruppo presoin considerazione per la conta; ⇒ dp+1 ≈ 10-(p+1) = diluizione dell’i-noculo, di volume sempre V, che verràposto sulle piastre del secondo grup-po preso in considerazione;⇒ dj ≈ 10-j = diluizione dell’inoculo,di volume sempre V, che verrà postonelle piastre dell’ultimo gruppo.Le grandezze d’ingresso nel caso inesame sono: Cip = conta delle colonie sullapiastra i (i=1, ….. , np) alla diluizionep, corrispondente alla prima utile; np = numero di piastre alla primadiluizione utile; al minimo vale 1;

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ILTEMA

2, …, np, la stima della concentrazione media Mp su taleprimo gruppo di piastre risulta:

(3)

Per ottenere la stima della concentrazione Np dei m.o.d’interesse nel campione è necessario dividere la (3) perla sua diluizione dp:

(4)

Ricordando la (1), è immediato calcolare la stima dellaconcentrazione Np+1 dei m.o. d’interesse nel campioneper la sua diluizione dp+1:

(5)

Nel caso di stima della concentrazione dei microrganismid’interesse nel campione sulla base della somma delleconte ricavate da tutte le piastre prese in considerazione,anche su diluizioni diverse, si deve dividere tale sommaper il totale dei volumi inoculati.Si ottiene pertanto la miglior stima del misurando N:

(6)

La prima parte dell’equazione (6), senza approssimazio-ni, sarà utilizzata per effettuare il calcolo dell’incertezza,mentre la seconda parte, approssimata, è usata per cal-colare la miglior stima del misurando. I termini CT e Ctrappresentano eventuali correzioni da apportare al risul-tato per la possibile presenza, rispettivamente, di errorinella misura della temperatura T alla quale è stata tenutala cultura e del tempo t d’incubazione. Si deve inoltreconto della seguente considerazione: anche se si puòragionevolmente supporre che le due correzioni CT e Ctsiano uguali a zero, tale ipotesi non può essere ritenutaesente da incertezza: le correzioni, anche se nulle, gio-cano, in ogni caso, un ruolo che deve essere tenuto inconsiderazione durante la successiva fase di calcolo del-l’incertezza della misura.

≅+ + +

⋅ + ⋅ + + ⋅( )⋅+ +=

+=

+=

+−

+

∑ ∑ ∑+ +

C C C

V n n n dC C

ipi

n

i pi

n

i p qi

n

p pq

p q pT t

p p p q

11

1 1

1

1

0 1 10

( ) ( )...

, ...

NC C C

V n V nd

dV n

d

dd

C Cip

i

n

i pi

n

i p qi

n

p pp

pp q

p q

pp

T t

p p p q

=+ + +

⋅ + ⋅ ⋅ + + ⋅ ⋅

⋅

+ + ==+

=+

=

++

++

∑ ∑ ∑+ +

11

1 1

11

1

( ) ( )...

...

NC

n V d

C

n V dp

i pi

n

p p

i pi

n

p p

p p

+

+=

+ +

+=

+=

⋅ ⋅≅

⋅ ⋅ ⋅

+ +

∑ ∑1

11

1 1

11

1

1 1

0 1

( ) ( )

,

NC

n V dp

ipi

n

p p

p

=⋅ ⋅

=∑

1

M

C

Vn

p

ip

i

n

p

p

= =∑

1

La parte II, pubblicata sul no. 2/2008 (pp. 143-149)della rivista, tratta del calcolo dei valori e delle incertezzedelle grandezze d’ingresso e del misurando (grandezzad’uscita).La parte III, pubblicata sul no. 3/2008 (pp. 217-223)della rivista, tratta il calcolo dell’incertezza estesa e delsuo livello di fiducia, dell’espressione del risultato finaledella misurazione. Contiene inoltre alcune appendici utiliper effettuare il calcolo dell’incertezza.

NOTE

1 Si definisce “conteggio” l’operazione di calcolo della media pon-derata delle conte C su una o più piastre Petri tenendo conto mate-maticamente della diluizione d a cui è stato sottoposto il campionedi prova.2 Si definisce come “conta” C l’operazione di enumerazione delleUFC su ciascuna piastra Petri presa in considerazione dopo l’ade-guato periodo d’incubazione.3 Per i non esperti in microbiologia. Le U.F.C. si ottengono mettendoin coltura, in condizioni controllate e definite per ciascun microor-ganismo target (temperatura, tempo d’incubazione, umidità relativa,terreno colturale) un campione contenente batteri, se del caso oppor-tunamente diluito. Il campione può essere rappresentato da unamatrice sia liquida sia solida, di origine biologica (sangue, urina,feci), ambientale (acqua, fanghi di depurazione, aerosol, superfici)o alimentare (latte, carni mangimi animali). La procedura di prepa-razione del campione da sottoporre a prova prevede, di solito, unafase preliminare di omogeneizzazione manuale o meccanica effet-tuata con l’ausilio di apparecchiature, con il duplice scopo di ren-dere omogeneo il campione, che può essere esaminato direttamen-te, o la sospensione madre ottenuta dopo l’aggiunta di specificodiluente alle matrici solide, e portare a uno stato di non aggrega-zione i batteri presenti. Idealmente, da ciascuna cellula battericasarà generata un’unica colonia, che per questo prenderà la deno-minazione di Unità Formante Colonia (UFC), visibile su terreno soli-do, pertanto agevolmente contabile a occhio nudo.Alcune fonti d’incertezza sono pertanto individuabili in quelle diseguito descritte: rappresentatività del campione rispetto all’interosistema da analizzare (incertezza di campionamento); presenza dibatteri aggregati che generano un’unica colonia invece di colonieseparate (sottostima del conteggio); presenza di colonie atipiche,generate da microorganismi diversi dai batteri d’interesse, ma avolte ascritte come generate da questi (falsi positivi; sovrastima delconteggio); non stabilità e uniformità della temperatura durante lafase d’incubazione, con conseguente insufficiente e/o anomalo svi-luppo di alcune colonie; incertezza legata al tempo d’incubazionedelle colture.4 La concentrazione di un m.o. in un campione della matrice èespressa con riferimento all’unità di massa se la matrice è solida (adesempio, nella ricerca di m.o. in alimenti, carne o formaggio), all’u-nità di volume se la matrice è liquida (ad esempio, latte o succo difrutta). L’esempio numerico nel testo fa riferimento a una matriceliquida, ad esempio latte: la concentrazione è da intendersi pertan-to come numero di m.o., al millilitro.5 Il processo di omogeneizzazione consiste in: macinazione (piùo meno grossolana) e successivo mescolamento del campione,prima di prelevare il primo e i successivi inoculi dopo diluizione,se la matrice è solida; agitazione del campione e dei successiviinoculi, prima di prelevare ciascuno di questi, se la matrice èliquida. 6 Con inoculo si intende il volume di sospensione microbica costi-tuita da campione tal quale o da diluente e campione in un rappor-to tra i due, legato al fattore di diluizione raggiunto. Nell’esempionumerico nel testo il volume d’inoculo per piastra è posto uguale a1mL.

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IL TEM

A

Cambiare tutto affinché niente cambi

Sergio Sartori

nel Sistema Internazionale di Unità come nella Sicilia del Gattopardo

I NUOVI MAGNIFICI SETTE

Nell’autunno del2011 la XXIVConferenza Ge-nerale dei Pesi edelle Misure di-scuterà una pro-posta di drasticocambiamento delSistema Interna-zionale di Unità:in luogo delle set-

te definizioni convenzionali delle unitàdi misura delle sette grandezze di base(metro – lunghezza, kilogrammo –massa, secondo – tempo, ampere –corrente elettrica, kelvin – temperatura,mole – quantità di sostanza, candela –intensità luminosa) viene proposto diassegnare valori concordati ed esatti asette costanti fisiche e chimiche1:a. la frequenza di transizione del

cesio 133 tra due livelli energetici;b. la velocità della luce nel vuoto;c. la costante di Planck;d. la carica dell’elettrone;e. la costante di Boltzmann;

f. la costante di Avogadro;g. l’efficienza luminosa di una radia-

zione monocromatica.La proposta è ampiamente illustratanell’articolo di Walter Bich. Mi limite-rò pertanto ad alcuni commenti.Le tre costanti a, b, g sono già attual-mente usate per la definizione, rispet-tivamente, del secondo, del metro edella candela.

CHI CI GUADAGNA, CHI CI PERDE

Poiché i valori delle sette costanti sonostati determinati usando le attuali rea-lizzazioni delle sette definizioni delleunità di base, non si avrà alcun gua-dagno generalizzato in precisione del-le misurazioni: alcuni settori, in parti-colare le misure elettriche, vedrannoufficializzato un percorso di conserva-zione e disseminazione delle unità giàin uso da anni (effetto Josephson per ilvolt; effetto Hall quantico per l’ohm)come percorso parallelo rispetto allarealizzazione dei campioni collegataalla forma dell’attuale definizione del-

l’ampere. Ne guadagnerà l’interametrologia elettrica, anche industriale,almeno nei paesi scientificamente etecnologicamente avanzati. Altri settorinon risolveranno i loro problemi: tipi-camente quelli che hanno bisogno diaccurate misure di massa e che, perottenerle, dovranno continuare a usareil prototipo e le sue copie, restandodipendenti dal detergente usato perpulire i campioni. Per di più se lo ve-dranno ogni tanto cambiare, anche sedi molto poco.Comunque vengano definite le setteattuali unità di base (tre o quattro tipo-logie di definizioni sono in discussio-ne), la messa in pratica di tali defini-zioni, ossia la realizzazione dei cam-pioni essenziali per produrre le misure,non muterà rispetto al passato. Le istru-zioni per la messa in pratica, e non ledefinizioni, sono l’aspetto importanteper le applicazioni e sono compito nonsemplice per il Comitato Internazionaledei Pesi e delle Misure (CIPM). Pertan-to si sta per creare un sistema che pro-vocherà gravi difficoltà a chiunquedebba illustrarlo a studenti di ogni ordi-ne e grado e ben pochi vantaggi perla scienza e per la tecnica. Inoltre l’e-ventuale nuovo sistema comporteràcosti: norme da rifare, libri di testo dariscrivere, documentazione per la qua-lità delle aziende da revisionare, corsidi aggiornamento da organizzare,leggi da aggiornare.Sorge spontanea una domanda: perchédunque questo complesso cambiamen-to? Per dimostrare come nulla cambinella sostanza e spiegare chi siano i per-sonaggi e gli organismi che dal cambia-mento di forma trarranno fama e benefi-ci, ripercorriamo la storia della definizio-ne attuale del metro, ratificata nel 1983e simile, nella struttura, alle future defini-zioni delle altre unità di base.

Da Tutto_Misure n. 3/2010

THOROUGH CHANGE – NO CHANGE? THE INTERNATIONALSYSTEM OF UNITS LIKE SICILY AT THE TIME OF “GATTOPARDO”From a practical viewpoint (uncertainty of measurement, primary and workstandards) almost nothing will change when switching from the seven presentbase unit definitions to the seven fixed and zero – uncertainty values attributedto seven fundamental constants. The paper tries to identify who will actuallybenefit from this switch, and concludes that its only benefit will be the justifica-tion of the high expenses made by some National Metrology Institutes, and tobring fame to few figures in metrology. The assumption is demonstrated throughthe example of the metre definition switch actuated in 1983.

RIASSUNTOPoiché dal punto di vista degli effetti pratici (incertezza delle misure, campioniusati) quasi nulla cambierà con l’attribuzione a sette costanti fondamentali divalori fissi e privi d’incertezza in luogo delle attuali sette definizioni delle unitàdi base, si tenta di spiegare a chi serve il complesso cambiamento proposto insede internazionale. Si conclude che servirà soltanto a giustificare le spesesostenute da alcuni Istituti Metrologici Nazionali e a dar lustro ad alcuni per-sonaggi della metrologia. Si dimostra quanto ciò sia vero attraverso l’esempiodel cambiamento, attuato nel 1983, della definizione del metro.

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UN CASO SEMPLICE CHE AVREBBEDOVUTO FAR SCUOLA

Esaminiamo le scelte possibili nel si-stema a due unità di base, metro e se-condo, la cinematica. Supponiamo didefinire l’unità secondo di tempo e l’u-nità metro di lunghezza come oggisono. La definizione del metro in real-tà fissa c0 = 299 792 458 m/s la ve-locità della luce in vuoto, valore esatto(privo d’incertezza) e immutabile. Dalladefinizione della velocità c0 il metro siricava ricordando che una lunghezzapercorsa da un ente (punto, oggetto,onda luminosa, ecc.) è uguale alla velo-cità (uniforme) dell’ente moltiplicata per iltempo in secondi impiegato a percorreredetta lunghezza. Dalla definizionec0 = 299 792 458 m/s otteniamo chela luce in 1 s percorre 299 792 458 m;quindi il metro è la frazione1/299 792 458 della distanza percor-sa dalla luce in vuoto in 1 s, come affer-ma, con altre parole, la definizione.Analizziamo il processo storico median-te il quale si giunge alla definizione dellavelocità c0 esatta e immutabile. Prima ilmetro era definito come multiplo, esattoe immutabile, di ordine 1 650 763,73della lunghezza d’onda in vuoto dellaradiazione corrispondente alla transizio-ne tra i livelli 2p10 e 5d5 dell’atomo dikrypton 86. Mediante quel secondo(definito come è ora) e quel metro vennemisurata, tramite sofisticati esperimenti,la velocità della luce2, trovandola ugua-le a 299 792 458 m/s, con un’incer-tezza inferiore a 0,1 m/s. Fu allora deci-so (XVII CGPM, 1983) di assumere talevalore come esatto per definizione,immutabile nel tempo, e di dedurre daesso il metro. L’incertezza che c’era nelvalore sperimentale della velocità dellaluce non venne persa: si trasferì tale equale sulla realizzazione dell’unitàmetro. Si preferì pertanto lasciar cam-biare il metro al migliorare delle tecnichesperimentali e mantenere immutabile lavelocità della luce3.Conclusione: definire il metro come mul-tiplo (esatto) di ordine 1 650 763,73della lunghezza d’onda in vuoto dellaradiazione corrispondente alla transizio-ne tra i livelli 2p10 e 5d5 dell’atomo dikrypton 86 o definire la velocitàdella luce c0 = 299 792 458 m/s condu-ce a situazioni perfettamente equivalenti.Al momento in cui si decide di preferire la

definizione c0 = 299 792 458 m/s l’in-certezza che si aveva sul valore di c0viene annullata, l’esperimento “misuradella velocità della luce in vuoto” divieneprivo di significato: eseguendolo, in real-tà si procede alla realizzazione delmetro sulla base della definizionec0 = 299 792 458 m/s.Il cambio della definizione del metro del1983 ebbe una serie di conseguenze,positive e negative. Fece felici gli astro-nomi e i fisici, perché mise fine al muta-re del valore della velocità della luce aogni miglioramento dei metodi per lasua misura. Diede ad alcuni grandi Isti-tuti Nazionali di Metrologia (in partico-lare di USA e Regno Unito) l’opportunitàdi giustificare davanti all’opinione pub-blica e ai finanziatori le ingenti sommespese per effettuare le misure della velo-cità della luce. Vedete, dissero, abbiamospeso bene i soldi ricevuti perché abbia-mo contribuito in maniera sostanziale aun cambiamento epocale della strutturadella definizione del metro, giovandoalla scienza come fisici e astronomi pos-sono testimoniare. Rese celebri, nellaristrettissima comunità degli specialistidegli Istituti di Metrologia, quei perso-naggi che sostennero il cambiamento.Ma ebbe anche un costo non trascurabi-le: si dovettero adeguare le norme, imanuali della qualità delle aziende, ilibri scolastici. Chi si trovò maggiormen-te in difficoltà furono gli insegnanti, inparticolare quelli delle scuole inferiori,costretti a trovare parole semplici perspiegare una definizione complessa. Perle aziende non cambiò alcunché nellasostanza delle loro misure; rimasero glistessi campioni che prima usavano, congli stessi valori e con le stesse incertezze.Oggi nessun Istituto di Metrologia realiz-za il metro secondo la nuova definizio-ne, ossia partendo dalla velocità dellaluce. Tutti si rifanno al metro come multi-plo di una lunghezza d’onda, scelta trale tante raccomandate dal CIPM. Peralcuni, pochi, grandi istituti è una sceltadi comodità: nel laboratorio accantosono pronti, anche se coperti di polvere,i banchi di sorgenti elettromagnetichenecessari per realizzare la scala di fre-quenza indispensabile per passare dallavelocità della luce al metro. Altri istituti diNazioni meno ricche e meno scientifica-mente avanzate dipendono dalle racco-mandazioni del CIPM sulle lunghezzed’onda, le quali possono essere propo-

ste solo da quei pochi ricchi Istituti. È unasorta di neocolonialismo metrologico,conseguenza del neocolonialismo scien-tifico e tecnologico.

CONCLUSIONI

Il giochetto proposto delle sette defini-zioni di valori delle costanti naturali èl’estensione del giochetto eseguito nel1983 con il metro e il secondo. È solomolto più complesso, più difficile daspiegare e da comprendere. A conclu-sione dell’analisi azzardo una previ-sione: la decisione verrà rimandata diquattro anni, per dar tempo ad altripersonaggi e istituti metrologici di sali-re sul carro della fama e dei benefici.

NOTE1 Una proposta del tutto simile fu avanzata,durante un congresso nel lontano 1900, daMax Planck.2 Chi desidera saperne di più sulla storia degliesperimenti per la misura della velocità della lucee sui risultati ottenuti può leggere la breve e chia-ra sintesi di Giovanni Battista Gualdi, Misurare lavelocità della luce: http://ulisse.sissa.it/chiediAUlisse/domanda/2004/Ucau041206d001. Utile per approfondire ulterior-mente la nota di Carlotta Forni: La storia dellavelocità della luce. Scritta nel 2005, la notacontiene però un errore che i lettori di questo li-bro dovrebbero essere in grado d’individuare:http://ulisse.sissa.it/chiediAUlisse/domanda/2005/Ucau050127d002.3 Si pone il problema di come fare a verificarese la velocità della luce cambia, ad esempio alcambiare della lunghezza d’onda della radia-zione elettromagnetica, visto che le unità dimisura sono generate supponendola costante.Ma questo è un problema complesso e forse discarso interesse pratico.

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ILTEMA

Sergio Sartori si è lau-reato nel 1961 in Ingegne-ria Elettronica al Politecni-co di Torino. Dal 1963 èstato dipendente e dirigen-te del CNR. Dal 1989 aoggi è membro del CIRP

(International Academy for ProductionEngineering). Dal 1994 al 1996 fondato-re e Presidente del Gruppo Italiano di Stu-dio sulle Macchine di Misura a Coordina-te (denominato CMM_Club). Dall’ottobredel 1995 al dicembre 1998 Direttore del-l’Istituto di Metrologia “G. Colonnetti” delCNR. Dal 1999 al 2009 è stato DirettoreResponsabile della Rivista “Tutto_Misure”.È autore di oltre 140 pubblicazioni e didue libri in molteplici settori della scienzae della tecnologia.

Collaudo d’impiantifotovoltaici

MISURE PER IL FOTOVOLTAICOGLI

ALT

RI

TEM

I Edoardo Fiorucci, Giovanni Bucci, Fabrizio Ciancetta

di media e grande taglia: un caso specifico

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TESTING OF MEDIUM AND LARGE-SIZED PHOTOVOLTAICPLANTS: APPLICATION TO A CASE STUDYAcceptance testing of medium and large-sized photovoltaic (PV) plantsrequires functional tests to verify the proper functionality and energy effi-ciency. A final certificate ensures the compliance with the technical require-ments, as required by the Italian “Conto Energia” program. Tests must beconducted according to several technical norms. The paper describes ameasurement system, implemented for testing medium-sized PV plants. Acase-study related to the test of an 842 kW plant is reported.

RIASSUNTOIl collaudo d’impianti fotovoltaici di media e grande taglia prevede verifi-che inerenti al corretto funzionamento e l’efficienza energetica; termina conil rilascio di una dichiarazione, obbligatoria per accedere alle tariffe del“Conto Energia”. Le norme specificano in modo puntuale le prestazionidella strumentazione da utilizzare. Nell’articolo è descritta la strumentazio-ne realizzata per il collaudo d’impianti di media taglia, riportando alcunirisultati inerenti a un impianto da 842 kW.

edoardo.fiorucci@univaq/itLavoro presentato al XXV Convegno annualedel Gruppo Misure Elettriche ed Elettroniche –Monopoli (BA), 3-5 settembre 2012.Gli autori afferiscono al Dipartimentodi Ingegneria Industriale, dell’Informazionee di Economia dell’Università dell’Aquila

IL COLLAUDO DEGLI IMPIANTIFOTOVOLTAICI

La prima fase del collaudo prevede laverifica che l’impianto presenti (i) lacontinuità elettrica e la corretta connes-sione tra i moduli fotovoltaici; (ii) la cor-retta messa a terra di masse e scarica-tori; (iii) l’isolamento dei circuiti elettricidalle masse (resistenza d’isolamentodell’impianto adeguata ai valori pre-scritti dalla CEI 64-8/6); (iv) il correttofunzionamento dell’impianto con diver-si valori di potenza generata e modali-tà operative (accensione, spegnimento,mancanza della rete del distributore,ecc.), in ottemperanza a quanto previ-sto dalla normativa vigente e, in parti-colare, da quella specificata dal DM19 febbraio 2007 e successive modifi-che e integrazioni.Le norme riguardanti gli impianti foto-voltaici sono numerose e affrontano dif-ferenti aspetti [1-5]. Quella di maggiorrilevanza è la CEI 82-25: “Guida allarealizzazione di sistemi di generazionefotovoltaica collegati alle reti elettrichedi media e bassa tensione” [1]. Essa

prescrive che, per la verifica dell’effi-cienza dell’intero sistema, siano misu-rati: (i) l’irraggiamento solare sul pianodei pannelli; (ii) la temperatura dell’am-biente (all’ombra); (iii) la temperaturadei moduli; (iv) le tensioni DC all’uscitadai moduli; (v) la corrente totale DCall’uscita dei moduli; (vi) la tensione AClato inverter; (vii) la corrente AC all’u-scita dell’inverter; (viii) la potenza attivagenerata; (ix) l’energia elettrica immes-sa nella rete. La precisione delle misu-razioni, riferita alla catena di misuracompleta (trasduttori inclusi), è previstoche debba essere migliore o uguale al5% per l’irraggiamento solare, all’1%per la temperatura ambiente e delmodulo e al 2% per i segnali di tensio-ne, corrente e potenza.Ulteriori importanti requisiti sono dettatidalla CEI EN 61724: “Rilievo delle pre-stazioni dei sistemi fotovoltaici – Lineeguida per la misura, lo scambio e l’a-nalisi dei dati” [2], nella quale sonospecificate le caratteristiche dei sistemidi acquisizione dati (SAD) utilizzabilinel processo di misura. Un importanteparametro richiesto riguarda la contem-

poraneità delle misure, ossia il rilievosimultaneo di tutte le grandezze inesame. Questo requisito è vincolantenella scelta dell’architettura e dellecaratteristiche del SAD. La presenzadella distorsione armonica di tensioni ecorrenti richiede opportune bande pas-santi per i trasduttori e frequenze dicampionamento del SAD.Per redigere il certificato di collaudodell’impianto è necessario misurarnel’efficienza, in quanto esso dev’essererealizzato con componenti che garan-tiscano valori minimi delle efficienzedei moduli fotovoltaici a) e dei con-vertitori di potenza b):a) Pcc > 0,85 * Pnom * I/Istc, (1)dove Pcc è la potenza in corrente con-tinua misurata all’uscita del generato-re fotovoltaico, Pnom è la potenzanominale del generatore fotovoltaico;I è l’irraggiamento in [W/m2] misura-to sul piano dei moduli, Istc è l’irrag-giamento in condizioni di prova stan-dard, pari a 1.000 W/m2.b) Pca > 0,9 * Pcc (2)dove Pca è la potenza attiva in cor-rente alternata misurata all’uscita delgruppo di conversione DC/AC.La misura della potenza Pcc e dellapotenza Pca dev’essere eseguita in con-dizioni d’irraggiamento sul piano deimoduli I superiore a 600 W/m2. Qua-lora nel corso di detta misura sia rile-vata una temperatura di lavoro deimoduli, misurata sulla superficie poste-riore, superiore a 40 °C, è ammessa lacorrezione in temperatura della poten-za stessa. In questo caso la condizionea) precedente diventa:

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a’) Pcc > (1 -Ptpv - 0,08) * Pnom * I/Istc (3)dove Ptpv indica le perdite termiche del generatore foto-voltaico (desunte dalle specifiche dei moduli), mentretutte le altre perdite del generatore stesso sono tipica-mente assunte pari all’8%.Nel collaudo d’impianti di media e grande taglia entranoin gioco problematiche inerenti l’estensione dell’impianto,con la difficoltà di garantire l’uniformità del valore di I pertutto l’impianto, e l’intensità delle grandezze, quali le cor-renti lato DC e AC, che possono essere dell’ordine del kA,rendendo difficile la loro trasduzione.

LE CARATTERISTICHE DELL’IMPIANTO OGGETTODEL COLLAUDO

ENERGETICA Italia, in collaborazione con GREENENGINEERING di Vasto (CH), ha realizzato un impian-to fotovoltaico di potenza 842 kWp nel Comune diCupello (CH). I docenti e i ricercatori dell’Unità GMEEdell’Università dell’Aquila sono stati incaricati di svilup-pare un sistema automatico di misura di elevate presta-zioni in grado di eseguire la caratterizzazione dell’im-pianto, con particolare attenzione alla misurazionedella distorsione armonica e alla verifica dell’efficienzaenergetica, in accordo con la normativa vigente.L’impianto (Fig. 1) ha una potenza complessiva è di842 kWp ed è connesso alla rete di distribuzione del-l’energia elettrica locale secondo il regime di cessionepura dell’energia. Una linea a 20 kV trasmette l’energiaprodotta e immessa dalla cabina di consegna, realiz-zata nei pressi dell’impianto.Dal punto di vista visivo gli elementi principali dell’im-pianto sono: il campo di moduli fotovoltaici, diviso in duesottocampi; la cabina di conversione DC/AC e di trasfor-mazione BT/MT, posta nella zona centrale dell’impianto,

Figura 1 – Layout dell’impianto fotovoltaico “Cupello 1”

GLIALTRI TEMI

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e la cabina di consegna ENEL, postanella parte superiore dell’impianto.Dal punto di vista elettrico gli elemen-ti principali sono: i due sottocampi dimoduli fotovoltaici, due convertitoristatici da corrente continua a correntealternata (inverter) e infine un trasfor-matore d’innalzamento della tensioneBT/MT. Fanno parte dell’impiantoanche (i) i cavi elettrici (interrati) d’in-terconnessione per la trasmissionedella potenza elettrica dal campo allacabina di conversione e da questa aquella di consegna, (ii) i dispositivi diprotezione e sezionamento, (iii) ilsistema di messa a terra, e (iv) unsistema per i servizi ausiliari.I moduli fotovoltaici in silicio policristalli-no, prodotti da ENERGETICA, sono deltipo E2000/220, con Pmax = 220 W a1000 W/m2. L’impianto ha, nel suocomplesso, 3.828 moduli. Ognuno deidue sottocampi è costituito da 87 strin-ghe in parallelo, ognuna costituita da 22moduli fotovoltaici. Ogni sottocampo èconnesso a un inverter distinto, un ABBPVS 800 da 500 kW, che include ancheun insieme di altri componenti, quali filtrie dispositivi di sezionamento e controllo.

IL SISTEMA AUTOMATICO DI MISURA SVILUPPATO

Come accennato, la normativa poneprecise prescrizioni soprattutto perquanto concerne la simultaneità dellemisure e l’incertezza complessiva. Incommercio sono disponibili diversi stru-menti, ma le loro prestazioni non sem-pre sono in linea con quanto atteso. Daverifiche sperimentali eseguite in labo-ratorio appare spesso disatteso quantoprescritto per la simultaneità delle misu-re e la frequenza di campionamento.L’uso di multiplexer, o di trasduttori econvertitori AD/DC con tempi di rispo-sta elevati, può ridurre la banda pas-sante del sistema e introdurre uno sfa-samento tra il segnale di tensione equello di corrente, con conseguenti er-rori nella misura dell’efficienza dell’im-pianto. Per questi motivi si è deciso direalizzare uno strumento in grado dieseguire le misure garantendo la pienacorrispondenza con la normativa. Altrovantaggio di questa scelta è quello di

avere un sistema aperto, con la possi-bilità di eseguire la misura di altri para-metri, oltre a quelli richiesti.Il sistema di misura sviluppato si basasu un’unità d’acquisizione dati multi-canale Agilent, costituita da: (i) 1chassis Agilent U2781A, (ii) 5 schedeU2542A DAQ e (iii) 5 “terminal blockand SCSI-II 68-pin connector“U2902A. Il sistema consente il cam-pionamento simultaneo di 20 canalianalogici, con una risoluzione di16 bit, e frequenza di campionamen-to fino a 500 kSample/s. Con la fre-quenza di campionamento scelta,pari a 20.480 Sample/s, sono statiacquisiti intervalli di 200 ms, in accor-do con la norma IEC 61000-4-7 [6]. I segnali d’interesse sono stati trasdot-ti con:1. tensione DC: 1 LEM CV 3-1.000;2. corrente DC: 1 LEM LF 2005-S;3. tensioni AC: 3 LEM CV 3-500;4. correnti AC: 6 LEM LF 2005-S;5. irraggiamento: solarimetro digitaleSunmeter, 0-1.250 W/m2, compen-sato in temperatura;6. temperatura dell’aria e dei pannel-li: 4 termocoppie di tipo J con modulidi condizionamento. Si è scelto di utilizzare coppie di trasdut-tori di corrente in parallelo sulle sbarreAC, a causa delle loro dimensioni.Le prestazioni del sistema sono stateverificate con il Fluke 6100A PowerStandard. Le incertezze delle singolemisurazioni sono le seguenti: (i) misu-razione della tensione in DC: ±0,2%,(ii) misurazione della tensione in AC:±0,2%; (iii) misurazione della corren-te in DC: ± 0,3%; (iv) misurazionedella corrente in AC: ±0,3%; (v) misu-razione della potenza in DC: ±0,5%;(vi) misurazione della potenza in AC:±0,5%; (vii) misurazione dell’irraggia-

mento: ±3%; (viii) misurazione dellatemperatura dell’aria: ±1%; (ix) misu-razione dell’umidità relativa dell’aria:±2%; (x) misurazione della temperatu-ra dei moduli fotovoltaici: ±1%. In Fig. 2 è riportato lo schema delsistema automatico di misura collega-to a uno dei due inverter.Il software di gestione, misura ed ela-borazione è stato realizzato in ambien-te National Instruments LabVIEW™, edè stato installato su un PC portatile con-nesso via USB con l’unità di acquisizio-ne Agilent. Il sistema è in grado di defi-nire e configurare i parametri di esecu-zione delle prove, acquisire le gran-dezze, elaborare le forme d’onda dipotenza istantanea, determinare i para-metri di potenza e di efficienza, fornireil risultato della verifica di efficienza inaccordo con [1], determinare il conte-nuto armonico di tensioni e correnti,memorizzare i dati.Nelle Figg. 3-5 sono riportati alcuni risul-tati ottenuti, che permettono di valutare leprestazioni dell’impianto. I dati si riferi-scono alla verifica di efficienza dell’Inver-ter 1, con i seguenti valori di grandezzeambientali: irraggiamento 933 W/m2,tensione lato DC 545,4 V, corrente latoDC 683,1 A, potenza lato DC372,58 kW, temperatura dell’aria 30,2°C, temperatura media dei pannelli38,4 °C, umidità relativa dell’aria 46%.


1. Guida CEI 82-25: “Guida alla realizza-zione di sistemi di generazione fotovoltaicacollegati alle reti elettriche di Media e BassaTensione”, 2011.2. CEI EN 61724: “Rilievo delle prestazionidei sistemi fotovoltaici – Linee guida per lamisura, lo scambio e l’analisi dei dati”,1999.

Figura 2 – Connessione del sistema di misura all’impianto

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3. CEI EN 60904-1(CEI 82-1): “Dispositivifotovoltaici – Parte 1: misura delle caratteri-stiche fotovoltaiche tensione-corrente”,2008.4. CEI EN 60904-2 (CEI 82-2): “Dispositivifotovoltaici – Parte 2: prescrizione per lecelle fotovoltaiche di riferimento”, 2009.5. CEI EN 60904-3 (CEI 82-3): “Dispositivifotovoltaici – Parte 3: principi di misura persistemi solari fotovoltaici per uso terrestre eirraggiamento spettrale di riferimento”,2009.6. IEC 61000-4-7 (CEI 210-70): “Tecniche diprova e misura – Guida generale per lemisure di armoniche e interarmoniche e rela-tiva strumentazione, applicabile alle reti dialimentazione e agli apparecchi a esse con-nessi”, 2010.

Edoardo Fiorucci è pro-fessore aggregato di Misu-re Elettriche ed Elettronichepresso il Dipartimento diIngegneria Industriale, del-l’Informazione e di Econo-mia dell’Università dell’A-

quila. Si occupa di strumentazione basatasu PC, sistemi di misura per la valutazionedella qualità dell’alimentazione elettrica,sistemi per il test e il collaudo automatico dimacchine elettriche, sensori smart perapplicazioni di misura distribuita.

Giovanni Bucci è pro-fessore ordinario di Misu-re Elettriche ed Elettroni-che presso il Dipartimen-to di Ingegneria Industria-le, dell’Informazione e diEconomia dell’Università

dell’Aquila. Si occupa di strumentazio-ne basata su PC, misure di potenza inregime deformato, sistemi di misura perla valutazione della qualità dell’alimen-tazione elettrica, sistemi di misura multi-processore, algoritmi digitali per stru-mentazione di misura in Real-Time.

Fabrizio Ciancetta èassegnista di ricerca pres-so il Dipartimento di Inge-gneria Industriale, dell’In-formazione e di Economiadell’Università dell’Aquila.Si occupa di strumentazio-

ne basata su PC, sensori smart per appli-cazioni di misura distribuita, sistemi dimisura per la valutazione della qualità del-l’alimentazione elettrica, algoritmi digitaliper strumentazione di misura in Real-Time.

Figura 3 – Andamento delle potenze istantanee acquisite all’uscita dall’Inverter 1

Figura 4 – Andamento delle correnti di linea acquisite all’uscita dall’Inverter 1

Figura 5 – Tensioni di fase acquisite all’uscita dall’Inverter 1

laboratorio-prove si realizza una lineadedicata, di lunghezza e tipo di cavoconcordati, priva di carichi dal seconda-rio del trasformatore che lo alimenta allapresa dedicata alle prove, oppure s’im-piega una rete a costanti concentratenormalizzata da interporre fra la presa el’EUT. La seconda scelta è quella, ovvia-mente, più conveniente e si chiama retedi alimentazione artificiale (“artificialmains network”, AMN) oppure rete distabilizzazione dell’impedenza di linea(“line impedance stabilization network”,LISN). Nel prossimo paragrafo analizze-remo questo dispositivo.

COME FUNZIONA E COME È FATTAUNA RETE ARTIFICIALE

Una rete artificiale deve svolgere leseguenti funzioni (vedi Fig. 1):1. Mostrare all’EUT un’impedenzanormalizzata. L’impedenza normaliz-zata sarà un valore rappresentativodella realtà. Abbiamo accennato so-pra allo studio [3] che fornisce indi-cazioni circa l’andamento e il valoredell’impedenza media al variare dellafrequenza. Altre indicazioni sono otte-nute da considerazioni elementari sul-l’impedenza a radiofrequenza di uncavo per energia. Essa sarà dominatadall’induttanza, perlomeno per le fre-quenze per cui vale una descrizione acostanti concentrate. Un valore di1 µH/m è plausibile, così come unalunghezza di cavo di alcune decine dimetri. In alta frequenza (costanti di-stribuite) si può assumere un valorecostante e pari all’impedenza caratte-

THE ARTIFICIAL MAINS NETWORKThe artificial mains network is one of the fundamental ancillary equipmentused in electromagnetic compatibility measurements. Here we recall whythe artificial mains network is so important, we analyze its structure andoperation and we approach the issue of measurement uncertainty.

RIASSUNTOLa rete artificiale è una delle apparecchiature ausiliarie fondamentali nellemisure di compatibilità elettromagnetica. S’illustrano qui le ragioni dell’im-portanza dell’impiego delle reti artificiali, si descrive la loro struttura e siaccenna all’incertezza di misura.

LA COMPATIBILITÀ ELETTROMAGNETICACA

MPI

ECOM

PATI

BILIT

ÀEL

ETTR

OM

AGNET

ICA

Strumentazione di basenelle misure di CE

Carlo Carobbi1, Marco Cati2,3, Carlo Panconi3

La rete artificiale per la misura dei disturbi condotti

1 Dip. Elettronica e Telecomunicazioni,Università di Firenze

2 Ricerca e Sviluppo, Esaote spa,Firenze

3 Elettroingegneria, [email protected]

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LE MISURE DI DISTURBI CONDOTTI

La misura dei disturbi condotti (tensio-ne e corrente) generati da un appa-recchio in prova (EUT) è generalmen-te eseguita misurando la tensioneoppure la corrente di disturbo chel’EUT inietta nella rete di alimentazio-ne, attraverso l’impiego di un filtropassa-alto che elimina il segnale dialimentazione. Ad esempio, una son-da di corrente a trasformatore (vediT_M n. 3/2006 e n. 1/2007) con fre-quenza d’angolo inferiore pari a9 kHz (il limite inferiore convenziona-le per la misura dei disturbi condotti)consente di misurare le correnti di di-sturbo a radiofrequenza prodotte dal-l’EUT attenuando di circa 45 dB lacorrente di alimentazione a 50 Hz.Una sonda di tensione passa-alto perla misura dei disturbi condotti è defi-nita nel §5.2 di [1]. Per la misura deidisturbi impulsivi con oscilloscopio(cioè nel dominio del tempo) è utile di-sporre di una sonda che combina, ol-tre a un filtro passa-alto, anche un fil-tro a tacca (“notch”) che produce unaforte reiezione della componente a50 Hz. Una realizzazione di talesonda con reiezione migliore di 90 dBè descritta in [2].Nelle precedenti considerazioni si ètrascurato un aspetto fondamentaledelle prove, cioè la loro riproducibilità.

Se si misurano i disturbi generati dauno stesso apparato in laboratori di-versi, si devono ottenere risultati di mi-sura ragionevolmente simili. Il punto èche la tensione e la corrente di disturboche l’EUT inietta nella rete di alimenta-zione dipendono dall’impedenza aradiofrequenza della rete di alimenta-zione stessa, e questa impedenza èmolto diversa da laboratorio a labora-torio (e da presa a presa all’interno diuno stesso laboratorio!). L’impedenzaa radiofrequenza della rete di alimen-tazione dipende, infatti, da una seriedi fattori fra cui, particolarmente impor-tante, l’impedenza e la posizione degliutilizzatori rispetto alla presa osserva-ta. Uno studio condotto da IBM oltre30 anni fa [3] mostrò che l’impedenzamedia ha un andamento crescentedalla decina di kilohertz a qualcheMegahertz, per poi divenire quasi indi-pendente dalla frequenza (e assumereun valore attorno a 90 Ω) fino a30 MHz. La variabilità dell’impedenzaattorno alla media è risultata esserenotevole: circa 20 dB (un fattore dieciin termini di rapporto fra massimo eminimo) in tutto l’intervallo di frequen-za considerato.Ecco allora che per garantire una buonariproducibilità delle misure occorre far sìche l’EUT veda un’impedenza a radio-frequenza normalizzata guardandoverso l’alimentazione. Ciò può essererealizzato in due modi: o in ciascun

CAMPI E COMPATIBILITÀELETTROMAGNETICA

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ristica (alcune decine di Ohm). Non cistupiremo quindi che l’impedenzanormalizzata della rete artificiale sia50 Ω in parallelo a 50 µH (vedi [1]).Come non ci stupiremo che l’impe-denza normalizzata sia 50 Ω inparallelo a 5 µH per le reti artificialidestinate all’impiego per prove nelsettore automobilistico (vedi ad esem-pio il §5.1 di [4]), poiché la lunghez-za di cavo dalla batteria alle apparec-chiature elettroniche a bordo di un vei-colo sarà certamente inferiore rispettoa quella di un impianto elettrico;

2. Accoppiare l’EUT a un ricevitore (oanalizzatore di spettro) per la misuradella tensione di disturbo a radiofre-quenza;3. Accoppiare l’EUT alla rete di ali-mentazione alla frequenza di rete.L’EUT deve, infatti, funzionare e quin-di essere alimentato!4. Disaccoppiare l’EUT dalla rete dialimentazione a radiofrequenza. Inaltre parole i disturbi che l’EUT gene-ra non devono raggiungere la rete dialimentazione;5. Disaccoppiare la rete di alimenta-zione dal ricevitore a radiofrequenza.Il ricevitore, infatti, deve misurare idisturbi a radiofrequenza generati

dall’EUT, ma non quelli (inevitabil-mente) presenti nella rete di alimenta-zione;6. Proteggere l’ingresso del ricevitoredalla tensione di alimentazione.Lo schema circuitale di una rete artifi-ciale per impiego da 9 kHz a 30MHz è in Fig. 2 [vedi 1]. G è il termi-nale di massa. Alla frequenza di retele induttanze sono cortocircuiti, men-tre le capacità sono circuiti aperti:quindi l’EUT è direttamente connessoall’alimentazione. I disturbi a radio-frequenza che si originano dalla retedi alimentazione sono attenuati primadi raggiungere l’ingresso del ricevito-re grazie all’azione del filtro passa-basso formato da C2 = 4 µF,R2 = 10 Ω, L1 = 250 µH, C1 = 8 µF,R1 = 5 Ω e L = 50 µH. Lo stesso filtropassa-basso impedisce ai disturbigenerati dall’EUT di raggiungere larete di alimentazione. Il filtro passa-alto formato dalla capacitàC = 250 nF e dalla resistenza d’in-gresso del ricevitore, R = 50 Ω, limital’ampiezza della tensione di reteall’ingresso del ricevitore a un valorenon dannoso1 e tale da limitare ilrischio di sovraccarico del ricevitore.Allo stesso tempo la capacità C con-nette l’EUT al ricevitore a radiofre-quenza2. Infine l’impedenza a radio-frequenza vista dall’EUT guardandonei terminali della rete artificiale èdominata dal parallelo fra la resisten-za d’ingresso del ricevitore, R, e laserie di R1 e L, cioè 50 Ω in paralleloa 50 µH in serie a 5 Ω3, che è il valo-re normalizzato dell’impedenza dellarete artificiale.A titolo esemplificativo nelle Figg. 3e 4 sono mostrati rispettivamente gliandamenti del modulo e della fasedell’impedenza vista dall’EUT quan-do i terminali L-E (vedi Fig. 2) sonocortocircuitati (linea magenta) equando i terminali L-E sono in circui-to aperto (linea blu). Nelle stessefigure sono mostrate con le lineenere gli andamenti dell’impedenzanormalizzata assieme alla tolleran-za ammessa4 (vedi paragrafo suc-cessivo) sull’ampiezza (±20%) esulla fase (±11,5°) e con le lineerosse i limiti d’impiego a 9 kHz a30 MHz.

Per le misure di disturbi nella gammadi frequenza compresa fra 150 kHz e30 MHz è impiegata una rete sempli-ficata. Tale rete non include la sezio-ne di filtraggio formata da C2, R2 e L1dal momento che l’induttanza L e lacapacità C1 offrono un adeguato iso-lamento in questo intervallo di fre-quenza. Seguendo lo stesso ragiona-mento C1 è ridotta da 8 a 1 µF, la resi-stenza R1 è sostituita da un corto-cir-cuito poiché la sua impedenza è tra-scurabile rispetto all’impedenza del-l’induttore L. Infine la capacità C èridotta da 250 a 100 nF poiché que-st’ultimo valore accoppia adeguata-mente il disturbo generato dall’EUT alricevitore riducendo ulteriormente latensione di rete all’ingresso del ricevi-tore.

Figura 1 – Schema di principio di una rete artificiale

Figura 2 – Schema circuitale di una rete artificiale per impiego da 9 kHz a 30 MHz

Figura 3 – Modulo impedenza vista dall’EUT. Terminali L-E lato alimentazione (vedi Fig. 2)

cortocircuitati (linea magenta) oppure in circuito aperto(linea blu). Linee nere: tolleranza del 20 % sul modulo

dell’impedenza normalizzata. Linee rosse: limiti d’impiego a 9 kHz e 30 MHz

Figura 4 – Fase impedenza vista dall’EUT. Terminali L-E lato alimentazione (vedi Fig. 2)

cortocircuitati (linea magenta) oppure in circuito aperto(linea blu). Linee nere: tolleranza di 11,5°sulla fase dell’impedenza normalizzata.

Linee rosse: limiti d’impiego a 9 kHz e 30 MHz

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N.04ƒ

; 2012 CAMPI E COMPATIBILITÀ

ELETTROMAGNETICA

A causa del valore di capacità eleva-to dei condensatori C1 e C2 le correntiche scorrono verso terra superano i30 mA, quindi è necessario che per lasicurezza dell’operatore l’involucrometallico della rete artificiale sia bencollegato alla terra di riferimento eche la rete artificiale sia alimentataattraverso un trasformatore d’isola-mento, al fine di evitare l’intervento diun eventuale interruttore differenzialeposto a monte dell’impianto. Inoltre ilresistore Rb = 1.000 Ω ha il compitodi scaricare l’energia immagazzinatanelle capacità una volta che la reteartificiale sia disconnessa dalla rete dialimentazione.Nelle prove ogni linea che alimental’EUT sarà connessa a una rete comequella in Fig. 2 (ad esempio sonousate tre reti artificiali per le provesu un EUT trifase o quattro reti se èpresente anche il neutro). Le misuredi disturbo sono eseguite connetten-do il ricevitore a ciascuna rete allavolta mentre le altre reti sono termi-nate su una resistenza di 50 Ω. Lereti artificiali commerciali possonoincludere fino a quattro reti con uncommutatore che permette di sele-zionare la linea alla quale connette-re il ricevitore, e di terminare le altresu 50 Ω.

RIPRODUCIBILITÀ

La principale causa di non riproduci-bilità delle misure di tensione di di-sturbo è l’imperfetta realizzazionedell’impedenza normalizzata. Sonofissate tolleranze sull’ampiezza e sullafase della rete artificiale che sono20% sull’ampiezza e 11,5° sulla fase.Tali tolleranze sono state stabiliteusando il concetto del cerchio di tolle-ranza in Fig. 5.Se Z è il valore complesso dell’impe-denza normalizzata e δZ = 0,2|Z|allora θ = arcsin(0,2) = 11,5°. Tutti ivalori d’impedenza complessa all’in-terno del cerchio di Fig. 5 sono con-formi alla specifica sulla tolleranzadell’impedenza. Il requisito sull’impe-denza dev’essere soddisfatto con laporta di alimentazione sia aperta siacortocircuitata.

Qual è l’incertezza associata all’im-perfezione nella realizzazione del-l’impedenza della rete artificiale. Sipuò dimostrare (vedi [5]) che taleincertezza (in termini di 1 scarto tipoe in dB) è:

(1)

dove ρ è pari a δZ/|Z|, e

(2)

Zn è il valore normalizzato dell’impe-denza complessa ed è tabulato in [6](ampiezza e fase). Il valore più altodell’incertezza u data dalla (1) si haquando la fase di Zn è massima. Adesempio per la rete artificiale di Fig. 2la fase di Zn è massima a 60 kHz evale 56,4° (vedi Tab. 3 di [6]) per cuiro = 0,904. Sostituendo ro nella (1) eassumendo ρ = 0,2 si trovau = 1,40 dB. Nessuna correzione de-ve essere applicata alle misure perquesta causa d’imperfezione (vediancora [5]).L’induttanza L è il componente piùcritico della rete artificiale, poichéè interessato allo stesso tempo siadal flusso della corrente che ali-menta l’EUT (che può essere anchedi grande valore, ad esempio100 A) sia dalla corrente di distur-bo a radiofrequenza (per cui tale

r

Zon

= 1

2cos(arg )

induttore non deve deviareeccessivamente dal suocomportamento ideale intutto l’intervallo di frequen-za d’impiego della rete arti-ficiale). Un induttore specia-le per questa particolareapplicazione è descritto nel-l’annesso A di [1].


1. CISPR 16-1-2:2003,“Specification for radio di-

sturbance and immunity measuringapparatus and methods, Part 1-2:Radio disturbance and immunitymeasuring apparatus – Ancillaryequipment – Conducted distur-bances”.2. L. M. Millanta, and M. M. Forti,“A Notch-Filter Network for Wide-Band Measurements of Transient Vol-tages on the Power Line,” IEEE Trans-actions on Electromagnetic Compati-bility, vol. 31, no. 3, pp. 245-253,Aug. 1989.3. John A. Malack, and John R. Eng-strom, “RF Impedance of United Statesand European Power Lines,” IEEETransactions on Electromagnetic Com-patibility, vol. 18, no. 1, pp. 36-38,Feb. 1976.4. ISO 7637-2:2011, “Road vehicles– Electrical disturbances from conduc-tion and coupling – Part 2: Electricaltransient conduction along supplylines only”.5. Carlo F. M. Carobbi and Man-fred Stecher, “The Effect of theImperfect Realization of the Artifi-cial Mains Network Impedance onthe Reproducibility of ConductedEmission Measurements,” IEEETransactions on ElectromagneticCompatibility, vol. 54, no. 5, pp.986-997, Oct. 2012.6. CISPR 16-1-2:2003/A2:2006,“Specification for radio disturbanceand immunity measuring apparatusand methods, Part 1-2: Radio di-sturbance and immunity measuringapparatus – Ancillary equipment –Conducted disturbances”.

Figura 5 – Rappresentazione del cerchio di tolleranza sull’impedenza

della rete artificiale

u

rin

rro

o

o

= ⋅−

−

−

8 6862

1 11 2

12

2

2

1 2,

( )( )( )

,/

ρρρ

Carlo Carobbi si è laureato con lode inIngegneria Elettronica nel 1994 pressol’Università di Firenze. Dal 2000 è Dottoredi Ricerca in “Telematica”. Dal 2001 èricercatore presso il Dipartimento di Elet-tronica e Telecomunicazioni dell’Universitàdi Firenze dove è docente di Misure Elet-

troniche e di Compatibilità Elettromagnetica. Collaboracome ispettore tecnico con l’ente unico di accre-ditamento Accredia. È presidente del SC 210/77B(Compatibilità Elettromagnetica, Fenomeni in alta fre-quenza) del CEI.

Marco Cati si è laureato con lode edencomio solenne in Ingegneria Elettronicaall’Università di Firenze nel 2001. Dal2005 è Dottore di Ricerca in Ingegneriadell’Affidabilità, Manutenzione e Logisti-ca. Dal 2005 fa parte del reparto R&S diEsaote dove è responsabile delle verifiche

di Compatibilità Elettromagnetica su dispositivi ecografi-ci. Collabora come ispettore tecnico con l’ente unico diaccreditamento Accredia. Svolge attività di consulentenel campo della compatibilità elettromagnetica e dellasicurezza elettrica.

Carlo Panconi si è laureato nel 2003 inIngegneria Elettronica all’Università diFirenze È Dottore di Ricerca in “Controllinon distruttivi”. Dal 1988 è insegnante diLaboratorio di Elettrotecnica e di Elettroni-ca nel triennio degli Istituti Tecnici e Pro-fessionali. Come libero professionista svol-

ge attività di consulenza nel campo della compatibilitàelettromagnetica e della sicurezza elettrica.

NOTE

1 Un attenuatore esterno può precedere l’ingresso delricevitore per maggior protezione.2 Specie alle frequenze più basse occorrerà tener contodel fatto che C non ha un’impedenza trascurabile rispet-to a 50 Ω per cui il rapporto di partizione della tensio-ne sarà apprezzabilmente inferiore a uno e occorreràtenerne conto attraverso un’apposita taratura.3 Non è insolito trovare la notazione 50 Ω//(50 µH + 5 Ω).4 Il requisito sull’impedenza deve essere soddisfatto conla porta di alimentazione sia aperta sia cortocircuitata.

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L’aeroporto inter-nazionale Hart-sfield-Jackson diAtlanta ha 179gate distribuiti suuna superficie di

circa cinquantatré ettari. Anche conuna sola telecamera per gate si arrivaa un totale di 180 telecamere, le cuiimmagini devono essere trasmesse edelaborate dal sistema di controllodella sorveglianza. Volendo avereinformazioni utili su quanto accade aciascun gate servono almeno alcunetelecamere per ciascuno di essi. Ilsistema di sorveglianza deve poi esse-re esteso a molte altre aree della sta-zione aeroportuale, quali ad esempiole piste di decollo e di atterraggio, ildeposito bagagli, le aree di check-ine quelle di parcheggio.Le telecamere sono distribuite su un’a-rea molto vasta, il che rende sensatoprevedere che almeno parte dell’ela-borazione delle immagini sia fattalocalmente, a bordo di ciascuna tele-camera. L’elaborazione, a sua volta,richiederà parecchio lavoro, conside-rando che, per quanto di dimensioniridotte, le immagini sono formate (alminimo) da alcune migliaia di byte,che il campo inquadrato è per suanatura dinamico e soggetto a occlusio-

anche il costo derivante dal consumodi energia che la trasmissione sul siste-ma rete comporta. Non è inusuale cheesso sia fra 100 e 1.000 volte piùgrande di quello dei sistemi di elabo-razione. Strettamente legato a questovi sono dunque il costo della rete di di-stribuzione di energia e il problemadella dissipazione del calore.La terza domanda è “come veicolare leinformazioni prodotte da ciascun no-do?”. Si profila, infatti, una struttura asistema distribuito, nel quale ciascunnodo non ha conoscenza diretta dellostato degli altri nodi, se non attraversomessaggi. Poiché questi hanno costinon trascurabili, non è realistico preve-dere che tutte le telecamere possanocomunicare fra loro a coppie; pertantola logica di transito delle informazionidovrà poter utilizzare algoritmi cheminimizzino il numero di messaggi epropaghino le informazioni lungo per-corsi intelligenti (ad esempio. caratte-rizzati da un numero minimo di nodi),in modo da utilizzare la banda dispo-nibile in modo efficiente.La quarta domanda è “come garanti-re che le informazioni arrivino intempo?”. Quest’aspetto è di estremaimportanza quando si vuole che il si-stema operi in modo efficace, e aprela porta a problematiche legate aitempi di latenza nel recapito delle in-formazioni. La trasmissione real-timediventa quindi necessaria.Problematiche come quella fin quidescritta sono state affrontate daiprimi anni ’80 e a tutt’oggi rientranoin ambiti di ricerca e di sviluppo diestremo interesse, che hanno portatoalla realizzazione dei cosiddetti si-stemi distribuiti basati su SmartCameras (Distributed SmartCameras: DSC) [1].I sistemi DSC sono il risultato di unaconvergenza nell’avanzamento dellaconoscenza in aree diverse, che sonola computer vision, le tecnologie a

ni e che l’informazione alla quale si èinteressati è di tipo complesso. Infatti,nella maggioranza dei casi, non si trat-ta semplicemente di determinare lapresenza o l’assenza di un oggetto,ma di riconoscere una situazione, iden-tificare e tracciare (tracking) un indivi-duo, stimare la probabilità di un even-to o valutare grandezze macroscopi-che (quali il traffico passeggeri), cherichiedono operazioni di segmentazio-ne e conteggio non banali.La trasmissione delle informazionicostituisce un aspetto di estrema com-plessità. La prima domanda che sorgeè “a chi o a che cosa trasmettere?”. Aun supervisore centrale basato su unalogica client-server? A un sistema conuna struttura gerarchica? A un sistemacon una struttura ad albero? La seconda domanda è “quanto co-sta?”. Le voci di spesa sono molte: visono i singoli nodi, che acquisiscono leimmagini e hanno costi diversi a secon-da che siano oppure no in grado dieseguire operazioni di “alleggerimen-to” quali la compressione dei video; viè il costo del sistema d’interconnessio-ne (la rete), che deve garantire una lar-ghezza di banda adeguata; vi è ilcosto delle memorie, sia per l’elabora-zione sia per lo stoccaggio delle infor-mazioni, e il costo dei processori. Vi è

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Smart Cameras distribuite

A cura di Giovanna Sansoni ([email protected])

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DISTRIBUTED SMART CAMERASThe section on Artificial Vision is intended to be a “forum” for Tutto_Misurereaders who wish to explore the world of components, systems, solutions forindustrial vision and their applications (automation, robotics, food&bevera-ge, quality control, biomedical). Write to Giovanna Sansoni and stimulatediscussion on your favorite topics.

RIASSUNTOLa rubrica sulla visione artificiale vuole essere un “forum” per tutti i lettoridella rivista Tutto_Misure interessata a componenti, sistemi, soluzioni per lavisione artificiale in tutti i settori applicativi (automazione, robotica, agroa-limentare, controllo di qualità, biomedicale). Scrivete alla Prof. Sansoni esottoponetele argomenti e stimoli.

larga scala d’integrazione (VLSI) e le tecnologie diembedded computing. Le applicazioni basate su com-puter vision, che prima dello sviluppo di sistemi VLSIrichiedevano l’utilizzo di workstation dedicate, dati irequisiti in termini di capacità di elaborazione e dimemoria, sono potute migrare su sistemi embedded,progettati per incorporare funzionalità di calcolo, memo-rizzazione e trasmissione, con vantaggi consistenti intermini di costo, affidabilità, scalabilità e consumo dipotenza. Nei sistemi DSC le Smart Cameras costituisco-no i nodi in un sistema distribuito.

Come schematizzato in Fig. 1, l’architettura di base diuna Smart camera è composta di tre unità, che effettuanooperazioni di sensing, di elaborazione e di comunicazio-ne. L’unità di sensing utilizza sensori in tecnologiaCMOS (complementary metal-oxide-semiconductor) oCCD (charge-coupled device) che costituiscono la sorgen-te dei dati (espressi nella forma di carica elettrica o di ten-sione). I dati grezzi sono organizzati in forma matricialee convertiti in forma digitale; l’unità controlla importantiparametri quali la frequenza di acquisizione e il tempo diesposizione; inoltre al suo interno sono effettuate opera-zioni di pre-processing, come ad esempio quelle finaliz-zate al miglioramento del contrasto delle immagini e delrapporto segnale-disturbo. L’unità di elaborazione gestisce le operazioni diprocessamento delle immagini. In questo stadio vengo-no, ad esempio, eseguiti algoritmi di riconoscimento delmovimento, segmentazione, tracking, riconoscimento dioggetti, in modo da fornire in uscita informazioni aggre-gate in tempo-reale. L’unità di trasmissione infine èdotata delle interfacce che consentono il trasferimentodei dati astratti attraverso il sistema distribuito. Tipici pro-tocolli di trasferimento sono quelli basati su USB, Ether-net, Gigabit Ethernet e Firewire. Le funzionalità di ogni unità sono realizzate su architet-ture diverse, quali ad esempio piattaforme System-on-Chip (SoC), che utilizzano un singolo processore, opiattaforme che sfruttano logiche di parallelismo o pipe-line fra processori eterogenei. Architetture basate suField-programmable array (FPGA), e processori dedica-ti alle operazioni di calcolo (digital signal processors:DSP) sono tipicamente utilizzate per le funzionalità dicalcolo. Il livello di astrazione dei dati dipende dall’applicazio-ne per la quale la Smart Camera è stata progettata.Oltre alle operazioni già citate, è possibile realizzare inmodo efficiente elaborazioni ad alto livello, quali quelle

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Figura 1 – Struttura di una Smart Camera - Tratta da [1]

NUOVO STRUMENTO DI TRACCIATURA E MISURA

Soprattutto le aziende di dimensioni piccole e medie, come glistudi di design, le officine meccaniche o le falegnamerie, cer-cano strumenti di tracciatura e misura facili da usare e di costocontenuto. Il nuovo DEA TRACER manuale di Hexagon Metro-logy è proprio questo: una CMM manuale in grado di misura-re pezzi medio-grandi. Sostituendo la testa di misura con unapunta a tracciare, il multifunzionale DEA TRACER è pronto perdiverse applicazioni di tracciatura.L’essenza del nuovo strumento è la semplicità: nell’installazio-ne, nell’uso e nella manutenzione. Il sistema di tracciatura emisura di base ha una struttura a braccio orizzontale che faci-lita il caricamento dei pezzi, come i modelli di stile, stampi eanime per fonderia, strutture di carpenteria e particolari inlamiera. Per un’ergonomia ideale, il braccio orizzontale è sem-pre bilanciato e gli utenti possono posizionarlo in modo preci-so senza affaticamento, anche dopo un utilizzo prolungato. Lamovimentazione e il blocco degli assi avvengono tramitemanopole di comando e freni indipendenti per ciascun asse.Gli assi scorrono su guide lineari e cuscinetti a ricircolo di sfereche non richiedono alimentazione pneumatica.La configurazione di base di DEA TRACER comprende il brac-cio singolo, la testa di misura TESASTAR e il visualizzatore diquote digitale. Per estendere le possibilità di impiego del siste-ma, gli utenti possono scegliere tra varie opzioni: configura-zione a doppio braccio, testa di misura TESASTAR-i, softwaredi misura PC-DMIS, diversi piani di lavoro e un kit di traccia-tura. La concezione aperta di questa CMM rende possibili laverifica dimensionale e la tracciatura, ad esempio nei modellidi stile o nelle fusioni in ghisa.Lo strumento è disponibile da oggi in Europa, Asia-Pacifico eSudamerica.

Per ulteriori informazioni: www.hexagonmetrology.com

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CAMPI E COMPATIBILITÀELETTROMAGNETICA

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VISIONEARTIFICIALE

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tipiche di un sistema decisionale (og-getto sospetto, soggetto in zona nonadeguata ecc.). Particolare importan-za rivestono poi gli algoritmi di com-pressione video: essi si rendono ne-cessari anche a fronte della trasmis-sione d’informazioni già aggregate,poiché la massa dei dati da trasmet-tere è molto grande e si rende neces-sario ottenere un ragionevole compro-messo fra il requisito di bassa latenzanel recapito dei dati e la banda di-sponibile. Gli algoritmi di compressio-ne video sono stati oggetto d’intensostudio a partire dall’avvento della reteEthernet. Il lavoro svolto rende oggiuna pratica comune lo scaricare fil-mati e podcast dalla rete; allo stessomodo, in un sistema distribuito, i nodiintelligenti sono in grado di fornire leinformazioni in modo compresso, conlivelli differenti e noti a priori di quali-tà dei dati.Le interfacce di comunicazione mag-giormente adatte alla trasmissione real-time sono del tipo “wired”: lo stato del-l’arte in materia di protocolli GigabitEthernet, Camera Link e Firewire con-sente larghezze di banda compatibilicon la trasmissione in tempo reale.Questa caratteristica non era tipicadelle reti wireless (almeno fino a qual-che anno fa), mentre al presente sonodisponibili protocolli di trasferimentowireless che ben si adattano ancheall’applicazione in sistemi DSC [2].Un aspetto non secondario è rappre-sentato dal consumo di energia:nel corso degli anni sono state svilup-pate Smart Cameras con un consumodi energia da poche centinaia di mWfino ad alcune decine di watt. Comegià detto precedentemente il consumodi energia dipende anche dalla piat-taforma scelta per il sistema distribui-to: tipicamente, infatti, sistemi wirelessa banda bassa o media consumanolivelli di energia significativamenteridotti rispetto a sistemi “wired” adalta larghezza di banda.Le logiche di distribuzione dei dati neisistemi DSC hanno una rilevanzanotevole per molti aspetti. Uno di que-sti risiede nel fatto che più SmartCameras possono condividere datiappartenenti alla stessa scena (laridondanza è necessaria, ad esem-

pio, per ragioni di affidabilità o percompensare gli effetti di occlusionegià menzionati). Conseguentemente,è necessario che i dati aggregati pro-dotti da ciascuna siano condivisi, inmodo da fornire informazioni a livellidi astrazione e di completezza mag-giori. Lo sviluppo di protocolli di di-stribuzione delle informazioni in reti“collaborative” è materia molto com-plessa e tocca non solo aspetti di effi-cienza e di affidabilità, ma anche diprotezione e riservatezza dei dati.L’approccio iniziale è stato quello diseguire i paradigmi basati su strutturea multi-livello realizzate in servizi cosìdetti “middleware”, quali quelliprogettati per i protocolli ISO-OSI. Tut-tavia, nei sistemi DSC, questi strumen-ti devono essere realizzati su piatta-forme embedded, che utilizzano di-spositivi con risorse limitate [3]. L’atti-vità di ricerca e sviluppo si è indiriz-zata negli ultimi anni nella direzionedi fare propri alcuni concetti e solu-zioni sviluppate per le reti di sensoriwireless (Wireless Sensor Networks:WSN), specialmente per quanto ri-guarda gli aspetti di affidabilità e dibasso consumo. Le soluzioni realizza-te sono il risultato di un compromessoche tiene conto delle differenze esi-stenti fra i sistemi DSC e le reti WSN:ad esempio, il carico di dati da tra-smettere e la capacità computaziona-le sono molto maggiori nei sistemiDSC rispetto ai sistemi WSN. A tut-t’oggi dunque non esiste una propo-sta unificata in materia di protocollimiddleware, ma piuttosto soluzioni adhoc, anche molto performanti, che pri-vilegiano aspetti differenti secondo leapplicazioni di riferimento [4]. Come s’intuisce da questa breve de-scrizione, la materia è estremamentecomplessa e pone molti problemi, lecui soluzioni sono ancora lontane dal-l’essere definite. Tuttavia le applica-zioni possibili sono tali e così rilevan-ti economicamente che i sistemi DSCsono considerati strategici sia a livellodi ricerca sia a livello di marketing.Fra i campi applicativi più significati-vi vanno citati i sistemi intelligenti disorveglianza video, nei quali l’o-biettivo è l’identificazione veloce dicomportamenti anomali nelle scene

inquadrate; vi sono poi le applicazio-ni di trasporto intelligente, neiquali le reti di smart cameras sono uti-lizzate sia per il controllo di vastearee di stoccaggio, sia in veicolibasati su visione. Le reti DSC trovanoanche impiego in medicina, adesempio per il controllo in vivo e intempo reale del campo operatorio, oin applicazioni di sorveglianza (moni-toring) in pazienti a rischio. Tipiciambiti applicativi sono quelli dell’uti-lizzo di sistemi di visione integrati inimpianti industriali, per ispezio-ne, robotica e controllo dei processiproduttivi, cioè in aree nelle quali letecnologie di computer vision e siste-mi embedded trovano la propria natu-rale collocazione.Per ultima, ma non certo perché menoimportante, vi è tutta l’area applicati-va che viene globalmente definitaembedded vision, che sta avendoun enorme impulso grazie alle tecno-logie mobile con cui abbiamo tutti ache fare giornalmente. Mi riferiscocioè alla disponibilità di smartphone,cellulari e tablets, per i quali il trend èdi sviluppare soluzioni di controllo(anche remoto), connettività e comuni-cazione utilizzando i sensori di visio-ne embedded in questi prodotti: qualeopportunità migliore per mettere afrutto in dispositivi che sono alla por-tata di tutti le caratteristiche di trasdu-zione, processing, trasmissione, con-nettività e istradamento già sviluppateper i sistemi DSC?


1. An Introduction to distributed smartcameras, B. Rinner, W. Wolf, Procee-dings IEEE, Vol. 96, No. 10, 2008.2. Smart Camers, A. N. Belbachir(Ed.), Springer, 2012.3. D. C. Schmidt, “Middelware forreal-time and embedded system”,Comm. ACM, Vol. 45, No. 6, pp. 43-48, 2002.4. A.A. Zarezadeh, “Enabling com-munication infrastucture and protocolon embedded distributed smart came-ras”, Proc. of the fifth ACM Internatio-nal Conference on Distributed SmartCameras, pp. 1-6, 2001.

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Siemens ha recentemente acquisito LMS, forni-tore leader di test e simulazione meccatronica,per 680 milioni di euro. La società acquisitadiventa il Business Segment per il Test e laSimulazione di Siemens PLM.LMS è partner di riferimento nel Test e nellaSimulazione Meccatronica dell’industria auto-mobilistica, aerospaziale e delle altre industriemanifatturiere avanzate. La transazione, che èsoggetta all’approvazione da parte delle auto-rità di regolamentazione, ammonta a 680milioni di euro. LMS è partner di oltre 5.000aziende leader di settore ed è l’unico fornitoreal mondo a offrire piattaforme complete per ilTest e la Simulazione Meccatronica, includen-do l’ingegneria di sistemi model-based.Per il Dott. Ing. Urbain Vandeurzen, Chairmane CEO di LMS, “Questa acquisizione è lamigliore opzione strategica possibile per con-tinuare ad avere successo in un’industria inconsolidamento, sia per lo staff LMS che per isuoi clienti. Per massimizzare la nostra cresci-ta futura, abbiamo deciso di entrare in Sie-mens PLM, il fornitore PLM vincente con lavisione, l’ambizione, la posizione di mercato ele risorse, per diventare il numero uno mon-

SIEMENS E LMS UNISCONO LE FORZEdiale nel settore del software tecnico industria-le. Da quando LMS è stata fondata, nel 1980,abbiamo assistito a 30 anni di profitto e conti-nua crescita dei ricavi. Con più di 1.200 dipen-denti in 40 paesi, nei primi nove mesi del2012 abbiamo registrato una crescita recorddi 142 milioni di euro e un profitto record sto-rico. LMS diventerà il Business Segment per ilTest e la Simulazione di Siemens PLM e conso-liderà ulteriormente la sua posizione di leadernei settori automobilistico, aerospaziale e dellealtre industrie avanzate attraverso l’integrazio-ne con PLM Siemens CAE. Il nostro quartiergenerale di Lovanio resterà il centro per il Teste la Simulazione. Siemens PLM farà leva sulvalore del marchio LMS, nome che continueràa rappresentare per i nostri clienti un simbolodi eccellenza ingegneristica”.“La simulazione meccatronica di prodotti com-plessi diventerà sempre più importante nellosviluppo e nei processi di produzione di pro-dotti intelligenti e competitivi. Con l’acquisizio-ne di LMS, raggiungeremo una posizione dileadership anche in questo segmento di soft-ware e potremo aumentare significativamenteil ritmo e la forza innovativa dei nostri clienti”,

ha dichiarato Siegfried Russwurm, membro delManaging Board di Siemens AG e CEO delSettore Industria.“Con l’acquisizione di LMS continuiamo a per-seguire il nostro obiettivo di fornire la gammacompleta di soluzioni di sviluppo prodotto, dalvirtuale al fisico. Ciò permetterà di migliorarele nostre competenze di base aggiungendofunzionalità di simulazione model-based, pro-gettazione, test e misure, sia ai processi di pro-gettazione virtuale sia a quelli di sperimenta-zione fisica. L’integrazione dell’ambiente com-pleto offre ai nostri clienti la possibilità di riuni-re tutte le informazioni provenienti dal modellologico, dal modello fisico e dal modello fun-zionale, per affinare e ottimizzare i risultati deiprogetti e delle misure, trasformando il proces-so decisionale nello sviluppo del prodotto. Èqualcosa che i nostri clienti apprezzano oggie sapranno apprezzare ancor più domani.Siamo impegnati a investire internamente e tra-mite acquisizioni per realizzare la nostravisione, inclusa la fornitura di soluzioni per lasimulazione di livello mondiale” ha dichiaratoChuck Grindstaff, CEO e Presidente di Sie-mens PLM Software Business Unit.

MISURE E FIDATEZZAI

SERIA

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MIS

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L’approccio previsionaleall’affidabilità

Marcantonio Catelani 1, Loredana Cristaldi 2, Massimo Lazzaroni 3

Modelli e banche dati

1 Università degli Studi di [email protected] Politecnico di [email protected] Università degli Studi di [email protected]

INTRODUZIONE

Prevedere l’affidabilità di un sistema,soprattutto a livello di progetto, è digrande importanza [1-7]. Per fare ciòsi è spesso nella necessità di conosce-re le prestazioni affidabilistiche deicomponenti e delle parti che costitui-scono il sistema in esame. Tali infor-mazioni possono essere ricavate inmaniera diversa in funzione dei diver-si ambiti tecnologici in cui ci si trovaa operare (elettrico ed elettronico,meccanico, software, ecc.), eseguen-do prove di laboratorio, prove suimateriali e, infine, utilizzando le ban-che dati.In ambito elettrico ed elettronico lebanche dati rappresentano uno stru-mento di grande utilità. Nate negliStati Uniti, hanno prevalentementecome punto di partenza l’analisi deidati di guasto raccolti in ambito mili-tare e dei relativi sistemi elettronici. Èproprio tra il 1943 e il 1950, infatti,che apparve chiara la correlazionetra la frequenza dei guasti degli ap-parati di comunicazione e navigazio-ne e la severità delle condizioni ope-rative in cui essi si trovavano a ope-rare (ad es. la temperatura). Nel1952 iniziarono i lavori dell’AGREE(Advisory Group on the ReliabilityElectronic Equipment), un gruppo diconsultazione che pubblicò, nel

1957, una relazione sulle specifiche esulle prove a proposito dell’affidabili-tà di tali apparati. È da quest’atto ches’innesca la nascita di banche datimirate (databook) a supporto dellaprogettazione con l’obiettivo di forni-re una sorta di valutazione del tassodi guasto (failure rate).Nel 1953 la Radio Electronic Televi-sion Manufacturer’s Association(RETMA, poi Electronic IndustriesAssociation, EIA), istituì una commis-sione per le applicazioni elettronicheallo scopo di determinare metodi eprocedure per la raccolta, l’analisi ela classificazione di dati affidabilisticii cui lavori si concretizzarono con laredazione degli Electronics Applica-tions Reliability Review Bulletins. Sipuò affermare che tali pubblicazionirappresentano la prima raccolta ra-gionata di dati messa a disposizionedalle aziende. Organizzazioni indu-striali quali Radio Corporation ofAmerica (RCA), General Electric (GE)e Motorola vi pubblicarono, inoltre, irisultati delle prove di vita da lorocompiute sui componenti utilizzati.Una traccia di questo importante lavo-ro è contenuta nella prima edizionedel MIL HDBK 217E (“Reliability pre-diction of electronic equipment”, delDipartimento della Difesa americananel 1962) [8].Il primo tentativo di definire un Hand-

book che riportasse anche informa-zioni riguardo componenti meccanicied elettromeccanici si ebbe nel 1959con il Martin Titan Handbook notocome “Procedure and Data for Esti-mating Reliability and Maintainability”.Il pregio di questo Handbook è diaver cercato di presentare i dati se-guendo un criterio di standardizza-zione. Il Titan è, infatti, la prima rac-colta dati in cui i tassi di guasto sonoespressi in funzione delle ore di fun-zionamento e che adotta nei calcoli ladistribuzione esponenziale. Se dauna parte i dati riportati soffrono delfatto di non essere supportati dallecorrette informazioni statistiche (nonsono riportati, infatti, la numerositàdel campione testato, il numero diguasti rilevati e il numero di ore di os-servazione), dall’altra questi dati sonosupportati dalle informazioni sui modidi guasto. È qui che si propone l’usodei fattori empirici (“fattori K”) chetengono conto dei modi d’impiego edell’eventuale presenza di ridondan-ze.

BANCHE DATI DELLA SECONDA GENERAZIONE

Dagli anni ‘60 si assiste alla nascitadi programmi di raccolta e organiz-zazione dei dati affidabilistici. Que-sto lavoro porterà alla definizione diHandbook quali: MIL-Handbook-217,Failure Rate Data Bank (FARADA) eRADC Non-Electronic Reliability Note-book.

FORECAST APPROACH TO DEPENDABILITYIn a previous work we proposed the reliability tests performed in the labo-ratory by means of appropriate equipment. In this article we consider theforecast calculation and, then, how to assess the failure rate of componentand system by using databases.

RIASSUNTODopo aver parlato in un precedente lavoro di prove di affidabilità che pos-sono essere eseguite in laboratorio utilizzando adeguata strumentazione, inquest’articolo ci soffermiamo sul calcolo previsionale, e quindi come valu-tare il tasso di guasto di componente e di sistema ricorrendo all’impiegodelle banche dati.

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Vale la pena di descrivere, succinta-mente, le caratteristiche di queste ban-che dati.

MIL-Handbook-217Il MIL-Handbook-217 raggruppa icomponenti in categorie e sottocate-gorie connotati da fattori correttivi. Leultime edizioni contengono, ovvia-mente, una mole di dati non indiffe-rente che rendono questa raccoltauna delle più complete. Sfortunata-mente il modo come i dati sono statiraccolti e organizzati fa sì che le infor-mazioni non sempre siano attendibili.I modelli contenuti nel MIL-HDBK-217fanno riferimento solo ai difetti di pro-duzione sui quali intervengono glistress legati all’utilizzo; problemi lega-ti al design, al trasporto e alle moda-lità di utilizzo non sono invece tenutiin debito conto dal modello. Per taleHandbook non è possibile definireuna vera e propria confidenza. In par-ticolare le variazioni di tolleranzasono mascherate dall’uso dei fattori Ke, inoltre, i tassi di guasto sono consi-derati come misure fissate di un’ap-parecchiatura specifica, e non comemisura generale di una gamma di tipidi apparecchiature.

Failure Rate Data Bank (FARADA)Dagli anni ‘70 del secolo scorso fusponsorizzato un programma d’inter-scambio dei dati riguardanti le appa-recchiature vendute in ambito milita-re. Questo programma, noto comeGIDEP (Government/Industry DataExchange Program) ha avuto il meritodi mettere insieme oltre 400 parteci-panti, di cui l’80% erano organizza-zioni industriali private. La raccoltapromossa dal GIDEP è stata correda-ta dal primo sistema software per iltrattamento dei dati, con il vantaggiodi un aggiornamento veloce e diun’organizzazione secondo formatiutili al loro trattamento statistico. Ilrelativo Handbook, FARADA, fornisceoltre ai tassi di guasto anche informa-zioni concernenti i tassi di sostituzionesulla popolazione di apparecchiaturee, laddove disponibili, sui modi diguasto. I dati riportati provengono daesperienze sul campo, da test di vita

l’Handbook italiano EIREDA – Euro-pean Industry Reliability Data Hand-book) o all’assenza di questa informa-zione (situazione tipica degli Hand-book utilizzati in ambito militare). L’attenzione di questi database si ècomunque spostata dall’industria mili-tare e aerospaziale a tipologie d’im-pianto intrinsecamente critiche comegli impianti nucleari civili, le piattafor-me petrolifere e gli impianti dell’indu-stria chimica.Moderne raccolte di dati affidabilisti-ci di pubblico dominio sono:– IEEE-Std-500 (Piscataway, NJ,1984)– OREDA (Offshore reliability data,Norvegia, 1984)– EIREDA (European Industry Reliabi-lity Data Handbook, Italia, 1991)– T-BOOK (Reliability Data of Compo-nents in Nordic Nuclear Power Plants,Svezia)– CCPS (Guidelines of the Center forChemical Process Safety, New York,1989)– NSWC-94/L07 – Handbook ofReliability Prediction Procedures forMechanical Equipment. In particolare quest’ultimo, sviluppatodal Naval Surface Warfare Center –Carderock Division, fornisce modelli ditasso di guasto per le classi fondamen-tali di componenti meccanici (cinghie,molle, cuscinetti, freni, frizioni, percitarne alcuni). I modelli di tasso diguasto tengono conto dell’impatto sul-l’affidabilità dei componenti di alcunifattori; per comprendere meglio questoaspetto basti pensare che per unamolla i modi di guasto più comuni sonola rottura a fatica e l’eccesso di carico.L’affidabilità di una molla dipenderàdal materiale di cui è fatta, dall’am-biente di lavoro e dal modo con cui èstato eseguito il progetto. È ovvio chel’utilizzo di questi modelli richiede moltidati che potrebbero non essere notiall’utilizzatore. Altro aspetto di questodatabase è che nelle valutazioni nonc’è un parametro riguardante i difetti difabbricazione.È bene, inoltre, osservare che non esi-ste un “profilo” unico dell’utente dellebanche dati: le informazioni raccoltesono ovviamente utili all’ingegnereprogettista (che è interessato ai mec-

accelerati e da test di affidabilità di-mostrativi.Il problema legato all’analisi statisticaadottata da questo Handbook è che idati provengono da popolazioni nonomogenee. Pur utilizzando la distribu-zione chi-quadro per la definizionedegli intervalli di confidenza, la me-dia del tasso di guasto così stimatanon è rappresentativa delle sottopo-polazioni del campione. Uno dei pro-blemi che accomuna i diversi databa-se è l’uso, nella definizione degli in-tervalli di confidenza, delle sole tecni-che statistiche.

Altri manualiAltri manuali, d’impostazione analogaall’Handbook MIL, sono quelli che sioccupano prevalentemente di dati perdispositivi e componenti utilizzati inambito telecomunicazioni come il Ma-nuale RPP edito da Bell Core nel 1984,il Manuale HRD edito da British Tele-com e il Manuale Italtel IRPH93 (questomanuale ha visto la collaborazione siadei francesi del CNET sia della BritishTelecom). Il manuale RPP riporta datiprincipalmente per dispositivi e com-ponenti utilizzati in ambito telecomuni-cazioni e copre, inoltre, ben cinque dif-ferenti ambienti di utilizzo. Elementocomune che caratterizza questi data-base è il considerare componenti contasso di guasto costante.

BANCHE DATI DELLA TERZA GENERAZIONE

Appare evidente che uno degli obiet-tivi della definizione di un Handbookdovrebbe essere quello di consentirel’utilizzo di dati adeguatamente con-notati dalla loro incertezza. Nascequindi il problema, più volte affronta-to ma non ancora risolto in modo uni-voco, di come definire l’incertezzadelle misure di affidabilità.Non potendo fare riferimento a unametodologia unica e condivisa, nelladefinizione dell’incertezza si passadall’utilizzo dei quantili (si pensi al-l’Handbook svedese T-BOOK – Reliabi-lity Data of Components in Nordic Nu-clear Power Plants) alla definizioned’intervalli di confidenza (si pensi al-

I SERIALIMISURE E FIDATEZZA

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su componenti e sistemi. Tutto_Misure.- ISSN 2038-6974. – Anno 14, N° 3,Settembre 2012, pagg. 205-210.8.MIL-HDBK-217F, Reliability Predictionof Electronic Equipment (December,1991), con Notice 1 -10 July 1992 eNOTICE 2 - 28 February 1995.

canismi di guasto e ai modi di gua-sto), all’analista del rischio (le infor-mazioni sulla disponibilità del sistemaovvero della probabilità di successodella missione passano attraverso ladisponibilità dei componenti e dei re-lativi tassi di guasto) e, in modo sem-pre più presente, all’esperto di manu-tenzione, oggi più di ieri attento alleprestazioni del servizio.

ALCUNE CRITICITÀ

L’elemento critico nella realizzazionedi un Handbook è il modo con cui vie-ne progettata la raccolta dei dati e ladefinizione degli attributi che defini-scono gli intervalli per le misure di affi-dabilità. Per comprendere meglio taleconcetto si pensi ad esempio a uncomponente molto semplice e larga-mente diffuso quale può essere il resi-store. In realtà basterebbe consultareun qualunque catalogo anche per l’ac-quisto on line di questo semplice com-ponente per capire come la definizionedei parametri che lo caratterizzano siafondamentale. Infatti, sotto la voce“resistori” vengono annoverate diversetipologie del componente, con le piùvarie applicazioni d’uso.Nei database della seconda genera-zione la determinazione delle corri-spondenze fra gli attributi viene la-sciata all’utilizzatore: ciò rappresentauna criticità in quanto sono le modali-tà di raccolta che consentono la disa-mina ottimale delle corrispondenzetra tali attributi. Nei database dellaterza generazione, invece, è previstoun approccio di tipo gerarchico chefornisce all’utilizzatore una guidaquando la conoscenza degli attributirisulta insufficiente.

CONCLUSIONI

La previsione di affidabilità attraverso ilcalcolo del tasso di guasto di compo-nente e di sistema rappresenta un’in-formazione estremamente utile in fasedi progetto e realizzazione di un appa-rato. Tuttavia il calcolo che porta adeterminare il tasso di guasto comples-sivo, e quindi l’MTBF, può in alcuni casi

risultare complesso e caratterizzato daelevata incertezza. Ciò è dovuto alfatto che un sistema coinvolge tecnolo-gie di natura diversa: elettrica ed elet-tronica, meccanica, software, ecc. Inambito elettrico ed elettronico un ausi-lio importante ci è fornito dalle banchedati, raccolta d’informazioni opportu-namente strutturata in funzione di mol-teplici aspetti: funzione/i svolta/e dalcomponente, ambiente operativo, con-dizioni di utilizzo, ecc.. In un successivo articolo verranno pre-sentati alcuni esempi di calcolo con loscopo di dare un’idea di come puòessere, in questo contesto, eseguitauna previsione di affidabilità pur, èbene ricordarlo, con un certo marginedi approssimazione.

BIBLIOGRAFIA

1. M. Catelani, L. Cristaldi, M. Laz-zaroni, L’affidabilità come requisito diprogetto di componenti e sistemi: Lestrutture Serie e Parallelo. Tutto_Misu-re. - ISSN 2038-6974. – Anno 13, N°3, Settembre 2011, pagg. 213-216.2. M. Catelani, L. Cristaldi, M. Lazza-roni, L. Peretto, P. Rinaldi, “L’affidabili-tà nella moderna progettazione: unelemento competitivo che collega sicu-rezza e certificazione”, Collana I qua-derni del GMEE, Vol. 1 Editore: A&T,Torino, 2008, ISBN 88-90314907,ISBN-13: 9788890314902.3. Lazzaroni, L. Cristaldi, L. Peretto, P.Rinaldi and M. Catelani, ReliabilityEngineering: Basic Concepts andApplications in ICT, Springer, ISBN978-3-642-20982-6, e-ISBN 978-3-642-20983-3, DOI 10.1007/978-3-642-20983-3, 2011 Springer-Verlag,Berlin Heidelberg.4 A. Birolini: Reliability Engineering –Theory and Practice. Springer, Hei-delberg, 6 Ed., 2010, ISBN: 978-3-642-14951-1.5. R. Bellington, R. N. Allan: “Reliabi-lity Evaluation of Engineering Sy-stems”- Plenum Press, NY, 1996.6. L. M. Leemis: Reliability, Probabili-stic Models and Statistical methods,2nd edn., ISBN: 978-0-692-00027-4.7. M. Catelani, L. Cristaldi, M. Laz-zaroni, Le prove di laboratorio: Prove

I SERIALIMISURE E FIDATEZZA

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Marcantonio Catela-ni è Professore Ordinariodi Misure Elettriche edElettroniche presso ilDipartimento di Elettroni-ca e Telecomunicazionidell’Università di Firenze.

La sua attività di ricerca si svolge pre-valentemente nei settori dell’Affidabilità,della diagnostica e qualificazione dicomponenti e sistemi, del controllo dellaqualità e del miglioramento dei proces-si. Fa parte del CT 56 – Affidabilità –del CEI ed è coordinatore di gruppi diricerca, anche applicata, delle temati-che citate.

Loredana Cristaldi èProfessore Associato diMisure Elettriche ed Elet-troniche presso il Diparti-mento di Elettrotecnicadel Politecnico di Milano.La sua attività di ricerca è

svolta principalmente nei campi dellemisure di grandezze elettriche in regimedistorto e dei metodi di misura per l’af-fidabilità, il monitoraggio e la diagnosidi sistemi industriali. Fa parte del CT 56– Affidabilità – del CEI.

Massimo Lazzaroni èProfessore Associato diMisure Elettriche ed Elet-troniche presso il Diparti-mento di Fisica dell’Uni-versità degli Studi diMilano. La sua attività di

ricerca è rivolta alle misure per le appli-cazioni industriali, per la diagnosticadei sistemi industriali, per l’Affidabilità eil Controllo della Qualità. Fa parte delCT 85/66 – Strumenti di misura dellegrandezze elettromagnetiche, Strumen-tazione di misura, di controllo e dalaboratorio e del CT 56 – Affidabilitàdel CEI.

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SCANSIONE LASER PIÙ FACILE E PRECISA

Quando si svol-gono ampi pro-getti di scansionelaser, si finiscegeneralmente conl’avere a disposi-zione serie di datipiuttosto volumi-nose. Nel caso diprogetti di scan-sione complessi èquindi fondamen-tale mantenere

una chiara overview e il formato dei dati costituisce la basedi tutto il successivo lavoro di progettazione. Con l’ultimaversione (5.1) di SCENE, software di elaborazione dellescansioni di CAM2, la gestione dei dati e l’elaborazionedelle scansioni diventano ancora più semplici e chiare. Semplicemente fare ordineNel software sono integrati i cosiddetti “Clipping Box”, chepermettono di focalizzare l’attenzione sulle parti dei mate-riali di scansione effettivamente rilevanti per l’attività diprogettazione. Il software offre agli utenti una vista a nuvo-la di punti che comprende un elevatissimo numero di puntidi scansione oppure una realistica vista fotografica: basta-no pochi clic per selezionare le sezioni più importanti deidati, che poi vengono “tagliate” ed evidenziate, mentre ilmateriale irrilevante viene nascosto. Le ortofoto aprono nuove possibilitàAvvalendosi dei Clipping Box, l’utente ha anche la possi-bilità di salvare ortofoto in formato TIFF. Ciò permette dilavorare nel software CAD in dotazione anche quandoquest’ultimo non supporta la lettura di scansioni, ossia dinuvole di punti. Le ortofoto servono quindi come base peri disegni. Accelerazione dei processi di lavoroLa nuova versione di SCENE offre un posizionamento auto-matico più veloce delle singole scansioni di un progettograzie a un migliorato riconoscimento dei piani e allanuova integrazione della determinazione automatica delladirezione di scansione principale. Ciò è molto utile soprat-tutto quando si tratta di posizionare singole scansionisenza aver precedentemente definito e impostato i target diriferimento poiché consente di ridurre al minimo le fonti dierrore. App-friendly e navigazione tridimensionaleLa nuova versione del software di elaborazione delle scan-sioni di CAM2 vanta inoltre una migliore interfaccia App,che permette una facile gestione delle App e consente aglisviluppatori software di programmare con facilità nuoveApp per rispondere a ulteriori esigenze specifiche e di ren-derle disponibili sul nuovo sito CAM2.

Per ulteriori informazioni: www.cam2.it

NEWS

CONFORMITÀ E AFFIDABILITÀI

SERIA

LI

CONF

ORM

ITÀE

AFFID

ABILI

TÀ

Dalla conformità all’efficacia

Tommaso Miccoli

Tiemme Sisteminetwork Kosmosnet (Padova)[email protected]

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Parte 2 – Le informazioni

THE INFORMATIONData and relevant information are a particular type of company asset.Unfortunately they are not often considered as such. This may be due totheir intrinsic characteristics: they are intangible, they can be duplicated,they are not subject to wear and they are not valued in the balance sheet.However, Organizations that manage information as a strategic resourceand invest in their quality lay down the base to achieve an economic advan-tage. Management of documents, intended as the systematic control of theirissue, maintenance and use, is a key element for the knowledge and know-how of a company. Indeed, correct and effective management of informa-tion assets reduces operational costs and response time, and increases theoverall quality of the provided service.

RIASSUNTOI dati e le relative informazioni sono un particolare tipo di asset aziendaleche spesso non è considerato come tale. Le motivazioni sono forse da ricer-care nelle caratteristiche intrinseche che presentano perché essi sono intan-gibili, duplicabili, non soggetti a usura, e non sono valorizzati a bilancio.Le Organizzazioni che riescono a gestire le loro informazioni come unarisorsa strategica investendo nella loro qualità, pongono le basi per ottene-re un vantaggio competitivo, poiché la gestione documentale, intesa comeil controllo sistematico dell’emissione, la tenuta sotto controllo e l’utilizzo deidocumenti, è un fattore determinante della conoscenza e del know-howcomplessivo dell’azienda. Infatti, una corretta ed efficace gestione degliasset informativi riduce i costi operativi, migliora i tempi di risposta eaumenta la qualità complessiva del servizio reso.

DOCUMENTI E INFORMAZIONE

In tutte le norme che trattano i sistemi digestione, trovano degnamente posto ipunti in cui si sviluppano i requisiti con-cernenti il sistema stesso, alla gestionedella documentazione e alla gestionedei dati. Tutta l’attenzione in genere èrivolta al documento come tale, senzaconsiderarlo nella sua reale dimensione,ossia “contenitore d’informazioni”. Ciòmolto spesso costituisce un elementobanalizzante del requisito normativostesso, poiché ne comporta una gestionepuramente formale e non sostanziale. Sedovessimo declinare la qualità di undocumento, dovremmo pensarci un po’prima di riuscire a trovare una caratteri-stica qualitativa, sempre probabilmentebanale, da associare. Se invece pensas-

simo al documento come un contenitored’informazioni, e l’informazione diven-tasse l’oggetto da gestire, ecco che allo-ra tutto assumerebbe una dimensione dif-ferente. Infatti, parlando di “qualità del-l’informazione” subito avremmo dadeclinare una serie di caratteristiche qua-litative che questa dovrebbe avere comead esempio, l’accessibilità, la veridicità,l’aggiornamento, la disponibilità, la ri-servatezza, ecc. Appare quindi evidenteche il sistema documentale che un’Orga-nizzazione utilizza sarà tanto più appro-priato, quanto più riuscirà ad assicurareefficacemente le caratteristiche sopramenzionate.Altro elemento di fondamentaleimportanza che risalterebbe subito inevidenza è che, presso qualsiasi tipodi Organizzazione, semplice o com-

plessa che sia, sono presenti almenodue sistemi di gestione documentale:il sistema di gestione cartaceo e il si-stema di gestione informatico. Il pri-mo, in genere, è sempre anche ecces-sivamente trattato nei sistemi di gestio-ne certificati/accreditati, mentre il se-condo molto spesso è appena accen-nato.Se prendessimo ad esempio una dellecaratteristiche qualitative dell’informa-zione prima elencate e la consideras-simo in entrambi i sistemi (cartaceo einformatico) capiremmo subito l’im-portanza di affrontare l’argomento inmaniera strutturata e completa. Adesempio, consideriamo l’accessibili-tà all’informazione, sia quandoquesta è contenuta in un sistema do-cumentale cartaceo, sia quando risie-de all’interno del sistema informatico.Entrambi i sistemi dovrebbero garanti-re un’accessibilità precisa, selettiva etempestiva. Tuttavia, nei sistemi di ge-stione documentati su carta si è cer-cato di garantire tali aspetti attraversola definizione di un presunto “gradodi dettaglio”, creando così la gerar-chia tra manuale della qualità, proce-dure gestionali, istruzioni operative emodulistica. Invece, nel caso di un si-stema informatico, se sfruttato corret-tamente nelle sue potenzialità, talesuddivisione non avrebbe più sensoperché l’accesso corretto è garantitoda altri software (motori di ricerca)che certamente non utilizzano lo stes-so criterio del grado di dettaglio.

Informazioni e norma ISO/IEC 17025:2005Com’è certamente noto, la normaISO/IEC 17025:2005 è suddivisain due parti: requisiti di sistema e

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requisiti tecnici. Nella prima partetrovano spazio i requisiti finalizzatia garantire la sistematicità delle me-todologie utilizzate affinché un’Or-ganizzazione abbia sotto controllole attività di “struttura”, preliminarialla fase analitica, mentre la secon-da parte è dedicata fondamental-mente alle modalità che si riferisco-no all’utilizzo delle risorse destinateall’esecuzione sia delle attività ana-litiche sia delle relative attività dicontrollo. I requisiti della suddetta norma chesono dedicati, in tutto o in parte allagestione strutturata dell’informazione,sono i seguenti:• requisito 4.2 – sistema di gestione;• requisito 4.3 – tenuta sotto controllodella documentazione;• requisito 4.13 – tenuta sotto control-lo delle registrazioni;• requisito 5.4.7 – tenuta sotto con-trollo dei dati.

Sistema di gestione (4.2)A mio avviso il sistema di gestione èun punto fondamentale non solo nel-l’ISO/IEC 17025 ma in tutte le nor-me di sistema, dove spesso non èconsiderato, in fase applicativa,nella sua reale importanza e critici-tà. Questo, spesso, è causa di unaserie di carenze nella successivaapplicazione degli altri requisiti. Ladefinizione di sistema di gestione è:“Insieme di elementi correlati e inte-ragenti (sistema) per stabilire politi-

ca e obiettivi e perconseguire tali obietti-vi (ISO 9000 p.to3.2.2).Dalla definizione data,appare evidente che,nel trattare il sistemadi gestione, occorretenere presente sia ele-menti fisici (processi) siaelementi intangibili (infor-mazioni). Si potrebbeipotizzare, quindi, di de-scrivere la documenta-zione di sistema comenell’esempio che segue:

4.2.1 SISTEMA DIGESTIONE

Il sistema che XXX ha adottato si basasul modello organizzativo per proces-si per garantire una misura delle pre-stazioni erogate più efficace nei risul-tati e più efficiente nelle risorse utiliz-zate ed è realizzato da:• rete aziendale dei processi;• rete aziendale delle informazioniresidenti su supporto cartaceo e sup-porto informatico.L’identificazione della sequenza edelle interazioni tra gli elementisuddetti è garanzia che consentiràun monitoraggio delle prestazioniintese al raggiungimento degliobiettivi aziendali di efficacia e diefficienza.

4.2.1.1 Rete aziendale dei ProcessiTutte le attività effettuate presso XXXsono state raggruppate in tre livellicosì definiti:• Macroprocessi: è il primo livello diclassificazione ……omissis• Processi: rappresenta il secondolivello ……omissis…• Sottoprocessi: è il terzo e ultimo livel-lo …..omissis….Ogni Macroprocesso può contenerepiù di un processo e ciascun processopuò contenere più sottoprocessi. Inallegato 1 è riportata la mappaturacompleta.

4.2.1.1.1 Classificazione dei processi…..omissis…

4.2.1.1.2 Formalizzazione dei processiL’accesso alla documentazione deiprocessi avviene mediante un cruscot-to dove sono riportati tutti i macropro-cessi e processi descritti con diagram-mi di flusso funzionali …….. omis-sis……

4.2.1.2 Rete aziendale della documentazione La struttura della documentazione pre-vede la suddivisione in documenti dipianificazione e documenti di regi-strazione ……omissis…… • Politica per la qualità: …omissis…• Manuale della qualità (MQ):…omissis…• Flussi dei Processi (FP) – ProcedureGestionali (PG) – Procedure Organiz-zative (PO): …omissis…• Procedure di Prova (PDP): ...omissis… • Procedure di Taratura (PDT): ...omis-sis…• Istruzioni operative (IO): ...omissis…• Documenti di registrazione (MOD):...omissis…

4.2.1.3 Rete aziendale del sistema informatico Il sistema informatico di XXX è com-posto di:• infrastruttura fisica, hardware e diconnettività;• infrastruttura sistemistica;• applicativi.Esso è descritto in dettaglio sul docu-mento programmatico per la sicurez-za (DPS) al quale si rimanda per ulte-riori dettagli e specificità. Di seguito èriportata sinteticamente la descrizionedi tali elementi:• Infrastruttura fisica, hardware e diconnettività. Fanno parte dell’infra-struttura fisica i componenti hardwareper il supporto applicativo (switch,router, hub) …omissis…. La connettivi-tà è garantita …omissis… • Infrastruttura sistemistica. I sistemioperativi adottati sono Windowsbased …omissis… • Applicativi. Le principali applicazio-ni presenti nel sistema informaticosono:• il gestionale operativo….• il gestionale amministrativo……• il Sw di reportistica direzionale …..

I SERIALICONFORMITÀ E AFFIDABILITÀ

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Figura 1 – Accessibilità all’informazione in un sistema cartaceo e in uno informatico

• il Sw di Business Process Manage-ment ……• il Sw di posta elettronica ….• Il Sw intranet aziendale ….• Le responsabilità inerenti alla gestio-ne del Sistema informatico fannocapo …omissis… “Così facendo si pongono le basi perla successiva trattazione nel punto 4.3delle procedure software e nel punto4.3.1 dei data base.

Tenuta sotto controllo della documentazione (4.3)Nel considerare questo requisito èopportuno riferirsi alla nota 1 del punto4.3.1 della norma ISO/IEC 17025che pone in evidenza come un docu-mento possa trovarsi su vari supporti,stampati o elettronici, e presentarsi inqualsiasi forma, digitale o analogica,fotografica o scritta. Questo sta a indi-care che, se opportunamente identifi-cata e gestita, anche una sequenzafotografica può essere una istruzionedi lavoro sintetica, inequivocabile esoprattutto essenziale. In genere, però,si preferisce utilizzare quasi esclusiva-mente la documentazione cartacea,con qualche breve e superficiale cennoal sistema informatico. Per una gestio-ne completa, quindi, il primo passo èd’identificare tutti i possibili “supportidell’informazione” e in relazione allaloro specificità descriverne l’utilizzo, lemodalità per garantirne il controllo e lerelative responsabilità.Uno dei requisiti aggiuntivi alla normache ha creato non poche perplessità ailaboratori di prova è quello riportatoal punto 4.3.3.4 del documento tecni-co ACCREDIA RT08 che cita testual-mente: “Il laboratorio, qualora utilizziprocedure informatiche (programmisoftware) per soddisfare i requisiti diconformità richiesti dalla norma,dovrà rendere disponibili informazionisullo stato di configurazione di tali pro-grammi software, su eventuali modifi-che e sulle correlazioni tra lo specificosoftware usato e i punti della normagovernati dallo stesso”.Se si paragona una procedura softwa-re a una procedura cartacea, e si con-sidera che i due supporti dell’informa-zione abbiano peculiarità strutturali dif-ferenti, si è in grado di soddisfare facil-

mente la richiesta. Infatti è sufficienteriepilogare, allo stesso modo con cui siprocede per le procedure cartacee, isoftware presenti, identificarne la ver-sione e le responsabilità dell’aggiorna-mento o d’interfacciamento con il for-nitore. È necessario anche fare notarequali sono i requisiti normativi gestitiinformaticamente in quanto, spesso, laprocedura software ha un nome di fan-tasia associato alla generica descrizio-ne di LIMS (Laboratory InformationManagement System). Occorre quindiconsiderare che un laboratorio, con unLIMS, possa gestire la sola accettazio-ne dei campioni ed emissione dei rap-porti di prova, oppure utilizzarlo nellasua completezza per la gestione dellaboratorio, compresa la conservazio-ne informatica dei documenti prodotti.Per questo motivo va indicato quali atti-vità sono gestite con un LIMS in quan-to, in relazione all’ampiezza di utiliz-zo, variano le modalità di gestione uti-lizzate ai fini della sicurezza dei dati.

Tenuta sotto controllo delle registrazioni (4.3) e dei dati (5.4.7)I dati sono il risultato delle attivitàaziendali e da questi bisogna partireper qualsiasi tipo di considerazione asupporto delle decisioni aziendali, acondizione che questi realmente sianosignificativamente rappresentativi deiprocessi da cui derivano (“Decisionibasate sui dati di fatto” – 7° principiosulla gestione della qualità – normaISO 9000:2005 punto 0.2).Affinché ciò avvenga occorre che il pro-cesso di acquisizione dei dati sia gover-nato da regole ben precise, in modotale che ne consentano la confrontabili-tà nel tempo. Ma quali sono le regoledi acquisizione dei dati se non le pro-cedure formalizzate? Infatti la disponi-bilità di procedure formalizzate con-sente non solo il raggiungimento dellivello qualitativo pianificato del prodot-to/servizio, ma anche di stabilizzare lemodalità di acquisizione dei dati (regi-strazioni) garantendo che tale raccoltaavvenga con le stesse modalità, nellostesso formato, nelle medesime fasi econ regole analoghe. Se questo è attua-to, allora i dati registrati presentano lestesse caratteristiche qualitative e

potrebbero costituire un valido aiuto alsupporto decisionale.Cosa vuol dire qualità del dato?Distinguiamo due momenti a cui rife-rirsi: la fase di raccolta e la fase di uti-lizzo. In fase di raccolta le caratteri-stiche qualitative sono la completez-za, la comparabilità, la rappresentati-vità e la coerenza, mentre in fase diutilizzo sono la disponibilità e l’acces-sibilità. La completezza rappresen-ta la quantità di dati validi ottenuti daun sistema di raccolta/misura, lacomparabilità rappresenta la confi-denza con cui un set di dati può esse-re confrontato con un altro set di dati,la rappresentatività è la misuradel grado con cui i dati rappresenta-no in modo adeguato una caratteristi-ca di un processo, e infine la coe-renza è il livello di confrontabilità didati provenienti da più sistemi infor-mativi che contengono la stessa natu-ra dei dati. A differenza della compa-rabilità, più centrata sui processi, lacoerenza fa riferimento diretto ai datirilasciati da più fonti. In fase di utiliz-zo, invece, la disponibilità e ac-cessibilità dovrebbero essere garan-tite dal sistema che è utilizzato. In particolare i dati, per essere corretta-mente utilizzati, dovrebbero garantirel’autenticità (dati non autentici posso-no derivare da segnalazioni intenzio-nali o accidentali di dati non corretti,errori di calcolo o software, proceduredi registrazione carenti); l’integrità (siconsiderano integri i dati riportati aseguito di procedure che garantisconola buona e corretta raccolta), e infinel’usabilità, definita rispetto alle esi-genze di utilizzo dei dati.Il sistema adibito alla loro archivia-zione, data base e relativo software,dovrebbe possedere alcune caratteri-stiche di potenzialità e di protezionequali ad esempio:1. accesso al sistema: è consentitosulla base delle necessità di operaresui sistemi. Si applica sia ai singolisistemi informatici degli utenti, sia aisistemi multi-utente;2. accesso ai data base: i dati devonoessere protetti da accessi non autoriz-zati con l’attuazione di controlli ammi-nistrativi e procedurali. Gli accessisono consentiti in relazione al ruolo


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che il personale ha nell’Organizzazio-ne. Le procedure per il controllo degliaccessi vanno documentate;3. back up: protezione preventiva dallaperdita di dati mediante copie aggior-nate e meccanismi di recupero. La fre-quenza è principalmente definita perridurre al minimo l’entità delle conse-guenze in caso di perdita e in relazio-ne al tempo necessario per il ripristino;4. sicurezza dei dati: se necessario idati vanno classificati in relazionealla loro importanza strategica conriferimento a considerazioni particola-ri di riservatezza. Dati classificativanno trattati e conservati su dispositi-vi “classificati”;5. data entry: le attività d’inserimento deidati, di trasferimento e di trasformazionedevono essere verificati per garantirel’integrità dei dati sia mantenuta;6. modifiche sui data base: ogni cam-biamento della base dei dati va regi-

strato per garantire la tracciabilità deidati di campo e di laboratorio. Leregistrazioni dovrebbero contenere ladescrizione della modifica, il motivodella variazione, il nome di chi laeffettua, la data, una copia dei datiprima della variazione

CONCLUSIONI

Applicare un sistema di gestione ècome fare un viaggio all’interno deiprocessi; man mano che il viaggio sicompie, il processo si realizza, sonoraccolte e registrate informazioni sututti gli aspetti d’interesse. Nel viag-giare sono raccolte informazioni sututto ciò che più ci colpisce o ci inte-ressa, nell’esecuzione dei processisugli aspetti critici o di conformità.Come al rientro da un viaggio, primadi condividere con gli amici l’espe-

rienza compiuta, analizziamo tutte leinformazioni raccolte e riordiniamo lefoto e i pensieri ricordando i vari luo-ghi visitati, così, riferendoci ai proces-si, i dati raccolti vanno riesaminati eapprovati prima della loro archivia-zione per consentirne un efficace esignificativo utilizzo futuro.

Tommaso Miccoli, Lau-reato in Scienze Strategi-che e Scienze Politiche, èamministratore della Tiem-me Sistemi sas. Membrofondatore del networkKosmosnet. Si occupa

della Progettazione, Sviluppo e Ottimiz-zazione di Processi Organizzativi e diSupporto alla definizione di Strategie eottimizzazione dei Sistemi di Governan-ce. È Lead Auditor Certificato di Sistemidi Gestione.


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METROLOGIA

LEGALE

EtilometroPrime aperture alla valutazione dei dati numerici

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A cura dell’Avv. Veronica Scotti ([email protected]) www.avvocatoscotti.com

LEGAL AND FORENSIC METROLOGY: THE BREATHALYZERSThis section intends to discuss the great changes on LegalMetrology after the application of the Dlgs 22/2007, theso-called MID directive. In particular, it provides informa-tion, tips and warnings to all “metric users” in need oforganizations that can certify their metric instrumentsaccording to the Directive. This section is also devoted toenlighten aspects of ethical codes during forensic activi-ties where measurements are involved. Please send all

your inquiries to Ms. Scotti or to the Director!

RIASSUNTOQuesta rubrica intende discutere i significativi cambiamenti in tema di Metro-logia Legale a seguito dell’entrata in vigore del Dlgs 22/2007, altrimenti dettoDirettiva MID. In particolare, vuole fornire utili informazioni, consigli e ammo-nimenti a tutti gli “utenti Metrici” che si rivolgono per reperire informazioni suEnti e organizzazioni notificate per la certificazione del loro prodotto/stru-mento secondo la Direttiva. La rubrica tratta anche di aspetti etici correlati allosvolgimento di misurazioni legate ad attività in ambito forense (CTU, CTP). Scri-vete all’Avv. Scotti o al Direttore, e sarete accontentati!

In un intervento precedente mi sono sof-fermata brevemente sugli Autovelox, conparticolare riguardo alle applicazionigiuridiche, evidenziando alcune con-traddizioni interne all’ordinamento (deri-vanti da norme aventi diverso contenuto)che legittimano differenti interpretazionidi casi analoghi che dovrebbero, inve-ce, presentare soluzioni identiche (alme-no a parere di chi scrive).Diversamente, per quanto concerne ilcosiddetto etilometro, la normativa risul-ta piuttosto chiara, almeno in merito allanatura di tale apparecchio quale stru-mento di misura. Questo è disciplinato,almeno apparentemente, in osservanzadi principi metrologici, attesi i controllistabiliti sullo strumento.Innanzitutto, si rende necessario inqua-drare la normativa che regola l’utilizzodell’etilometro al fine di comprendere laportata innovativa (sebbene limitata) diuna pronuncia emessa dal Giudice diPace di Cesena.Com’è noto, il codice della strada san-ziona il comportamento di coloro i qualisi mettono alla guida dopo avere assun-

to alcolici, prevedendo alcuni livelli diriferimento utili per definire lo stato diebbrezza, nonostante rimanga, in ognicaso, valido e legittimo l’accertamentodella guida in stato di ebbrezza median-te una valutazione basata su altri e di-versi parametri, riconducibili principal-mente all’esperienza personale dell’a-gente accertatore che, anziché indicarevalori rilevati tramite test, dovrà specifi-care in base a quali dati ha ritenuto ilsoggetto in stato alterato.L’art. 186 del Codice della strada,al II comma, stabilisce infatti che chiun-que guida in stato di ebbrezza èpunito, ove il fatto non costituisca piùgrave reato:a) con la sanzione amministrati-va del pagamento di una somma daEuro 500 a Euro 2.000, qualorasia stato accertato un valore corrispon-dente a un tasso alcolemico superiorea 0,5 e non superiore a 0,8 grammiper litro (g/l). All’accertamento dellaviolazione consegue la sanzioneamministrativa accessoria dellasospensione della patente di

guida da tre a sei mesi; b) con l’ammenda da Euro 800 aEuro 3.200 e l’arresto fino a seimesi, qualora sia stato accertato unvalore corrispondente a un tasso alcole-mico superiore a 0,8 e non superiore a1,5 grammi per litro (g/l). All’accerta-mento del reato consegue in ogni casola sanzione amministrativa ac-cessoria della sospensione dellapatente di guida da sei mesi a unanno;c) con l’ammenda da Euro 1.500 aEuro 6.000, e l’arresto da sei mesia un anno, qualora sia stato accertatoun valore corrispondente a un tassoalcolemico superiore a 1,5 grammi perlitro (g/l). All’accertamento del reatoconsegue in ogni caso la sanzione am-ministrativa accessoria della sospensio-ne della patente di guida da uno a dueanni. Se il veicolo appartiene a personaestranea al reato, la durata della so-spensione della patente di guida è rad-doppiata.La patente di guida è sempre revocata,ai sensi del capo II, sezione II, del titoloVI, in caso di recidiva nel biennio.Con la sentenza di condanna, ovvero diapplicazione della pena su richiestadelle parti, anche se è stata applicata lasospensione condizionale della pena, èsempre disposta la confisca del vei-colo con il quale è stato commes-so il reato, salvo che il veicolo stessoappartenga a persona estranea alreato. Ai fini del sequestro si applicanole disposizioni di cui all’articolo 224-ter.Come risulta evidente dal testo dellanorma, l’accertamento può essere con-dotto esclusivamente mediante l’uso diuno strumento di misura che con-senta di rilevare “esattamente” il livellodell’alcool (fermo restando il diritto deltrasgressore di essere sottopostoal prelievo ematico in sostituzionedel test mediante etilometro). Affinché larilevazione sia eseguita correttamente, ilMinistero, sulla scorta di quanto stabilitodal regolamento di esecuzione del codi-ce della strada1, ha disposto un proto-

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collo di riferimento che prescrive la cor-retta modalità per la conduzione del testunitamente ai controlli cui deve esseresottoposto l’etilometro.In ordine a questi ultimi viene, infatti, sta-bilito l’obbligo di sottoporre a con-trollo, mediante taratura annuale,ciascuno strumento in dotazione agliagenti, in modo da garantire l’attendibili-tà dei risultati delle misurazioni effettuate.Al riguardo, al fine di evidenziare l’im-portanza, non solo tecnica ma anche esoprattutto giuridica, dei controlli da con-dursi su tali apparecchi di misura, è utilericordare che, nell’ambito di una causaper guida in stato di ebbrezza (cheriguardava un caso in cui il tasso rilevatoera pari a 1,20 mg/l), il giudice haaccolto le motivazioni del tra-sgressore (annullando il verbale e ilconseguente reato), a causa del manca-to superamento dei controllimetrologici periodici per l’etilome-tro utilizzato per l’accertamentodell’illecito, sebbene la verifica sullostrumento sia stata condotta suc-cessivamente alla contestazionedell’illecito: la violazione, infatti, eraavvenuta a maggio 2009 e il controlloperiodico, cui è stato sottoposto l’etilome-tro utilizzato per l’accertamento, è avve-nuto a ottobre 2009, con esito negativo econseguente ritiro dello strumento (Tribu-nale di Torino 13 gennaio 2011).Per quanto concerne, invece, la correttamodalità di conduzione e valutazionedel test alcolimetrico sui soggetti, lanorma prescrive di sottoporre il (presun-to) trasgressore a due test consecutivi, adistanza di circa cinque minuti l’uno dal-l’altro, che, secondo quanto stabilito perlegge, dovrebbero dare, ai fini dell’ado-zione dei provvedimenti sanzionatori,esiti concordanti. In relazione a tale ulti-mo aspetto va precisato che la prassi(amministrativa degli accertatori) è quel-la di ritenere valido il secondorisultato fornito dall’apparecchiodi misurazione, al fine di determina-re lo stato di ebbrezza; mentre secondol’orientamento consolidato della Cortedi Cassazione2 si deve tenere conto, nelrispetto dei principi del diritto penale,esclusivamente della misurazione che hadato esito inferiore. Le brevi considerazioni sopra riportatedimostrano come, di fatto, né a livello

applicativo (per quanto riguarda gliaccertatori) né in ambito interpretativo(per quanto concerne i giudicanti), al di làdelle differenti modalità interpretative deidati forniti dall’etilometro, si tenga contodel vero significato dei controlliperiodici (in specie taratura) cui sonosottoposti gli strumenti. Infatti, raramen-te si fa cenno all’incertezza dimisura associata a ciascuno strumento,in relazione ai controlli metrologici effet-tuati sullo stesso, al fine di determinareesattamente la sussistenza di uno stato diebbrezza o meno, sulla scorta dei para-metri fissati per legge.Peraltro, a prescindere dalla (ormaispesso nota) incongruenza tra diritto etecnica, che richiederebbe una rigorosaapplicazione delle metodologie e deiconcetti utilizzati in metrologia ma, in al-cuni casi, assume più facilmente i con-torni di una mera polemica filosofica dipoco conto, non si possono trascurare legravi conseguenze derivantidalla mancata applicazione delconcetto d’incertezza di misuranell’ambito qui in esame. Sul punto va doverosamente rimarcatoche l’art. 186 del codice della strada (siveda testo dell’articolo lettere b e c) non silimita a prevedere unicamente sanzioniamministrative (di varia e diversa entità infunzione della gravità del fatto, quantifi-cata in base al livello alcolemico) maconfigura un reato, nel caso di supe-ramento di una data soglia (0,8 mg/l).Risulta pertanto evidente, in dipendenzadel tipo di effetti associati all’applica-zione della norma che prevede la fatti-specie penale, l’importanza di trat-tare tali strumenti, anche sotto il pro-filo giuridico, conformemente alle regoletecniche stabilite per gli apparecchi dimisura in modo che sia considerato (dal-l’organo accertatore prima ancora chedal giudice, al fine di evitare, per alcunicasi, addirittura il procedimento penale) illoro margine di errore (quello standard enon solo quello patologico, come rilevatonel controllo effettuato sull’etilometro uti-lizzato per l’accertamento che ha costitui-to oggetto della causa trattata dal Tribu-nale di Torino sopra citata).Con riferimento alla necessità di un“allineamento” del diritto allenorme tecniche, ritengo opportunosegnalare una recente sentenza che pare

dimostrare un nuovo approccio al proble-ma degli etilometri e dei risultati delle loromisurazioni, volto a rivalutare tali strumen-ti di misura con una maggiore considera-zione per alcuni aspetti tecnici, sebbenenon si tratti di un’applicazione integral-mente conforme a quanto richiederebbela pedissequa applicazione della buonaprassi tecnica (metrologica). Nell’ambitodi un procedimento in opposizione a san-zione amministrativa per guida in stato diebbrezza, il Giudice di Pace di Cesena,con una sentenza del 08/02/2012, haritenuto di accogliere le motivazionidel ricorrente-trasgressore, in quan-to la rilevazione del tasso alcolemico,effettuata a mezzo di etilometro, restituivaun risultato di 0,52 mg/l (come secondamisurazione, che dava risultato inferiorerispetto a quello della prima) che, a pare-re del giudicante, doveva essere “corret-to” con l’applicazione della tolleranza del4% (come prescritta dal DM 196/1990)3con conseguente riduzione del valore a unlivello sotto la soglia prevista dal codicedella strada per l’integrazione dell’illecito(amministrativo). Certamente la sentenza sopra menziona-ta non soddisfa integralmente i requisititecnici di una corretta misurazione chetenga conto del margine di errore effetti-vo di ciascuno strumento di misura: tut-tavia delinea una nuova imposta-zione metodologica (che potrebbecomunque non avere seguito, dato che inItalia non esiste il principio del preceden-te giurisprudenziale come avviene, inve-ce, nei paesi anglosassoni di commonlaw) per i giudizi che coinvolgono aspet-ti tecnici, che potrebbero essere agilmen-te decisi anche in assenza del supporto diun consulente tecnico, qualora fosseropienamente adottati e applicati i principicomunemente riconosciuti in sede tecnicaper gli strumenti di misura.

NOTE

1 Regolamento di esecuzione e di attuazionedel nuovo codice della strada – Decreto delPresidente della Repubblica 16 dicembre1992, n. 495 – art. 379.2 Cass. Pen, sez. 4, sent. 16478/2008.3 Analogamente a quanto avviene per le misu-razioni con autovelox ove si applica la tolle-ranza dei 5 km/h sul valore misurato dall’ap-parecchio.

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MI 006 – Strumenti per pesarea funzionamento automaticoTavola rotonda “virtuale” con autorevoli esperti

AUTOMATIC WEIGHING INSTRUMENTSOur last “virtual” Round Table for the 2012 is focused on “MI 006 – Auto-matic weighing instruments”, a very important field of Legal Metrology,ruled by mandatory regulations to ensure safety in commercial transactions.The questions posed to the participants (authoritative experts and industrialusers) aim at determining whether and how an “intelligent” approach toregulatory requirements can be translated into real competitive advantages,converting the obligation into an opportunity. The next virtual Round Tablesof Tutto_Misure for 2013 will be focused on: Dimensional measurementswith innovative solutions (optical, etc.) – Reliability in Electronics – Sensorsand data acquisition systems for testing and monitoring – Measurement andtesting for the characterization of materials.

RIASSUNTOL’ultima Tavola Rotonda “virtuale” del 2012 è centrata su “MI 006 – Stru-menti per pesare a funzionamento automatico”, un ambito molto importan-te della Metrologia Legale, regolato da normative cogenti volte a garantirela sicurezza nelle transazioni commerciali. Le domande poste ai parteci-panti (rappresentanti di spicco del mondo degli “addetti ai lavori” e dell’u-tenza industriale) mirano ad accertare se e come un approccio “intelligen-te” alle disposizioni normative possa tradursi in reali vantaggi competitivi,trasformando l’obbligo in opportunità. Ecco i temi delle tavole rotonde virtuali di Tutto_Misure in programma nel-l’anno 2013: Misure dimensionali con soluzioni innovative (ottiche, ecc.) –Affidabilità nell’Elettronica – Sensori e sistemi di acquisizione dati per iltesting e i controlli – Misure e prove per la caratterizzazione dei materiali.

Hanno partecipato a questa TavolaRotonda Virtuale: – Franco Basilico (CIBE – Responsabile Laboratorio Metrologico)– Giuseppe Blandino (LABCERT, Notified Body n. 2166 – Titolare)– Emilio Loss (RASPINI – Direttore Industriale)– Maria Cristina Sestini (Camera di Commercio di Prato –Responsabile Laboratorio di Taraturae Servizi di Metrologia Legale)– Massimo Zanetti (Coop. BilanciaiCampogalliano – Resp. Settore Qualità e Metrologia Legale)

D.: La Metrologia Legale è fina-lizzata a garantire la correttez-za delle misure utilizzate per le

transazioni commerciali e, piùin generale, la pubblica fede inogni tipo di rapporto economicotra più parti, attraverso l’esat-tezza della misura. Molte azien-de operanti in diversi settori,che producono o commercializ-zano, impiegano strumenti perpesare a funzionamento auto-matico e devono adempiere aspecifiche normative cogenti,che implicano impegni e costi,spesso rilevanti. Come può con-ciliarsi tale impegno con l’attua-le necessità di abbattere i costi,prioritaria per le aziende impe-gnate a competere?

(M.C. Sestini) Non possiamo ignora-re il fatto che il nostro Paese è impe-

gnato ormai da decenni nel processo dicreazione del mercato unico europeo;in tale contesto, al generale abbatti-mento delle barriere economiche e dimercato, che costituiva l’obiettivo ini-ziale, è seguita l’armonizzazione dellanormativa che implementa i requisititecnici degli strumenti. Nel campo dellaMetrologia Legale sono state adottatenel corso degli anni numerose direttiveper il riavvicinamento delle legislazionidegli Stati membri, quale ad esempio ladirettiva 78/1031/CEE del 5 dicem-bre 1978 relativa alle selezionatriciponderali a funzionamento automaticodi tipo meccanico, che aveva caratterefacoltativo e apparteneva al cosiddettovecchio approccio. Nell’anno 2004,con l’adozione della direttiva 2004/22/CE, cosiddetta MID, l’Unione Euro-pea ha prescritto a tutti i Paesi l’ado-zione di regole comuni in particolarerelativamente ai requisiti essenziali dialcune categorie di strumenti di misura,tra cui gli strumenti per pesare a fun-zionamento non automatico disciplinatidall’allegato MI-006 della MID. Se con-sideriamo che per la maggior partedelle imprese la competizione si svolgealmeno a livello europeo, apprezziamoil fatto che quest’ultimo mercato è ormaiunico e le regole di carattere cogente incampo metrologico sono le stesse, siaper la produzione degli strumenti dimisura sia relativamente al loro utilizzonei processi produttivi, determinandoun allineamento alla partenza di tutti isoggetti competitori.Dobbiamo innanzitutto tenere contoche, per le aziende impegnate a com-petere su un mercato unico, la chiarae univoca indicazione dei requisiti dicostruzione degli strumenti (requisitiessenziali) costituisce un assoluto ri-sparmio, laddove è sufficiente rispet-tare la normativa europea anzichédover assumere l’onere di rispettarerequisiti e iscrizioni previsti diversa-mente da più Paesi. D’altro canto la

A cura di Massimo Mortarino ([email protected])

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trasparenza delle regole agevolaanche gli utilizzatori: la normativaeuropea sui preconfezionati ne è unchiaro esempio, in quanto introduceun identico obbligo (con specifico rife-rimento alle tolleranze, alle iscrizionida apporre sulle confezioni, agli stru-menti da utilizzare, fino ad arrivarealle procedure di controllo) per tutti iproduttori di prodotti preconfezionatiche intendono collocare legittimamen-te le loro merci sul mercato europeo.

(G. Blandino) Per le aziende pro-duttrici di strumenti MID, l’abbattimen-to dei costi potrebbe iniziare fin dal-l’inizio della progettazione, rivolgen-dosi a priori a Organismi Notificatiche li introducano nella conoscenzadelle normative di Metrologia Legale:Direttiva MID, Raccomandazioni Inter-nazionali OIML riferite allo strumentoda costruire, Guide WELMEC, ecc.In questo modo eviterebbero costiaggiuntivi per correggere i problemiche vengono spesso riscontrati in fasedi certificazione degli strumenti, in mol-tissimi casi dovuti proprio alla pocaconoscenza delle normative e dellerispettive guide. Sicuramente uno deimotivi che tiene i nostri “artigiani” lon-tano da questi documenti è la linguainglese. L’investimento iniziale farebberisparmiare a loro una montagna di oredi lavoro a carico dei progettisti dellameccanica, del software e dall’hardwa-re, con un notevole risparmio nella rea-lizzazione dei prototipi.Sviluppare progetti in linea con quan-to richiesto dai documenti normativi èil giusto presupposto per far sì che glistrumenti analizzati e provati dailaboratori accreditati per il rilascio

dei Certificati di Esame CE del Tipo“Notified Body”, passino positivamen-te i test per l’ottenimento del docu-mento in tempi brevi, permettendocosì l’immissione nel mercato dellostrumento certificato. Purtroppo diver-si costruttori si sono visti certificare lostrumento anche dopo due anni, inve-ce dei normali 90-120 giorni.

(M. Zanetti) Proviamo per una volta acambiare punto di vista, scordandociche le aziende siano obbligate dallalegge a utilizzare strumenti automaticisottoposti alla Metrologia Legale, e pro-viamo a rispondere alla domanda“quanto tempo/denaro l’azienda dedi-ca alle attività riportate in seguito?”.– In che modo “convincere” il cliente,spesso non presente durante l’opera-zione di misurazione o non perfetta-mente competente della complessitàdell’operazione di misura, che il“prezzo” pagato è congruo con lamerce acquistata? Quali sono le ca-ratteristiche che il prodotto misuratodeve soddisfare? Tali caratteristichesono le stesse in tutto il mondo?– In che modo “convincere” il cliente,che lo strumento di misura mantienenel tempo e nelle diverse condizionidi funzionamento prestazioni idonee?– In che modo “stabilire” con il clien-te, quali sono le prestazioni idonee diuno strumento di misura?– In che modo tenere sotto controllo emisurare il processo produttivo? Acquistare strumenti conformi alla Metro-logia Legale, oltre a soddisfare i requisi-ti cogenti, permette di rispondere alledomande precedenti grazie a “stan-dard” fissati e condivisi fra tutti le particoinvolte nella transazione commerciale.

(F. Basilico) Da un punto di vista gene-rale, vi sono costi “necessari”: adesempio, quelli relativi alla sicurezzasui posti di lavoro, alla sicurezza dellastrumentazione e, nel caso specifico,alla tutela della fede pubblica e allaliceità delle transazioni commerciali.Non voglio però dire che i costi perottenere tali garanzie debbano esserenecessariamente alti: è necessario tro-vare il giusto equilibrio tra il costo equello che ci si propone di ottenere,tanto più che i costi della MetrologiaLegale sono “conditio sine qua non” edevono essere sostenuti da tutti i sog-getti che producono o utilizzano stru-menti per pesare che ricadono nell’am-bito cogente. I costi più elevati ricadonosui fabbricanti metrici, mentre i costi di“mantenimento” richiesti agli utentimetrici, cioè quelli relativi alla verifica-zione periodica e al corretto utilizzodello strumento, sono sicuramente diminore rilevanza, tenuto conto anchedell’immediata ricaduta positiva legataa un riconoscimento, da parte dellaclientela, della correttezza delle misura-zioni effettuate. Oltre al fatto che lo stru-mento che non funziona correttamentepotrebbe andare anche a danno delsuo utilizzatore.Per quanto riguarda i fabbricanti di stru-menti metrici, i costi relativi alla Metro-logia Legale dovrebbero essere visticome inseriti in un’ottica di migliora-mento delle funzioni dei propri strumen-ti, dei processi di produzione e verifica,anziché come meri costi senza ritornieconomici, tenuto anche conto che detticosti debbono essere sostenuti da tutti ifabbricanti metrici.

(E. Loss) La scelta di opportuni meto-

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Franco Basilico Giuseppe Blandino Emilio Loss Maria Cristina Sestini Massimo Zanetti

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di e strumenti di pesatura con la fina-lità di rispondere alle norme cogentideve essere vista dall’azienda comeun’opportunità di ridiscutere i flussi diraccolta dati in campo. Per spiegarmimeglio, passare da un foglio di rac-colta dati in campo con valore statisti-co a fini metrologici, che quindi rilevae analizza una quota dei valori ingioco, a una strumentazione automa-tica che prende in esame la totalitàdei campioni, elaborabile molto piùfacilmente e con esigui costi di pro-cesso del dato, è sicuramente unapproccio che risponde all’esigenzadel miglioramento continuo.Nel nostro mondo, quando usavamo lecarte macchina, nelle quali venivanoregistrati i dati manualmente (per poteressere analizzati in maniera compiuta,essi dovevano essere inseriti in un se-condo tempo in un foglio di calcolo alcomputer), si generava uno spreco dirisorse umane importante e senza valo-re aggiunto. Oggi, con l’avvento dellarilevazione in campo, attraverso l’ausi-lio di sistemi di pesatura automatici chedialogano in tempo reale con i sistemigestionali aziendali, siamo in grado diridurre drasticamente i costi di raccoltae inserimento dati e, soprattutto, di ana-lizzare compiutamente i processi pro-duttivi disponendo dell’aggiornamentopuntuale dei magazzini. Tutto questo risponde non solo agliobblighi metrologici, ma anche aquelli tipici del mondo alimentare le-gati alla tracciabilità e rintracciabilitàdelle produzioni.

D.: Qual è il vostro giudizio inmerito alla normativa che di-sciplina l’impiego di strumentiper pesare a funzionamentoautomatico (a livello di com-plessità, burocrazia, onerosità,costi, ecc.)?

(M.C. Sestini) La nostra societàdetermina il prezzo complessivo di unoggetto di transazione a seguito dellaquantificazione della merce. Postoche i controlli metrologici legali nondevono frapporre ostacoli alla liberacircolazione degli strumenti di misura,il legislatore comunitario ha ritenuto

che gli Stati debbano prescrivere, oveil singolo Stato lo ritenga giustificato,l’uso di strumenti di misura conformialla Direttiva MID qualora utilizzatiper motivi d’interesse pubblico, sanitàpubblica, sicurezza pubblica, ordinepubblico, protezione dell’ambiente,tutela dei consumatori, imposizione ditasse e di diritti e lealtà delle tran-sazioni commerciali. In Italia, come in Europa, una prece-dente disciplina, comunque adeguata agarantire il livello di protezione, regola-va la fabbricazione di strumenti perpesare a funzionamento automatico.Alla luce di tale considerazione, tenutoconto dell’esigenza di tutelare la corret-tezza della misurazione nelle transazio-ni e negli altri casi descritti all’articolo 2della Direttiva MID, si ritiene che l’uni-formazione dei requisiti che gli stru-menti devono rispettare abbia compor-tato uno snellimento e una semplifica-zione al livello dei produttori, così comedei costi di progettazione, costruzionee marketing. La direttiva MID, inoltre, attribuisce ilcompito di valutazione della conformitàagli organismi notificati, sulla base diuna procedura scelta dal fabbricante traquelle previste dalla MID, così da offrireai fabbricanti stessi molteplici opportuni-tà per l’accertamento della conformità;d’altro canto tale accertamento ha va-lenza in tutta Europa, aprendo così unventaglio di possibilità prima impensa-bile. Esonerati dalla burocrazia e collo-cati in un mercato unico, i fabbricanti distrumenti per pesare a funzionamentoautomatico sono adesso liberi di espli-care il proprio potere competitivo, fortidella competenza e dell’efficacia delloro know how.

(G. Blandino) Il livello normativorelativo agli strumenti MID è di primis-simo piano: OIML e WELMEC metto-no a disposizione di tutti gli operatoridel settore documenti che spieganodettagliatamente come deve essererealizzato e provato lo strumento dimisura.Riguardo all’onerosità, purtroppo inItalia i costi di Certificazione che rica-dono sul produttore sono veramentenotevoli. Costi dovuti, in primis, al-l’Accreditamento dei laboratori che

erogano tali servizi, di cui fornisco unesempio:– Accettazione Domanda e PrimoEsame Documentale: 1.550 euro;– Verifica presso la sede del richie-dente: 4.500 euro. “Presentazionedella Pratica di Accreditamento alCSA ON A di ACCREDIA per lavalutazione dell’Accreditamento del-l’Organismo (l’Accreditamento havalidità quadriennale ed è soggettoa verifiche di sorveglianza periodi-che)”;– Verifica in Accompagnamento (seapplicabile in base alla tipologia diAccreditamento richiesto): 1.800euro;– Prima Verifica di Sorveglianza:4.500 euro (in generale a circa seimesi dalla data di Accreditamento; intale occasione è possibile includerel’effettuazione di una o più Verifichein Accompagnamento);– Seconda Verifica di Sorveglianza:4.500 (come al punto precedente);– Terza Verifica di Sorveglianza: 4.500(come al punto precedente);Inoltre vanno aggiunti i Diritti Annui diRegistrazione (2.000 euro, che nelprimo anno saranno rapportati aglieffettivi giorni di accreditamento) e icosti per il mantenimento del labora-torio, con particolare attenzione allataratura certificata di tutti i campioniutilizzati.Come si può notare sono costi vera-mente proibitivi che, purtroppo, ven-gono scaricati sulle spalle del produt-tore a discapito della sua competitivi-tà sul mercato.

(M. Zanetti) Ritengo la normativaattuale per gli strumenti automaticiadeguata allo scopo e con finalitàcondivisibili; la complessità è propor-zionale al tipo di strumento e al suoutilizzo. L’esperienza, del tutto simile, di armo-nizzazione europea per gli strumentinon automatici, iniziata negli anni‘90, ha insegnato che il periodotransitorio è caratterizzato da costimaggiori, dovuti alla fase d’interpre-tazione delle norme da parte delleindustrie produttrici e dalle entità pre-poste alla vigilanza-sorveglianza delmercato.

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Una volta chiarite, per quanto possi-bili, le interpretazioni delle norme tec-niche e legali (a questo propositosono stati di enorme aiuto i contributidel WELMEC/OIML e dei confrontifra Organismi Notificati e produttori),i costi e la burocrazia sono diminuiti.

(F. Basilico) A livello europeo, la nor-mativa che regola l’immissione sul mer-cato e l’utilizzo di uno strumento perpesare automatico è sufficientementelineare e chiara. Tale scenario si pre-senta diverso quando si entra nelcampo della legislazione nazionale:sarebbe necessario definire, per lametrologia legale in generale, un cor-pus legislativo efficace e al contemposnello, puntuale e preciso, in grado direndere più semplice la comprensionedelle richieste normative. Purtroppol’attuale legislazione nazionale è spes-so lacunosa e contraddittoria (adesempio, la legislazione sulla verifica-zione periodica, differente a secondache si tratti di strumenti automatici MIDe strumenti automatici non MID), oltreche di difficile reperimento (basti pen-sare alle diverse circolari ministerialiinterpretative di leggi che, invece, do-vrebbero essere facilmente utilizzabili),determinando così una profonda diffi-coltà di comprensione da parte degliaddetti ai lavori, fabbricanti metrici eutenti metrici.La legislazione relativa alla MetrologiaLegale andrebbe profondamente rivistae aggiornata, adattata al progresso tec-nologico e alle nuove esigenze produt-tive; tale processo di revisione dovreb-be inoltre essere effettuato da effettiviesperti del settore, al di là di logichecorporative, e per una miglior com-prensione e utilizzo della disciplina, daparte di tutti gli addetti ai lavori.Ritengo che al momento ci siano altritre problemi che contribuiscono a ren-dere di faticosa applicazione questadisciplina. Innanzitutto la scarsità dinotizie e informazioni univoche e pun-tuali, che siano reperibili su canaliufficiali, relativamente alla normativa,sia per i fabbricanti sia per gli utiliz-zatori, con la conseguente difficoltà,da parte soprattutto dei primi, diconoscere esattamente gli adempi-menti da seguire. Spesso lo si impara

solo per esperienza diretta, quando siinizia la pratica per ottenere il certifi-cato CE di uno strumento per pesare.In secondo luogo, la mancanza diuna capillare attività di sorveglianzadel mercato, a causa spesso di pro-blemi oggettivi di organico e d’incari-chi dei soggetti preposti a tali attività(i servizi metrici delle CCIAA provin-ciali); tale carenza rende gli utentimetrici sempre meno sensibili relativa-mente alla disciplina sugli strumentiper pesare, oltre a non stimolare unprocesso di ricerca delle conoscenzee delle competenze. In terzo luogo,non meno importante, un problema di“cultura” metrologica: gli utenti metri-ci spesso considerano uno strumentoper pesare come un mero strumento dilavoro, non tenendo in conto che tra-mite esso, in realtà, si garantisce adesempio la lealtà delle transazionicommerciali. Allo stesso modo il fab-bricante metrico tende a svalutare irequisiti metrologici, perché non rice-ve ritorni positivi dal mercato, e quin-di la gestione della Metrologia Legalefinisce per diventare “solo un costo”.

(E. Loss) Sicuramente una normativarisalente agli anni ‘90 e precedenti habisogno, con l’evoluzione dei sistemiinformatici e della ricerca applicata,di un aggiornamento, soprattutto infunzione delle nuove tecnologie dipesatura automatica e della loro omo-logazione metrica. In particolare que-st’ultimo punto, imprescindibile per lanorma, rende onerosa la gestione distrumenti che sono inseriti in un mon-do molto dinamico, come la produ-zione industriale.

D.: Secondo Voi, come devemuoversi l’azienda utilizzatricedi strumenti e servizi in ambitodi Metrologia Legale? Potetesuggerire un “percorso” idealeda compiere per trasformarel’obbligo di conformità inun’opportunità competitiva?

(M.C. Sestini) Ciascuna impresadesiderosa di competere organizza ifattori produttivi di cui dispone in mo-do da offrire prodotti e servizi appeti-

bili per il mercato. Il concetto di com-petitività include ovviamente non soloil prezzo, ma consiste di una valuta-zione complessa e comparata traprezzo e qualità del prodotto. Gli ele-menti relativi al prezzo (entità, mezzidi pagamento e dilazione) si presen-tano abbastanza chiaramente allavalutazione degli operatori; diverso èil caso degli aspetti prestazionali diuno strumento di misura, specialmenteove inserito in un contesto produttivocomplesso e articolato, come nel casodei generi alimentari, soggetti a calidi peso e al deterioramento organo-lettico. La complessità delle situazioni richie-de evidentemente la scelta di un pro-cesso e di uno strumento di misuraadeguato alla situazione, in grado diottimizzare la combinazione dei di-versi fattori produttivi. In tal caso ilfabbricante avrà modo di offrire lapropria esperienza e competenza,suggerendo il tipo di strumento adattoalle esigenze dell’impresa confezio-natrice o produttrice. Una buona si-nergia tra fornitore e utilizzatore distrumento di misura genera, qualoracondotta efficacemente, un’opportuni-tà di competizione piuttosto che unaggravio dei costi.

(G. Blandino) L’utilizzatore di stru-menti di misura utilizzati nell’ambitodella Metrologia Legale dovrebbecomportarsi come il produttore: primadi acquistare uno strumento è consi-gliabile rivolgersi a Organismi Notifi-cati per la tipologia dello strumentoche l’utilizzatore vorrebbe acquistare.In questo caso il sito Web della Comu-nità Europea (http://ec.europa.eu/enterprise/newapproach/nando) può esserci d’aiuto per cono-scere gli Organismi Europei Notificati(Notified Body), selezionabili per varietipologie: Direttiva, Paese, Numero,ecc. L’Organismo Notificato può fornir-ci delucidazioni sulle normative metro-logiche in vigore, in modo da evitaredi acquistare uno strumento che nonrisponda ai requisiti che l’Utente utiliz-zatore deve garantire nei confronti delConsumatore. L’Organismo Notificato può inoltrecomunicare agli Utenti utilizzatori l’e-

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Le nuove PI400 ePI450 ben completanola famiglia OPTRIS ditelecamere a infraros-si. Le due nuove ver-sioni sono state intro-dotte sul mercato inaggiunta alle consoli-date PI160 e PI200.Con le dimensioni disoli 56 x 46 x 90

mm3, PI400 è la più piccola termocamera della sua classe,con un peso di soli 320 g, obiettivo incluso! Inoltre, le nuovearrivate offrono un’eccellente sensibilità termica: 80 mK perla PI400 e ben 40 mK per la PI450. Le immagini termogra-fiche a infrarossi e i video possono essere visualizzati e regi-strati alla massima risoluzione di 382 per 288 pixel a unavelocità di misura di ben 80 fotogrammi al secondo. Rispet-to alle precedenti termocamere IR, ciò significa che i pixeldisponibili sono quattro volte di più per la stessa superficiedi analisi. In combinazione con l’obiettivo appropriato (con

apertura 30° o 13°), la termocamera permette quindi misu-razioni più dettagliate e aumenta il campo delle applicazio-ni. Questa termocamera robusta (IP67/NEMA4) è idealeper l’uso in applicazioni R&D, nei laboratori o in processiindustriali automatizzati. Con la disponibilità di accessori diqualità industriale, come la custodia di raffreddamento conflangia di montaggio per alta temperatura e il cavo USB, latermocamera può essere impiegata anche in condizioniestremamente gravose. Un supporto di montaggio, la custo-dia protettiva e il connettore angolato sono disponibili comeelementi opzionali. Il pacchetto comprende il software Con-nect che offre funzionalità per l’analisi completa delleimmagini termiche, la registrazione dei dati e l’integrazionecon processi automatizzati. Il cavo USB può essere estesofino a 10 km con cavi in fibra ottica. L’interfaccia di proces-so analogico/digitale (PIF) e il driver open source per l’inte-grazione di software tramite DLL, ComPort e LabVIEW age-volano l’integrazione nelle reti e processi automatizzati daparte degli integratori di sistema.

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NUOVE TERMOCAMERE VELOCI AD ALTA RISOLUZIONE

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lenco dei produttori che posseggonostrumenti di misura in possesso d’ido-nea certificazione, evitando così difare incauti acquisti che dopo dovreb-bero rottamare. A tali produttori, sele-zionati secondo criteri di competenzae professionalità, potrebbero richiede-re strumenti con caratteristiche tecni-che in grado di soddisfare le propriespecifiche esigenze, con particolareattenzione per le peculiarità che lostrumento dovrà sostenere per il suoutilizzo (zone pericolose, ambientipolverosi, umidi, gravosi, ecc.).Personalmente sono stato testimone diun caso in cui un produttore di cemen-to, che vendeva il prodotto confezio-nato in sacchi da 25 kg, aveva acqui-stato una selezionatrice ponderale inpossesso di Certificazione MID: lostrumento era in possesso dei requisitimetrologici legali ma non adatto algravoso utilizzo in un ambiente forte-mente polveroso. Il produttore, dopoalcuni mesi, dovette sostituire lo stru-mento con un altro, costruito apposi-tamente per soddisfare quelle specifi-che esigenze. Un costo ingente, cheavrebbe potuto risparmiare, se a prio-ri fosse stato messo in condizioni diconoscere lo specifico mercato…

(M. Zanetti) In modo sempre piùpuntuale i vari stati membri della Co-munità Europea, e in generale delmondo, puntano a standardizzare lafunzione di salvaguardia della fedepubblica nelle transazioni commercia-li. La complessità dei sistemi di pesa-tura e il progresso tecnologico (vedi,ad esempio, l’importanza del softwa-re di controllo) impongono frequentiaggiornamenti dei livelli di tutela.Al fine di avere “regole” certe, chiaree al passo con i tempi per produttori,consumatori e persone dedicate aicontrolli, è bene che siano condivise ecodificate norme che stabiliscano i“requisiti minimi” che uno strumentoper misurare deve soddisfare.Un’azienda utilizzatrice, al momentodell’acquisto di uno strumento, deveavere ben chiaro quali prestazionirichiedere allo strumento in modo dagarantire a sua volta il proprio clien-te. Le prestazioni necessarie sono de-scritte dalla Metrologia Legale. La

conformità alle normative è la garan-zia, esplicitata da un organismo ter-zo, dell’adeguatezza del sistema dimisura. Di conseguenza, prodotti pro-cessati con strumenti conformi “eredi-tano” una patente d’idoneità e garan-zia a essere immessi sul mercato.

(F. Basilico) Innanzitutto occorreindividuare una figura al proprio in-terno, da formare per l’acquisizionedelle necessarie conoscenze dellaMetrologia Legale, purtroppo spessocarenti nelle diverse aziende; spessosi tende a “delegare” tale funzione aqualche società esterna, ma occorreevitare di appoggiarsi a consulenti“improvvisati”, come frequentementeaccade. Purtroppo la Metrologia Le-gale è spesso poco conosciuta, oltreche poco apprezzata, poiché vistasoprattutto come elemento cogente.Individuata e formata la persona chesi occupa delle problematiche diMetrologia Legale, è necessario chel’azienda (ma anche il piccolo nego-zio a conduzione familiare) trovicomunque il modo di pubblicizzare ilproprio corretto atteggiamento nelcampo della Metrologia Legale,soprattutto perché è a vantaggio delcliente, oltre che di se stessa. Pensoche a nessuno faccia piacere scopriredi aver venduto quantità in ecceden-za solo perché il proprio strumentonon era stato controllato periodica-mente; o, viceversa, il cliente potreb-be non tornare in un negozio laddovetrovi bilance o strumenti che non sonostati controllati da più di 6 anni! Ma anche chi si preoccupa che glistrumenti siano in regola tende a nondare risalto a questo aspetto, quasifosse una cosa che è meglio tenerenascosta per non dare troppo nell’oc-chio! Strano, il cliente dovrebbe sape-re che gli strumenti che usiamo per luisono controllati e in regola con la le-gislazione vigente e, quindi, non ri-schierà di pagare di più o riceveremeno materiale a causa di un difettodello strumento non adeguatamentecontrollato. La competizione ormainon è più solo sul prezzo, ma anchesulla qualità dei “dettagli” (sebbeneper uno strumento di misura non sipuò parlare di “dettaglio”): trasmette-

re fiducia a un cliente affinché questoritorni non penso sia una cosa trascu-rabile, e il ritorno dovrebbe essere digran lunga superiore all’investimento.

(E. Loss) L’azienda che deve affron-tare l’argomento della MetrologiaLegale deve valutare le proprie neces-sità in funzione delle tipologie dei pro-dotti e della numerosità dei lotti per levarie tipologie merceologiche. Indivi-duate le proprie esigenze, occorreavvicinarsi al mercato dei fornitori distrumenti, valutandone l’esperienzanel settore di appartenenza e quindila capacità di rispondere coerente-mente agli obiettivi.

D.: Sulla base dell’esperienzasviluppata nel Vostro ambitospecifico, come può concreta-mente essere utile a un’azien-da utilizzatrice un approccio“intelligente” alla MetrologiaLegale, alle esigenze di confor-mità richieste da specifiche nor-mative cogenti?

(M.C. Sestini) Un’impresa che produ-ce, ad esempio, preconfezionati puòopportunamente utilizzare uno strumen-to per pesare a funzionamento automa-tico, recante i marchi di conformità alladirettiva MID, che consente di rispar-miare il personale e il tempo utilizzatonei controlli ex post in assenza di unostrumento legale di misurazione. Né èammissibile, ragionando in termini diimpresa, ignorare la legislazione vigen-te, che richiede comunque che i pro-dotti preconfezionati rispettino alcuniparametri, in quanto la logica per lottiespone al rischio del ritiro dell’interolotto, con la determinazione di undanno complessivo assai superiore al-l’investimento richiesto inizialmente nel-l’acquisto di uno strumento di misuralegale. È evidente come la logica diprogrammazione e pianificazione, siaa livello finanziario sia in termini di otti-mizzazione del processo produttivo,reclami la competenza del produttoredi strumenti di misura nel marketing,generando da un lato risparmi sui costidi personale, che può essere impiegatonel miglioramento della qualità del pro-

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dotto e nella promozione pubblicitaria,dall’altro evitando lo spreco di riempiread abundantiam per il solo timore dicadere nei rigori della legge. Nell’eradella globalizzazione la competizione,altrettanto globale o quasi, è fattaanche di competenze e conoscenze.

(G. Blandino) Personalmente, primad’iniziare un iter di certificazione,invito i miei potenziali clienti a incari-care il responsabile della progettazio-ne di frequentare un corso appropria-to per la conoscenza delle norme utiliper poter correttamente costruire i pro-pri strumenti. Questo investimento ini-ziale consente di ottenere in tempibrevissimi importanti risultati, congrandi vantaggi dal punto di vista siadella professionalità sia economico.Un esempio reale che conferma labontà di questa scelta è quello vissutoda una società emiliana, produttriceleader di selezionatrici ponderali, chefino all’anno scorso non possedeva unSistema di Garanzia della Qualitàdella Produzione. Questa certificazio-ne consente al produttore di autocerti-ficare i suoi prodotti in sostituzionedell’Organismo Notificato. Questa azienda si è affidata allanostra organizzazione che, attraversocorsi di formazione personalizzati nel-l’ambito della Metrologia Legale, l’haaiutata a raggiungere la Certificazio-ne del suo Sistema di Garanzia dellaQualità della Produzione.Oggi quest’azienda possiede un labo-ratorio metrologico attrezzatissimo, ingrado di svolgere tutte le prove metro-logiche di verifica iniziale richieste dal-l’OIML R51, e ha ottenuto l’autorizza-zione per la Verifica Prima sulle sele-zionatrici ponderali di propria fabbri-cazione. Inoltre, è in procinto di ottene-re l’idoneità alla verificazione periodi-ca degli strumenti per pesare a funzio-namento automatico e non automatico.Gli investimenti effettuati per la realizza-zione del laboratorio e soprattutto, per laformazione del personale hanno con-sentito all’azienda di posizionarsi solida-mente fra le realtà maggiormente prepa-rate del proprio settore, con ovvi vantag-gi a livello competitivo.

(M. Zanetti) La Metrologia Legale

ha finalità in accordo con quelle deisistemi di gestione della Qualità,ampliandone gli orizzonti.Aziende produttrici di preconfeziona-ti che si sono dotate di strumenti dimisura accurati e conformi, (anche neltempo) hanno potuto, grazie ai risul-tati delle misure, regolare in modo ef-ficace la loro produzione diminuendoi sovradosaggi senza rischiare di in-correre in sanzioni.Diversi sono gli esempi di aziendeche per affrontare nuovi mercatiemergenti, spesso con uffici dogana-li molto severi, hanno convenuto conquesti ultimi il grado di fiducia/accettazione dei loro prodotti solodopo aver dimostrato che sono statimisurati con strumenti conformi alleraccomandazioni internazionali del-la Metrologia Legale.

(F. Basilico) Soprattutto se affrontatoin maniera seria e approfondita, lostrumento della Metrologia Legalepuò sicuramente essere motivo di svi-luppo di conoscenze e competenze,che è poi quello che permette di svi-luppare il proprio mercato. Per le piccole aziende produttrici que-sto è un punto focale per il proprio svi-luppo. Un nostro cliente di strumentiper pesare automatici ha iniziato annifa a occuparsi con serietà delle pro-blematiche legate alla MetrologiaLegale e, in breve, è stato in grado diottenere approvazioni nazionali e CEdei propri strumenti e indicatori dipeso, oltre che l’approvazione CEMID dei propri strumenti. Ora ha am-pliato il proprio mercato, i suoi stru-menti sono apprezzati anche per lafacilità d’uso e l’affidabilità e, non ulti-mo, ha acquisito conoscenze di Me-trologia Legale che gli permettono dimuoversi agevolmente in questo set-tore.Un’altra azienda del settore alimenta-re, utilizzatrice di strumenti metrico-legali, ha intrapreso con serietà eattenzione la gestione della verifica-zione periodica dei propri strumentimetrico-legali, inizialmente con il clas-sico atteggiamento di “fastidio” legatoappunto a un “dovere” e alle contrad-dittorie e spesso erronee conoscenzeacquisite nel tempo da interlocutori

diversi e non sempre preparati. Neltempo, tuttavia, la sistemazione delparco strumenti dal punto di vistametrico-legale ha dato loro una mag-giore tranquillità dal punto di vista nor-mativo, una maggiore facilità di ge-stione della strumentazione e la con-sapevolezza che l’impegno richiestoper una corretta gestione della stru-mentazione fosse molto meno onerosodi quanto si aspettassero inizialmente. Un approccio serio, coerente e pro-fessionale alla Metrologia Legale ealle sue regole può aiutare a svilup-pare la propria attività, rendere glistrumenti più competitivi e confrontar-si con maggiore facilità con la stru-mentazione proveniente dagli altriPaesi europei, da più tempo attentialle regole normative.L’approccio “intelligente” delle azien-de deve comunque essere associato aun approccio “intelligente” del legi-slatore, affinché alle aziende e a tuttii soggetti interessati siano consegnatistrumenti che consentano di compete-re “ad armi pari” sul mercato quanto-meno europeo.

(E. Loss) Nel nostro caso, nel mo-mento in cui si è evidenziata la neces-sità di passare da una gestione tradi-zionale cartacea delle rilevazioni incampo a una raccolta dati informatiz-zata, le tecnologie di pesatura sonodiventate la naturale interfaccia tral’operatore in campo e il sistema ge-stionale, saltando a piè pari la faseonerosa e senza alcun valore aggiun-to dell’inserimento dei dati raccolti informa cartacea. Un utilizzo atipico è dove si ha la ne-cessità di dosare un prodotto a pesofisso controllandone il peso ancoracon il contenitore aperto (linee di con-fezionamento o di dosaggio vaschettedi salumi affettati), permettendo loscarto dei prodotti fuori limite con lelogiche della Metrologia Legale deiprodotti con peso fuori range e la cor-rezione, prima che la confezione siasigillata e quindi difficilmente recupe-rabile. Questo tipo di approccio per-mette inoltre di arrivare a un pesomedio molto prossimo al dichiarato,così da ottimizzare il dosaggio con unpuntuale contenimento dei costi.

Rubrica a cura di Franco Docchio, Alfredo Cigada, Anna Spalla e Stefano Agosteo

Dalle Associazioni Universitariedi Misuristi

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THE ITALIAN UNIVERSITY ASSOCIATIONS FOR MEASUREMENTThis section groups all the significant information from the main UniversityAssociations in Measurement Science and Technology: GMEE (Electricaland Electronic Measurement), GMMT (Mechanical and Thermal Measure-ments), AUTEC (Cartography and Topography), and Nuclear Measure-ments.

RIASSUNTOQuesta rubrica riassume i contributi e le notizie che provengono dallemaggiori Associazioni Universitarie che si occupano di scienza e tecno-logia delle misure: il GMEE (Associazione Gruppo Misure Elettriche edElettroniche), il GMMT (Gruppo Misure meccaniche e Termiche), l’AUTEC(Associazione Universitari di Topografia e Cartografia) e il Gruppo diMisure Nucleari.

IMPORTANTI INCARICHI A LUCA MARI E ROBERTO BUCCIANTI NELLA IEC

Nel contesto dell’InternationalElectrotechnical Commission(IEC), recentemente Luca Mari eRoberto Buccianti sono statinominati rispettivamente segretarioe assistente segretario del comitatotecnico 25 (Quantities and units) eLuca Mari è stato eletto presidentedel comitato tecnico 1 (Termino-logy).

Il TC 25 sviluppa e mantiene, con-giuntamente con ISO le norme dellaserie ISO/IEC 80000, che definisco-no grandezze fisiche e unità corri-spondenti, in accordo al SistemaInternazionale (in effetti, la serie80000 estende quest’ambito tradizio-nale, poiché la parte 80000-13 trattadi “Information science and techno-logy” e la parte 80000-14 di “Tele-biometrics related to human physio-logy”). Il TC 1 ha lo scopo di coordinare gliaspetti terminologici di tutte le attività

di IEC, e di sviluppare e mantenerel’International Electrotechnical Voca-bulary (IEV, norme della serie IEC60050, accessibili via web comeElectropedia, www.electropedia.org).

ASSEMBLEA DEL GRUPPO GMEEA MONOPOLI

L’Assemblea del GMEE si è riunita ilgiorno 5 settembre 2012, presso ilPalazzo dei Congressi, Porto Giar-dino Village, C.da Lamandia 16/A,Località Capitolo, Monopoli (BA).Il Presidente Giovanni Betta ha aper-to la seduta con informazioni riguar-do ai principali avvenimenti tecnico-scientifici che hanno riguardato lastrumentazione e le misure nell’annoappena trascorso. Di particolarerilievo il contributo dei ricercatoridel GMEE alle ricerche per la sco-perta del Bosone di Higgs e il pre-stigioso Carrier award consegnatodalla IEEE Instrumentation and Mea-surement Society al collega MarioSavino. Il Presidente ha inoltre illu-strato i principali eventi che vedonoimpegnato il GMEE nel prossimoanno.È stato poi illustrato il contributo del-l’Associazione ai lavori dei comitati

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normatori UNI-CEI e alla stesura delVocabolario di metrologia.Il Presidente ha quindi esposto lostato delle iniziative ministerialiriguardanti la Valutazione dellaQualità della Ricerca (VQR), le abi-litazioni scientifiche nazionali perprofessori universitari, e le procedu-re per l’accreditamento, valutazionee autovalutazione dei corsi di studiouniversitari.Il Direttore di Tutto_Misure FrancoDocchio ha presentato all’Assembleaalcune statistiche concernenti i contri-buti alla rivista nell’anno appena tra-scorso e il bilancio economico. Hainoltre informato l’Assemblea chealcuni articoli di carattere storico, trat-ti da Tutto_Misure, saranno pubblicatinella rivista IEEE Instrumentation andMeasurement magazine.Il Presidente Giovanni Betta ha pre-sentato i vincitori del Premio CarloOffelli per la migliore tesi di dottora-to e della borsa di studio GMEE perattività di ricerca all’estero. L’Assem-blea ha preso atto dell’elevata quali-tà di tutte le proposte di ricerca pre-sentate dai candidati a entrambi iconcorsi.Dalla discussione è emersa la necessi-tà di migliorare il coordinamento e lesinergie con i ricercatori che operanoin altri settori nell’area delle tecnolo-gie elettriche e dell’informazione,oltre che una maggiore informazionesulle attività didattiche nelle diversesedi a seguito della riorganizzazionedegli atenei avvenuta a seguito della“riforma Gelmini”.Sono tate infine discusse le attivitàconcernenti la Giornata della Misu-razione, tenuta a Roma lo scorsogiugno, e alla Scuola estiva peraddottorandi “Italo Gorini”, che nel2013 si terrà a settembre a Padova.La prossima riunione del GMEE saràtenuta a Trento, dal 9 al 12 settem-bre 2013.

ASSEMBLEA DEL GRUPPO GMMTA MONOPOLI

L’Assemblea del gruppo di MisureMeccaniche e Termiche ha avutoluogo a Monopoli, presso il Villag-

gio Porto Giardino, il 5 settembre2012.Come già l’anno precedente, ampiospazio è stato dedicato alla discus-sione degli argomenti oggetto dellaseduta del giorno precedente, svol-ta insieme ai colleghi del Gruppo diMisure Elettriche ed Elettroniche.Quest’anno l’interesse è stato note-volmente amplificato anche esoprattutto in virtù dell’importanzadel principale tema trattato, ossiaquello delle abilitazioni nazionali.C’è, infatti, una più che giustificataattesa da parte di tutti, dopo anni difermo nei confronti di qualsiasi tipodi progressione di carriera. Il temaappare poi decisamente complesso,con dettagli da sviscerare e nonsempre ben compresi, a partiredalla base di dati iniziale. Ècomunque stato costatato e confer-mato il buon clima di lavoro e col-laborazione tra i colleghi dei duegruppi, che cominciano a conoscer-si e a condividere progetti e ricer-che, comprendendo similitudini epeculiarità dei due ambiti.Come sempre l’assemblea è unmomento di bilancio: quest’annonon abbiamo dovuto salutare colle-ghi avviati alla pensione, ma cisiamo congratulati con numerosigiovani colleghi che sono entrati neinuovi ruoli. Secondo la tradizionedel gruppo, alcune persone che datempo lavorano come tecnici lau-reati, spesso solo per mancanza dipossibilità più adeguate alle lorocapacità, sono ammesse all’Assem-blea con pieni diritti, compresi quel-lo di voto; quest’anno è stata pre-sentata e approvata all’unanimità lacandidatura di Vittorio Belotti diGenova.Il collega Paone, attenendosi scrupo-losamente ai vincoli di riservatezzaimposti dal ruolo, ha poi espostoun’interessante presentazione sualcune sintesi di dati già pubblicatisul sito MIUR, in vista della valuta-zione della qualità del sistema uni-versitario nazionale: è stata un’otti-ma occasione per avere una visioneoriginale e di sintesi sulle nostre atti-vità.Rimangono poi confermate le volon-

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tà di sostenere la Giornata dellaMisurazione, altro momento dicomunanza tra i due settori di Misu-re Meccaniche e Termiche e MisureElettriche ed Elettroniche, e lo svol-gimento delle riunioni annuali con-giunte per i due settori. Un arrive-derci dunque al prossimo anno aTrento.

GMEE: PARTECIPAZIONE AL PROGETTO DI.TR.IM.MIS.

Il GMEE partecipa al progetto deno-minato “DIffusione e TRasferimento ditecnologie a IMprese nel settore delleMISure” (acronimo DI.TR.IM.MIS.),ammesso a finanziamento nel Pro-gramma RIDITT (Rete Italiana per laDiffusione dell’Innovazione e il Trasfe-rimento Tecnologico alle imprese) delMinistero dello Sviluppo Economico. Ilcapofila del progetto DI.TR.IM.MIS. èl’Università del Sannio. Altri partnerdel progetto sono: l’Università dell’A-quila, il Politecnico di Bari, l’Universi-tà della Calabria, l’Università di Reg-gio Calabria, nonché le AssociazioniProvinciali Confindustria di Beneven-to, dell’Aquila, di Taranto, e di Cosen-za.Lo sviluppo della ricerca pubblicanell’ambito della metrologia è statoda sempre stimolato dalle esigenzedi commercio e dell’economia. A talfine è necessario coinvolgere tutti ilivelli di attività, da quelli locali aquelli nazionali, regionali e interna-zionali. Al momento, secondo speci-fici studi, l’attuale anello deboledella catena è proprio quello rap-presentato dagli utilizzatori finalidella metrologia, sia nei settori dellaproduzione sia in quello dei servizi.Tramite il progetto DI.TR.IM.MIS.s’intende, quindi, trasferire ai poten-ziali utilizzatori finali sia informa-zioni, sia know-how, quest’ultimosempre più frequentemente richiesto,in particolare quando non esistono

percorsi istituzionalizzati lungo iquali possa essere effettuato il tra-sferimento.Il progetto ha in particolare l’obiettivodi valorizzare i risultati della ricercapubblica nazionale nel settore dellemisure elettriche, elettroniche ed elet-troottiche, individuando quali possa-no apportare i maggiori benefici altessuto delle PMI delle aree depressedelle province dell’Aquila, Benevento,Taranto e Cosenza (per poi estenderel’approccio prima alle intere areeregionali di Abruzzo, Campania,Puglia e Calabria e, successivamente,a livello nazionale) e operando laloro diffusione e trasferimento tecnolo-gico in tali aree.Le imprese (o utilizzatori finali) nonsono abbastanza informate sull’utiliz-zo del concetto di catena di riferibili-tà per la generazione di fiducia dellemisure. Si ricorda, infatti, che ilWTO (World Trade Organization)ha creato, a seguito dell’accordosulle barriere tecniche al commercio,un codice di regolamentazione perl’istituzione di norme nazionali e laconseguente esecuzione di verifichedi conformità. Per conseguire l’obiet-tivo di “un’unica prova conclusiva”sono stati sviluppati, dalle organiz-zazioni internazionali, strumenti checonsentono di dimostrare e do-cumentare la competenza dei la-boratori di prove e di taratura.DI.TR.IM.MIS. ha coinvolto molteplicipartner proprio con l’obiettivo digarantire la massima penetrazione alivello territoriale degli strumenti esi-stenti nell’ambito della misurazione.Non è un caso, quindi, che sianostate individuate determinate areequali, L’Aquila, Benevento, Taranto eCosenza, per poi estendere l’approc-cio prima alle regioni quali Abruzzo,Campania, Puglia e Calabria e, suc-cessivamente, a livello nazionale.Attraverso il trasferimento dei risultatidella ricerca nel settore delle misureelettriche principalmente nelle areeindicate, è possibile sollecitare lanascita di nuove imprese ad alta tec-nologia che industrializzino e com-mercializzino le tecnologie introdottee siano in grado di erogare servizi aelevato valore aggiunto sul mercato

produttivo nazionale.Nell’ambito delle attività di diffusionepreviste dal progetto DI.TR.IM.MIS. èstata supportata l’organizzazione delXX Congresso Nazionale GMEE, chesi è tenuto a Monopoli nel settembre2012, e la XII edizione della scuolaestiva dell’International MeasurementKonfederation TC-4 sui sistemi diacquisizione dati distribuiti, che si ètenuta nel luglio 2012 presso l’Uni-versità della Calabria. Il progetto DI.TR.IM.MIS. è strutturatonelle attività di seguito elencate:A. Attività di studio e analisiA.1 – Analisi dei bisogni d’innovazio-ne del tessuto produttivoA.2 – Analisi del gap tecnologico traricerca e impreseA.3 – Definizione delle tecnologie diricerca da trasferireA.4 – Valutazione e definizione dellemetodologie di trasferimentoA.5 – Realizzazione di programmiformativiB. Attività di promozione, diffusione edimostrazioneB1.1 – Pianificazione e realizzazionedi audit alle aziende del territorioB1.2 – Definizione e realizzazione dieventi e workshopB2.1 – Individuazione dei canalidegli strumenti e delle metodologie didiffusioneB2.2 – Realizzazione portale delletecnologieB2.3 – Realizzazione di pubblicazionidedicate al trasferimento di tecnologiaB2.4 – Affiancamento di ricercatoriuniversitari al personale tecnico delleaziendeB3.1 – Definizione e realizzazione diprototipi/impianti pilotaB3.2 – Realizzazione di test dimostra-tiviC. Attività di sostegno alla creazio-ne di nuove imprese ad alta tecnolo-gia.C. 1 – Tutoraggio nella redazione distudi di fattibilità e di progettiC.2 – Supporto nel reperimento dirisorse finanziarieC.3 – Allestimento di un incubatoreDI.TR.IM.MIS.C.4 – Realizzazione di uno sportello-volanoPer ulteriori informazioni è possibile

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UNIVERSITARIE MISURISTI

indotto dalla diffusione delle tecnolo-gie stesse. Le sedi di Confindustria locali hannoaderito al progetto con l’intento d’in-tensificare la conoscenza e l’utilizzodello strumento delle misure nell’ambi-to del tessuto imprenditoriale provin-ciale, proprio al fine di attribuire alleimprese provinciali quante più oppor-tunità possibili. Nella società attuale,infatti, risulta sempre più importanteavere informazioni sulle infrastrutturemetrologiche, indispensabili per sup-portare il libero commercio mondiale,sia da parte degli organismi interna-zionali direttamente coinvolti, sia daparte dei governi nazionali. In generale, le Nazioni industrializ-zate sono meglio preparate, rispettoad altre, ai nuovi requisiti previstidalla normativa di riferimento. Infat-ti, secondo le ultime stime della Com-missione Europea, l’impegno finan-ziario per il settore delle misure, inun Paese industrializzato, è compre-so tra il 5% e il 6% del Prodotto Inter-no Lordo. Questo si tramuterebbe,nel nostro Paese, in una spesa rag-guardevole, paragonabile a quelladel servizio sanitario nazionale.DI.TR.IM.MIS. rappresenta, tramite isuoi obiettivi scientifici, un’occasionedi notevole importanza per il parte-nariato coinvolto, per i territori e gliutilizzatori sui quali va a impattare,in quanto permette d’instaurare lasinergia fra mondo della ricerca emondo industriale di cui tanto siparla e che in questo progetto vedeun’opportunità concreta di realizza-zione.Il partner GMEE rappresenta uncanale preferenziale per promuoverela possibilità di accedere alle tecno-logie e per diffondere i risultati delprogetto, anche attraverso i suoiConvegni Annuali, i suoi CongressiScientifici specifici e la sua rivistaufficiale Tutto_Misure. L’edizione2012 del congresso GMEE è stataparticolarmente incentrata sulletematiche del progetto, avendo comeobiettivo prioritario quello di fornirealle imprese un quadro esaustivo eaggiornato dei sistemi e delle tecno-logie innovative di misura, pronti peril loro ottimale trasferimento al sistema

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rivolgersi al Responsabile Scientificodel progetto, Prof. Pasquale Da-ponte, Università del Sannio, Facoltàdi Ingegneria, P.zzo Bosco-Lucarelli,Piazza Roma, 82100 Benevento.

GMEE: APPROVAZIONE DI UN PROGETTO EUROPEO A BOLZANOUn’importante notizia ci è giunta dal-l’Ing. Fernando Pianegiani, mem-bro GMEE. La proposta di progetto

“ENergy-Aware CompuTing (EN-ACT)”, coordinata dall’Ing. Pianegia-ni per conto della Libera Università diBolzano, è stata finanziata dallaCommissione Europea. L’evento e unabreve descrizione del progetto sonostati pubblicati tra le news del Diparti-mento di Electrical Engineering andComputer Sciences (EECS) della Uni-versity of California at Berkeley:www.eecs.berkeley.edu. Com-plimenti all’Ing. Pianegiani per l’im-portante risultato!

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MISURAZIONE ANALOGICA E TARATURADI CENTRALINE

Ora lo specialista in tecnica di misuraHBM offre per gli amplificatori dellaserie QuantumX anche i driver per il soft-ware CANape di Vector Informatik.Gli amplificatori di misura di uso univer-sale si possono così integrare anchenelle applicazioni che utilizzano CANa-pe, il software utilizzato principalmenteda sviluppatori del settore automobilisti-co, ad esempio per sviluppare e tararele centraline elettroniche.

NEWS

A tale riguardo, durante il tempo di ese-cuzione si può eseguire la parametriz-zazione della centralina con contempo-ranea registrazione dei segnali di misu-ra e in questo modo si può analizzaredirettamente l’impatto di ognimodifica dei parametri. Con il nuovo driver ora l’u-tente ha la possibilità diimpiegare anche i noti ampli-ficatori di misura della serieQuantumX. La gamma Quan-tumX è composta da diversiamplificatori di misura chesoddisfano tutti i compiti dimisurazione. Grazie alla funzionalità univer-sale degli amplificatori il siste-ma, in abbinamento al driverCANape, risulta adatto per le

applicazioni nei banchi prova e nelleprove su strada.

Per ulteriori informazioni:www.hbm.com/it/menu/prodotti/elettronica-e-software-di-misura

PREMIATO IL SISTEMA DI MISURA PMX AL MASTERS AWARDDELLA MESSTEC & SENSOR

L’innovativa piattaforma di amplificatori dimisura PMX di HBM ha conquistato ilsecondo posto del premio MessTec & Sen-sor Masters Award 2012 nella categoriaTest & Measurement.

Il nuovo sistema di misura èla soluzione ideale per molticompiti di misurazione nel-l’ambito della produzione.Caratterizzato dal motto “Fitto Function”, il sistema sca-labile offre all’utente le fun-zionalità di cui ha bisognoper la propria applicazione. HBM soddisfa così gli stan-dard più attuali, quali l’Indu-strial Ethernet con i protocol-li Ethernet in tempo realeEthercat e Profinet. In questomodo, i sistemi di misuraPMX risultano facilmenteintegrabili anche nei moder-ni sistemi di automazione. I

segnali misurati vengono elaborati dal-l’amplificatore di misura in tempo realegià internamente. Il sistema trova applicazione tipica nelmonitoraggio dei processi di produzio-ne, quali l’accoppiamento o la pressatu-ra. Il robusto sistema è modulare ed èfacilmente ampliabile in caso di modifi-che a un impianto, garantendo così all’u-tente un’elevata sicurezza dell’investi-mento. Il premio è stato conferito in occasionedella manifestazione MessTec & SensorMasters, tenutasi a Stoccarda a iniziomarzo. Il riconoscimento viene assegna-to alle innovazioni particolarmente inte-ressanti. Anziché da una giuria, il pre-mio è conferito dal pubblico, che scegliedirettamente i vincitori.

Per ulteriori informazioni:www.hbm.com/it/menu/prodotti/amplificatori-industriali/pmx

Rubrica a cura di Franco Docchio e Alfredo Cigada

Notizie dalle altre Associazioni

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OTHER ITALIAN ASSOCIATIONSThis section reports the contributions from Associations wishing to useTutto_Misure as a vehicle to address their information to the readers.

RIASSUNTOQuesta rubrica riassume i contributi e le notizie che provengono dalle Asso-ciazioni che vedono nella Rivista uno strumento per portare le loro informazio-ni al pubblico di Tutto_Misure.

A TUTTI I CENTRI E LABORATORIDI TARATURA: INVITO A ENTRARE IN A.L.A.T.I.

Con l’istituzione di ACCREDIA (l’enteunico di accreditamento italiano) e ilsuccessivo ingresso in seno a essoanche della struttura di accreditamen-to del laboratorio di taratura SIT(COPA-SIT), ai Centri di taratura èvenuto a mancare un importanteluogo di confronto e di discussione.Nella precedente struttura di accredi-tamento il comitato del SIT aveva isti-tuito due Sottocomitati Tecnici, diffe-renziati per tipologia di grandezze(meccaniche ed elettriche) delle qualifacevano parte di diritto tutti i Centridi taratura accreditati.Con cadenza pressoché annuale,generalmente durante i convegni deiCentri di taratura i due sottocomitatitecnici del SIT prima, e le due com-missioni di COPA-SIT dopo, si riuniva-no per discutere delle problematicheemerse all’interno dei vari gruppi dilavoro e quindi dei Centri di taratura(differenziati per grandezze); tali pro-blematiche erano portate poi all’at-tenzione e discusse con l’ente diaccreditamento.Nei vari gruppi di lavoro, a voltecostituiti per esigenze specifiche, veni-

vano anche affrontate problematichedi tipo tecnico con gli esperti dell’Isti-tuto di Metrologia o con gli ispettoritecnici dei vari settori, contribuendopure alla redazione e revisione dilinee guida nel campo delle tarature.Con l’avvento di ACCREDIA questotipo di struttura viene a mancare, per-ché negli organi istituzionali dell’entenon è prevista la presenza dei sog-getti accreditati (quali i Centri di tara-tura sono) se non come entità giuridi-ca di tipo associazionistico.Al fine di recuperare il metodo di con-sultazione che il SIT aveva in atto peri Centri di taratura, ACCREDIA, nellapersona del Direttore Generale haproposto in seno al Comitato di Indi-rizzo e Garanzia l’attivazione di dueGruppi di Lavoro, coordinati dal diret-tore del dipartimento tarature dell’en-te, per misure elettriche e meccaniche,sulla falsariga dei Sottocomitati Tecni-ci del SIT, limitando però il raggio diazione di tali GL alle problematichestrettamene di tipo tecnico.Allo stato dei fatti quindi, con l’istitu-zione dell’ente unico, si è venuto acreare un vuoto di “rappresentanza”dei soggetti accreditati importanti nelpanorama del sistema qualità Italia,quali sono i Centri di taratura. È verocomunque che esistono già associa-zioni di laboratori ma, andando aguardare la tipologia degli associatipurtroppo il numero dei laboratoriaccreditati di taratura è veramenteesiguo, spesso inesistente.

Vista la situazione in essere e la spe-cificità che ha il mondo delle taraturee dei Centri che in esso operano,spesso sconosciuta anche agli addet-ti ai lavori del settore laboratoriale,hanno portato alcuni Centri di Taratu-ra accreditati a costituire A.L.A.T.I. –l’Associazione Laboratori Accreditatidi Taratura Italiani (associazione nona scopo di lucro), con l’intento di col-mare il vuoto di rappresentanzaall’interno dell’ente unico di accredi-tamento.Di seguito riportiamo le finalità cheA.L.A.T.I. si prefigge e che sono stateriportate nel proprio statuto:1. Promuovere e valorizzare l’attivitàd’impresa “Laboratori Accreditati diTaratura” verso il mercato e i cittadinie le istituzioni;2. Tutelare e valorizzare di conse-guenza l’elevata professionalità deglioperatori che concorrono allo svilup-po dell’impresa e che garantiscono larispondenza dell’applicazione dellenorme cogenti e volontarie per l’Ac-creditamento;3. Promuovere e curare il confrontotra gli Associati attraverso lo scambiodi esperienze d’impresa e di profes-sionisti;4. Collaborare con gli Enti Accredi-tanti e gli Organismi Istituzionali per:a) La risoluzione di problemi connessialle normative in vigore e a quellefuture inerenti alle attività dei Labora-tori Accreditati;b) La definizione di strategie econo-miche e organizzative (sia internerelative alle Verifiche Ispettive, siaesterne per i rapporti con gli OrganiIstituzionali anche facenti parte degliOrganismi Accreditanti);5. Collaborare con gli Organismi Isti-tuzionali sia nazionali sia europei in

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SPAZIO DELLE ALTREASSOCIAZIONI

fase legislativa e di gestione per ren-dere prioritaria l’attività dei Laborato-ri Accreditati nell’espletare compito dimonitoraggio e ricerca specialisticache richiedono particolari competen-ze e precisione nell’esecuzione delservizio di taratura e/o prove di labo-ratorio;6. Individuare, promuovere e selezio-nare circuiti interlaboratori autogestitiapprovati dall’Ente accreditante;7. Curare l’informazione degli Asso-ciati attraverso la comunicazione diNorme, Leggi, Decreti, Regolamenti eogni altra notizia utile per lo svolgi-mento della gestione dell’accredita-mento;8. Promuovere e sviluppare la forma-zione, l’aggiornamento, e la qualifi-cazione professionale degli iscritticosì anche da omologare circuiti dispecializzazione nei vari campi diattività;

9. Impegnarsi, anche con l’aiuto diesperti, nella risoluzione di problemiprofessionali, giuridici e fiscali dicomune interesse per gli Associati;10. Assistere gli Associati che abbia-no operato nell’osservanza dello Sta-tuto dell’Associazione in caso di con-troversie e di problematiche d’interes-se generale con azioni rivolte a tute-lare i principi adottati dall’Associazio-ne;11. Svolgere attività di Arbitrato tec-nico in eventuali controversie tecnichesorte tra gli Associati stessi e versoterzi nel corso della loro attività;12. Attivazione di quanto possa esse-re previsto dal regolamento per lo svi-luppo dell’Associazione.

Ovviamente il primo obiettivo dell’as-sociazione è quello di entrare a farparte di ACCREDIA come socioordinario, per poi entrare nel

Comitato di Indirizzo e Garan-zia con diritto di parola e divoto e, se le circostanze lo permette-ranno, anche nel Consiglio Diretti-vo dell’Ente unico.Naturalmente la forza di ogni asso-ciazione e quindi anche di A.L.A.T.I.sta negli associati; ma, giacché fino aqualche anno fa sarebbe stata impen-sabile la sola costituzione di un’asso-ciazione, siamo fiduciosi che numero-si Centri di taratura accreditati o infase di accreditamento vorranno ade-rirvi, contribuendo a far sentire lavoce dei Centri, che se pur piccolarappresenta, a nostro parere, quantodi meglio, non solo dal punto di vistatecnico, il panorama dell’accredita-mento fornisce a livello italiano.Paolo Giardina (Presidente A.L.A.T.I.)– Carmelo Pollio (Vicepresidente)Per informazioni:[email protected]

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SPAZIO

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Prospettive dei campioni Josephsonper la Metrologia Quantistica

V. Lacquaniti, N. De Leo, M. Fretto, A. Sosso

I.N.Ri.M. – Istituto Nazionale di Ricerca [email protected]

Stato dell’arte e nuove idee

JOSEPHSON STANDARDS FOR QUANTUM METROLOGYThe requirements of Josephson junctions for metrological applications aredescribed. Data reported in the literature for the most established technolo-gies are analyzed. The advantage of high (>0.2 mV) characteristic voltagesis discussed, with particular reference to Nb/Al-AlOx/Nb overdampedSNIS Josephson junctions developed at I.N.Ri.M. This feature can be thekey for next generation of voltage standard, where reduction of chip sizeand operation at temperature above 4.2 K are relevant, in view of usingclosed-cycle refrigerators.

RIASSUNTOSono presentati i requisiti delle giunzioni Josephson per applicazionimetrologiche, analizzati in base ai dati riportati in letteratura per le tec-nologie più affermate. Esamineremo i diversi tipi di giunzioni Josephson,discutendo i vantaggi e gli svantaggi di ogni tecnologia, i materiali difabbricazione più adatti e i relativi processi, considerando anche la pos-sibilità di utilizzare sistemi di raffreddamento a ciclo chiuso (cryocooler).

INTRODUZIONE

In un articolo pubblicato su questarivista [1] sono state illustrate lecaratteristiche dei campioni di ten-sione realizzati con “array” di giun-zioni Josephson. Come già accenna-to, rimane aperta la questione del-l’estensione dei riferimenti di tensio-ne alla corrente alternata o allagenerazione di tensioni programma-bili, per cui sono importanti alcuniparametri legati alla tecnologiadelle giunzioni. Un ruolo fondamentale è svoltoanche dalla stabilità termica deidispositivi. Il vantaggio di alte(>0,2 mV) tensioni caratteristichesarà discusso, con particolare rife-rimento alle giunzioni “overdam-ped” SNIS sviluppate pressol’I.N.Ri.M. Questa caratteristica può essere unelemento chiave per i futuri campio-ni, per i quali sono essenziali lariduzione delle dimensioni e tempe-rature di lavoro superiori a 4,2 K,che consentano il funzionamento inrefrigeratori a ciclo chiuso.

I REQUISITI DELLE GIUNZIONIJOSEPHSON PER CAMPIONI CA

La realizzazione di array per la gene-razione di segnali CA e la sintesi diforme d’onda è estremamente com-plessa. Elevata immunità ai disturbi,bassa dissipazione di potenza, di-mensioni ridotte sono essenziali. Dalpunto di vista della complessità tecno-logica sono determinanti le dimensio-ni del chip e l’alto numero di giunzio-ni necessarie per raggiungere tensionid’interesse pratico: dal momento chele giunzioni per CA tipicamente ope-rano sul primo “gradino” [1] e la fre-quenza di lavoro è limitata per ragio-ni tecniche ed economiche, ognigiunzione genera al massimo tensioniprossime a 0,1 mV. Dimensioni ridot-te e un elevato numero di giunzionirendono difficile garantire l’uniformitàdelle loro proprietà elettriche, che èessenziale per il funzionamento deldispositivo.Questi requisiti possono essere tradot-ti in ben definite specifiche per i para-metri elettrici: la corrente critica Ic,che fissa un limite massimo per l’am-

piezza in corrente dei gradini e la ten-sione caratteristica, Vc determina lafrequenza ottimale della microondafd. per ottenere la massima ampiezzadei gradini [2]. Da fd dipende anchela tensione dei gradini (cioè la risolu-zione in tensione dell’array) e quindiil numero di giunzioni necessarie araggiungere una data tensione diuscita. Per ridurre il numero di giun-zioni, senza superare le limitazionidella strumentazione commerciale,sono impiegate frequenze prossime a70 GHz, e sono necessarie giunzionicon Vc circa di 150 µV. Possono esse-re utilizzati valori ancora più grandi,vantaggiosi anche in applicazionidigitali veloci, ma per frequenze ele-vate si riduce la risoluzione in tensio-ne del campione.Aumentare la tensione di uscita degliarray è una sfida impegnativa, poichéavere oltre 106 giunzioni sullo stessochip con una dispersione dei parame-tri tollerabile (5-10%) è una richiestaal di là dei limiti della odierna tecno-logia dei superconduttori. Così, inattesa di una tecnologia in grado disuperare questo limite, deve esserestudiato un approccio diverso, ridu-cendo il più possibile il numero digiunzioni e loro dimensioni.

LE TECNOLOGIE ATTUALMENTE DISPONIBILI

Considerando le caratteristiche dell’e-lettrodo, le giunzioni vengono tipica-mente suddivise in tre classi principa-li: SIS isteretiche con “shunt” esterni,SNS a barriera metallica, SINIS a

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doppia barriera. Recentemente èstata sviluppata all’I.N.Ri.M. unanuova tecnologia che verrà descrittain una sezione apposita.La prima classe, direttamente derivatadal processo più sviluppato e ottimiz-zato dell’elettronica superconduttivabasata su un tri-strato Nb/AlOx/Nb,è ancora la tecnologia prevalente peri circuiti RSFQ [1]. Ha lo svantaggiodi una configurazione che richiedeuna resistenza esterna che da instabi-lità caotica e rende difficoltoso il suouso come campione. Non prendere-mo quindi in considerazione giunzio-ni di questo tipo.

Campioni programmabili(PJAV)I campioni di tensione programmabilisono realizzati con più sottoarray inserie [1]. La tensione totale è definitadalla polarizzazione di ciascun sot-toarray. Affinché la tensione sia defi-nita univocamente dalla corrente dilavoro si devono utilizzare giunzioninon-isteretiche. Nelle giunzioni SINIS,con struttura Nb/Al/AlOx/Al/AlOx/Al/Nb, questo si ottiene smorzandola componente reattiva dovuta allacapacità della giunzione con una resi-stenza intrinseca ottenuta due strati diossido molto sottili, separati da unabarriera metallica. I migliori risultatisono stati ottenuti dal PTB, che ha rea-lizzato PJAV a 1 e 10 V con 7.000 e70.000 giunzioni rispettivamente [3].

Un problema per questa tecnologia èdovuto alla elevata trasparenza delledue barriere isolanti, con la necessitàdi una planarizzazione del film dibase, poiché la probabilità di difetti èelevata. Il processo di fabbricazioneha limitazioni nella realizzazionedelle migliaia di giunzioni di un arrayper tensioni programmabili a 10 V.Nelle giunzioni SNS lo smorzamentodella caratteristica IV si ottiene utiliz-zando un metallo normale [4]. Legiunzioni SNS hanno valori elevati diJc, e in genere i metalli utilizzati han-no resistività molto bassa [5]. Le giun-zioni Nb/PdAu/Nb sono state ilprimo tipo di giunzioni SNS con cuisono stati realizzati array binari a1 V. I valori di Vc tra 5 e 30 µV ne li-mitano l’uso a frequenze di pochiGHz in chip con circa 30.000 giun-zioni per 1 V.Risultati notevoli sono stati ottenuti congiunzioni NbN/TiN/NbN sviluppatedal gruppo di Tsukuba: array moltograndi, con più di 300.000 giunzionisono stati testati con successo in cir-cuiti DAC di 8 e 11 bit con gradiniquantizzati a 10 V a 10 K [6]. Carat-teristiche di queste giunzioni sono Vcdi 10-20 µV a 10 K con aree di pochimicrometri quadrati. Collegando inserie due array su chip diversi è stataraggiunta una tensione di uscita di20 V.In sostituzione del metallo normale sonostati proposti materiali alla transizioneisolante-metallo [7]. In questa catego-ria, le giunzioni Nb/NbxSi1-x/Nb rap-presentano il tentativo finora dimaggior successo. Giunzioni di que-sto tipo sono state sperimentate inarray fino a 10 V. La stabilizzazionedella stechiometria della barriera,aspetto critico di questo tipo di giun-zioni, può essere ottenuta medianteuna ricottura termica dopo la depo-sizione.

Campioni impulsati per la sintesi di forme d’ondaLa serie d’impulsi utilizzati per la sin-tesi della forma d’onda ha un conte-nuto armonico molto ricco. La soluzio-ne più affidabile per garantire unacorretta propagazione è quella diridurre le dimensioni dell’array, che

opera come un circuito a parametriconcentrati. I due metodi principaliper la realizzazione dispositivi conqueste caratteristiche sono: sviluppotecnologico di giunzioni submicrome-triche o multistack verticale di giun-zioni.I primi e attualmente migliori risultatiper i campioni impulsati sono stati ot-tenuti con giunzioni Nb/PdAu/Nbche, per l’elevata densità consentonodi ridurre fortemente dimensioni delchip. Giunzioni Nb/HfTi/Nb sonostate sperimentate con successo dalPTB nella realizzazione di array da2.000 giunzioni di 0,2 µm × 0,2 µm[7].

Campioni RSFQLe applicazioni RSFQ richiedono cir-cuiti molto complessi, con numerosiblocchi funzionali differenti. La tecno-logia più affidabile si basa su giun-zioni SIS tradizionali con una resi-stenza di shunt esterno. L’intero pro-cesso coinvolge fino a 12 maschereper il patterning. Notevoli risultatisono stati ottenuti con questa tecnolo-gia, tra cui un DAC RSFQ con 6.000giunzioni Josephson. Le giunzioniSINIS si sono rivelate adatte per cam-pioni RSFQ e, più di recente, sonostate proposte per RSFQ ed elettroni-ca digitale giunzioni con barriera nio-bio-siliciuro e SNIS [8].

UN OSTACOLO DA SUPERARE: LE BASSE TEMPERATURE

Al fine di rendere i campioni Joseph-son disponibili a un’utenza diffusasono indispensabili sistemi di refrige-razione più economici e compattirispetto a quelli oggi utilizzati per legiunzioni in niobio [9]. L’uso di uncryocooler consentirebbe inoltre l’im-piego di cavi più corti tra dispositivoe sistema di misura, con una riduzio-ne dei relativi contributi d’incertezza,sempre più significativi all’aumentaredella frequenza.Il problema non sembra che possa esse-re risolto nel breve periodo da giunzio-ni con superconduttori ad alta tempera-tura, tipicamente YBCO o il più recenteMgB2, con cui non si possono realizza-

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LO SPAZIODEGLI IMP

Figura 1 – Esempio di sequenza del processo di fabbricazione di un array di giunzioni Josephson.Il processo è iniziato con la deposizione a tre strati,mediante sputtering, seguito dal patterning zona,processo fotolitografico e incisione a ioni reattivi,

e l’isolamento degli elettrodi anodizzazione liquido.La deposizione di strati di contatto

conclude il processo

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re array di grandi dimensioni. Un gros-so problema di queste giunzioni è lastabilità nel tempo e ai cicli termici. Irisultati più interessanti al momentosono stati raggiunti da array di giun-zioni YBCO bi-cristallo [10], con cuisono stati generate tensioni quantizzatefino a 100 mV a temperature anchesuperiori a 77 K.Come detto sopra le giunzioni di nitru-ro di niobio e niobio, NbN/TiN/NbN hanno dimostrato di funzionarea 10 K, tuttavia richiedono un costosoprocesso di fabbricazione, un’elevatapotenza della microonda e la stabiliz-zazione del cryocooler per garantireun comportamento elettrico costante.

TECNOLOGIA SNIS “OVERDAMPED”: UN ESEMPIO DI GIUNZIONEMULTIFUNZIONALE

Un ulteriore tipo di giunzioni sovra-smorzate con struttura Nb/Al-AlOx/Nb è stato sviluppato all’I.N.Ri.M.[11], dove la presenza di un film dialluminio di circa 100 nm crea unmultistrato superconduttore normaleisolante superconduttore, SNIS.La caratteristica elettrica non istereticacon una gamma ampia di parametri èottenibile alternativamente agendosugli spessori dei film, ovvero su para-metri di lavoro dei dispositivi (la tem-peratura). Quest’ultimo aspetto ha unrisvolto interessante dal punto di vistaoperativo, poiché le giunzioni, in fun-zione dello spessore dello strato nor-male, possono fornire una stabilità intemperatura sopra 4,2 K superiorerispetto ad altri tipologie. [12].Un’interpretazione fisica del funziona-mento delle giunzioni SNIS considerasia l’effetto che il film metallico spessoorigina nella densità degli stati deisuperconduttori, sia, specialmente, ladistribuzione universale di conducibi-lità nello strato isolante ~1 nm, che dàorigine a fenomeni di riflessioni multi-ple di Andreev [13].Poiché è possibile con queste giunzio-ni ottenere tensioni caratteristiche finoa 0,7 mV a 4,2 K, esse sono adatte agenerare risonanze con microonde afrequenze multiple rispetto ai valori

della banda k (69-75 GHz). Quindisono osservabili gradini quantizzatidi tensione fino a n=4, consentendodi misurare [14] tensioni fino a 5 V inschiere programmabili con un numerodi giunzioni (8-9.000) pari a quellotipicamente impiegato per 1 V.Particolarmente vantaggioso sembra,allo stato attuale, l’utilizzo di due gra-dini consecutivi (primo e secondo),che con una piccola richiesta additivadi potenza (1,3 volte quella a singologradino) permette di usare un circuitocon un numero di giunzioni pari ametà e un ingombro complessivo delcircuito minore.D’altro canto, le giunzioni SNIS si pre-stano a un impiego a temperaturemaggiori di 4,2 K, vicino alla tran-sizione tra lo stato superconduttivo equello normale, quindi in refrigeratoripiù piccoli e economici.In Fig. 3 si osserva una schiera SNISdi 8.192 giunzioni funzionante a6,5 K, in grado di fornire [14] tensio-ni quantizzate fino a 1,25 V.Infine, le caratteristiche citate fanno diqueste giunzioni un interessante can-didato per circuiteria RSFQ operanteal di sopra di 4,2 K, con le possibili-tà che in prospettiva una parte o tutto il circuito di misura delle tensioni pro-

grammabili e in AC sia realizzato abassa temperatura


1. V. Laquaniti, N. De Leo, M. Fretto, A.Sosso. Campioni Josephson e metrolo-gia elettrica. Tutto_Misure XIV, no. 3,227-230 (2012).2. Kautz RL. Shapiro steps in large-areametallic-barrier Josephson junctions. JAppl Phys 1995; 78: 5811-8.3. Mueller F., Behr R., Palafox L., et al.Improved 10 V SINIS Series Arrays for

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Figura 2 – Il passaggio dal comportamento non-isteretico per una giunzione SNIS viene ottenutocambiando la temperatura di funzionamento

Figura 3 – Array programmabile SNIS a 6.5 K irradiata a 70 GHz con tensioni fino a 1.25 V

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Vincenzo Lacquaniti ènato nel 1952 si è laurea-to presso il Politecnico diTorino nel 1975. Ricercato-re presso il Galileo Ferrarisdal 1979 poi I.N.Ri.M., èesperto di dispositivi quan-

tistici a film sottile per le misure di preci-sione. Ha lavorato alla messa in opera deiprimi campioni quantistici italiani di ten-sione e di resistenza. Ha messo in operaun laboratorio dedicato alle tecnologie afilm sottile per le misure. Autore di circa100 lavori su rivista. È stato membro delconsiglio di amministrazione dello IEN edè attualmente responsabile della divisioneelettromagnetismo dell’ I.N.Ri.M.

Matteo Fretto è nato aChieri nel 1979, si è lau-reato in Ingegneria deiMateriali presso il Politec-nico di Torino nel 2004.Dal 2005 è in I.N.Ri.M.,dove ha conseguito il dot-

torato di ricerca in “Metrologia: scienzae tecnica delle misure” e dal 2010 lavo-ra presso il settore Nanotecnologie eMicrosistemi. La sua attività di ricercariguarda la fabbricazione e la caratte-rizzazione di dispositivi quantistici perla metrologia e l’elettronica supercon-duttiva basati su giunzioni Josephson.

Natascia De Leo è natanel 1972 e si è laureata inChimica Industriale all’Uni-versità degli Studi di Torinonel 1997. Dal 2005 lavorain I.N.Ri.M. come ricerca-tore presso il settore Nano-

tecnologie e Microsistemi. La sua attività diricerca riguarda la realizzazione e lacaratterizzazione di dispositivi quantistici asuperconduttore basati su giunzioniJosephson impiegabili come sensori di pre-cisione per la metrologia primaria e per lemisure di precisione.

Andrea Sosso è nato aBiella nel 1964 e si è lau-reato in Ingegneria Elettro-nica presso il Politecnico diTorino. Dal 1990 si occupadel mantenimento e dellosviluppo di campioni per la

Metrologia Elettrica presso l’IEN/I.N.Ri.M.È responsabile del campione nazionale ditensione elettrica. I suoi interessi principaliriguardano la metrologia quantistica condispositivi a superconduttore e l’elettronicaper le misure elettriche.

Applications in AC Voltage Metrology.IEEE Trans Appl Supercond 2007;17(2): 649-52.4. Mueller F., Behr R., Weimann T., et al.1 V and 10 V SNS Programmable Volta-ge Standards for 70 GHz. IEEE Trans onAppl Supercond 2009; 975-80.5. Lacquaniti V., Gonzini S., Maggi S.,et al. Nb-based SNS junctions with Aland TaO barriers for a programmableJosephson voltage standard. IEEE TransAppl Supercond 1999; 9(2): 4245-8.6. Yamamori H., Ishizaki M., Sasaki H.,et al. Operating Margins of a 10 V Pro-grammable Josephson Voltage Stan-dard Circuit Using NbN/TiN/NbN/TiN/NbN Double-Junction Stacks. IEEETrans Appl Supercond 2007; 17(2 Part1): 858–63.7. Benz S., Synthesizing accurate volta-ges with superconducting quantum-based standards, IEEE Instrumentation &Measurement Magazine, vol. 13, no.3, pp. 8-13, June 2010.8. P. Febvre, D. Bouis, N. De Leo, M.Fretto, A. Sosso, V. Lacquaniti, Electricalparameters of niobium-based overdam-ped superconductor-normal metal-insula-tor-superconductor Josephson junctionsfor digital applications, Journal ofApplied Physics , vol.107, no. 10, pp.103927-103927-6, May 2010.9. S. Anders et. al, European roadmap

ACQUISIZIONE DATI MOBILE A PORTATA DI DITA

Il nuovo registratore dati GEN2i della HBM,che dispone di un massimo di 64 canali con-figurabili liberamente, consente sia registra-zioni dati continue sia l’acquisizione di trans-ienti rapidi. Nell’acquisizione sincrona dimolti canali, si raggiungono cadenze di inter-rogazione massime di 100 MS/s. Grazie al-la struttura modulare, il registratore dati siadatta alle diverse applicazioni con flessibili-tà e semplicità.

NEWS

Gli sviluppatori di HBM hanno prestato parti-colare attenzione a garantire la massima fa-cilità d’impiego, prendendo ad esempiol’uso dei moderni terminali mobili. Tutte lefunzioni sono gestite tramite l’ampio touch-screen, che rende superflui tastiera e mouse.Grazie all’innovativo comando one-touch,l’utente può accedere a tutte le funzioni sfio-rando lo schermo con un dito. Il concetto di comando comprende anche ilcontrollo gesti, ormai familiare negli smart-phone, che consente di zoomare sui dati osfogliare i record dati tramite i movimentidelle dita. È grazie all’interfaccia intuitiva che questoprodotto ha conquistato l’ambito riconosci-mento internazionale “best-designed appli-cation”, conferito dal Nielsen NormanGroup. I membri della giuria hanno apprez-zato soprattutto la generosa rappresentazio-ne dei dati sullo schermo, nonostante la con-temporanea presenza di numerose opzionidi comando. Inoltre, hanno lodato la facilitàd’uso del dispositivo da parte dei principian-ti e la rapida disponibilità di tutte le funzioniprincipali per gli utenti più avanzati.

Per ulteriori informazioni:www.hbm.com/it/menu/prodotti/elettronica-e-software-di-misura

on superconductive electronics, PhysicaC: Superconductivity, 470, pp.2079–2126, n. 23-24, 2010.10. A. Sosso, D. Andreone, V. Lacqua-niti, A.M. Klushin, He, M. Klein, “Metro-logical Study of YBCO Josephson Junc-tion Arrays Integrated in a Fabry-PerotResonator,” IEEE Trans. on AppliedSuperconductivity, vol.17, no.2,pp.874-877, June 2007.11. V. Lacquaniti, C. Cagliero, S.Maggi, and R. Steni. OverdampedNb/Al-AlO/Nb Josephson Junctions.Appl. Phys. Lett., 86(4):042501, 2005. 12. V. Lacquaniti, D. Andreone, N. DeLeo, M. Fretto, S.Maggi, A. Sosso, andM.Belogolovskii. Analysis of the Tempe-rature Stability of OverdampedNb/AlAlO/Nb Josephson Junctions,IEEE Trans. Appl. Supercond.,17(2):609–612, June 2007.13. V. Lacquaniti, N. De Leo, M. Fretto,A. Sosso, and M.Belogolovskii, Nb/Al-AlOx-Nb superconducting heterostructu-res: A promising class of self-shuntedJosephson junctions, J. Appl. Phys.,108(9): 108-115, 2010.14. V. Lacquaniti, N. De Leo, M. Fretto,A. Sosso, F. Muller, J. Kohlmann, 1 VProgrammable Voltage Standardsbased on SNIS Josephson JunctionsSeries Arrays, Superc. Sci. Tech., 24:045004-045007, 2011.

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15 - 17 FEBBRAIO

19 - 21 FEBBRAIO

15 - 16 MARZO

17 - 21 MARZO

18 - 21 MARZO

19 - 22 MARZO

20 - 22 MARZO

17 - 18 APRILE

13 - 17 MAGGIO

13 - 14 MAGGIO

15 - 16 MAGGIO

24 - 29 MAGGIO

28 - 31 MAGGIO

11 - 13 GIUGNO

18 - 19 LUGLIO

8 - 11 SETTEMBRE

8 - 11 SETTEMBRE

19 - 22 SETTEMBRE

Hong Kong, China

Hong Kong, China

Singapore, Singapore

Shenzhen, China

Sanya, China

Brescia, Italy

Barcelona, Spain

Barcelona, Spain

Barcelona, Spain

Barcelona, Spain

Wuhan, China

Anheim, USA

Hammamet, Tunisia

Orlando, USA

Bilbao, Spain

Torino, Italy

Istanbul, Turkey

Xiamen, China

Perugia, Italy

Lisbon, Portugal

Tipei, Taiwan

Alghero, Italy

Barcelona, Spain

Trento, Italy

Trento, Italy

Vilamoura, Portugal

2012 International Conference on Biomaterial and Bioengineering (ICBB 2012)

Modelling, Identification and Control (MIC2012)

2012 International Conference on Optical Materials and Communication (ICOMC 2012)

2013 2nd International Conference on Micro Nano Devices, Structure and Computing Systems (MNDSCS 2013)

2013 2nd International Conference on Mechanical Engineering and Materials

AISEM 2013 - International Conference of the ItalianAssociation of Sensors and Microsystems

6th International Joint Conference on Biomedical EngineeringSystems and Technologies - BIOSTEC 2013

2nd International Conference on Pattern Recognition Applicationsand methods - ICPRAM 2013

5th International Conference on Agents and Artificial Intelligence -ICAART 2013

PECCS 2013 - International Conference on Pervasive and Embedded Computing and Communication Systems

2013 International Conference on MEMS and Mechanics

OFC-NFOEC

SSD 2013 - 10th International Multi-Conference on Systems, Signals & Devices

The IV International Conference on Education, Training and Informatics: ICETI 2013

International Conference on Renewable Energies and Power Quality (ICREPQ’13)

Affidabilità e Tecnologie - VII edizione

IV International Conference on Power Engineering, Energy and Electrical Drives, POWERENG

2013 3rd International Conference on Advanced Measurement and Test (AMT 2013)

IEEE Wireless Power Transfer Conference 2013

BIOTECHNO 2013

2013 IEEE International Symposium on Industrial Electronics

4th International Conference on Clean Electrical Power -ICCEP 2013

19th IMEKO TC-4 Symposium

Congresso GMEE 2013

Congresso GMMT 2013

12th European AAATE Conference, Association for the advancement of Assistive Technology in Europe

www.icbb-conf.org

www.mic-conf.org/index.htm

www.icomc-conf.org

www.mndscs-conf.org

www.icmem2003-conf.org

www.aisem.eu

www.biostec.org

www.icpram.org

www.icaart.org

www-peccs.org

www.memsm2013-conf.org

www.ofcnfoecconference.org

www.ssd-conf.org/ssd13

www.2013iiisconferences.org/iceti

www.icrepq.com

www.affidabilita.eu

www.powereng2013.org

www.amt-conf.org

www.ieee-wptc2013.unipg.it/index.html

www.iaria.org/conferences2013/BIOTECHNO13.html

www.isie2013.org

www.iccep.net

www.imeko2013.es

www.gmee.org

www.aaate.org

2013

T_M ƒ 314T_M ƒ 314

NEWS

N.04ƒ

;2012

SISTEMA INNOVATIVO DI MISURAZIONE DIMENSIONALE TRAMITE IMMAGINIscussione le tecniche metrologiche tradi-zionali: la serie IM-6500. Il sistema è basato sulla combinazionedella tecnologia ottica, che assicura aimicroscopi digitali la massima risoluzio-ne del settore, e della tecnologia di ela-borazione delle immagini, che fornisceai sistemi di visione la loro straordinariacapacità di risoluzione dei problemi. Tale sistema, che dispone di tutta l’affi-dabilità necessaria per gli ambienti del-l’automazione industriale, è stato conce-pito per eliminare la necessità di pianiportaoggetti X-Y e ridurre sensibilmente iltempo di misurazione: è sufficiente posi-zionare e premere un pulsante per misu-rare fino a 99 caratteristiche. Gli erroridell’operatore vengono eliminati graziea una misurazione automatica ad altaprecisione. L’IM è molto facile da configurare, gra-

zie al controllo dell’intera immagine deltarget, ed è semplice da usare anche perapplicazioni complesse. L’obiettivo otticoin dotazione ha una profondità dicampo elevata, in grado di garantireuna messa a fuoco nitida anche nel casodi differenze di altezza. Un obiettivotelecentrico mantiene costanti le dimen-sioni del target. La tecnologia ottica acquisita nel settoredella microscopia digitale ha consentitoalla Keyence di realizzare un sistemache offre sia un ampio campo visivoampio sia una bassa distorsione.

Per ulteriori informazioni:www.keyence . i t /produc t s/measure/image/image.php.

E-mail: [email protected]

Kistler ha progettato e realizzato duemoduli di piantaggio elettromeccanici spe-ciali, ognuno con capacità di spinta fino a600kN, da integrare in un impianto auto-matizzato ad alta cadenza per il settoreautomotive La soluzione ha la finalità di eseguire dueoperazioni di accoppiamento per l’assem-blaggio del nucleo rotore di un nuovomodello di alternatore: la compattazionedelle giranti polari e del nucleo di rame

sull’albero e la clinciatura per il fissaggio del nucleo completosull’albero. La soluzione Il progetto doveva sviluppare forze fino a 600kN con un sistema elettromeccanico, anziché idraulico, essereflessibile nell’utilizzo e preciso, sia nelle operazioni di piantag-gio (le quote del ciclo di piantaggio sono liberamente program-mabili e l’asse si posiziona con precisione di 0,01 mm) sianella misura dei valori di processo (l’unità di piantaggio è dota-ta di un sensore di forza, progettato per questa specifica esi-genza, che garantisce un’elevata accuratezza) che devono esse-re poi memorizzati per garantire la tracciabilità. Il pannello controllore Dmf-P A310 permette, per ogni modulo, diprogrammare, memorizzare ed esportare in vari formati su inter-faccia Ethernet un file per ogni ciclo effettuato (con possibilità diassociarlo a un codice a barre univoco per componente). I moduli sono poi stati integrati in un impianto completamenteautomatizzato, ad alta cadenza produttiva: requisito fondamen-tale sono una manutenzione minima (ingrassaggio con pochi mldi grasso dopo ogni milione di cicli) e rispettare l’ambientein termini di consumi, emissioni e rumorosità. Infine era neces-sario ottimizzare i costi relativi al consumo di energia, obiettivoraggiungibile grazie al fatto che le unità elettromeccaniche dipiantaggio richiedono energia elettrica solo quando si effettua ilprocesso e che l’energia sviluppata in frenata ritorna in rete. I

EFFICIENZA ENERGETICA E GESTIONALE GRAZIE AI NUOVI MODULI DI PIANTAGGIO ELETTROMECCANICI

vantaggi Attualmente (estate 2012), in fase di rump up pres-so il cliente finale Denso Manufacturing Italia, le due unità Kist-ler eseguono una produzione con cadenza di 4,5 s/ciclosenza alcuna fermata. Grazie al pannello controllore Dmf-P A310, di cui le unità sonomunite, è stata eseguita la messa a punto meccanica (allinea-menti, quote, ecc.) rispetto al resto della macchina, prima che ilsoftware di gestione fosse implementato e quindi in assenzadi PLC: è stato inoltre possibile impostare le esatte quote di com-pattazione e cianfrinatura, ad esempio, senza alcuna modificaall’attrezzatura e mantenendo una precisione finale di posizio-namento pari a 0,01 mm. Ogni ciclo è monitorato e l’operatore, analizzando i dati, puòdeterminare azioni correttive o decretare non idoneo al processoil lotto di componenti da assemblare, evitando di proseguire unaproduzione che risulterebbe non conforme nelle fasi successive. Da evidenziare sono anche i vantaggi in termini di efficienzaenergetica: le due unità Kistler per funzionare richiedono soloenergia elettrica, in parte anche rigenerata e rimessa in retedurante la fase di frenatura. Rispetto a un sistema idraulico, sistima un risparmio energetico annuo di oltre il 50%!Anche dal punto di vista dell’efficienza gestionale del sistema ledue unità elettromeccaniche richiedono una manutenzione limi-tata rispetto a un sistema idraulico, i cui costi contemplano, tragli altri elementi, prodotti di consumo, componenti soggetti ausura e barriere per la protezione acustica. Il risparmio calcolato nei vari ambiti è di circa 10.000€/anno. Altri benefici ottenuti riguardano l’assenza di materiali di scarto,emissioni, tubazioni, circuiti ad alta pressione, rischi di interfe-renza con mezzi di trasporto per la movimentazione dei mate-riali o con il camminamento degli operatori, non essendoci unitàesterne o serbatoi di alimentazione.

Per ulteriori informazioni: www.kistler.com

Keyence ha introdotto in Italia un pro-dotto innovativo per effettuare misurazio-ni istantanee di pezzi, che mette in di-

COMMENTI ALLE NORME: LA 17025

T_M N. 4/12 ƒ 315

Non conformità, azioni correttive, azioni preventive,reclami e miglioramento - Parte quinta

A cura di Nicola Dell’Arena ([email protected])

Non conformità e azioni correttiveCOM

MENTI

ALLE

NORM

E

COMMENTS ON STANDARDS: UNI CEI EN ISO/IEC 17025A great success has been attributed to this interesting series of comments byNicola Dell’Arena to the Standard UNI CEI EN ISO/IEC 17025.

RIASSUNTOProsegue con successo l’ampia e interessante serie di commenti di NicolaDell’Arena alla norma UNI CEI EN ISO/IEC 17025. I temi trattati sono: Lastruttura della documentazione (n. 4/2000); Controllo dei documenti edelle registrazioni (n. 1/2001 e n.2/2001); Rapporto tra cliente e labora-torio (n. 3/2001 e n. 4/2001); Approvvigionamento e subappalto (n. 3/2002 e n. 1/2003); Metodi di prova e taratura (n. 4/2003, n. 2/2004 e n. 3/2004); Il Controllo dei dati (n. 1/2005); Gestione delle Ap-parecchiature (n. 3/2005, n. 4/2005, n. 3/2006, n. 3/2006, n. 4/2006,n. 1/2007 e n. 3/2007); Luogo di lavoro e condizioni ambientali (n. 3/2007,n. 2/2008 e n., 3/2008); il Campionamento (n. 4/2008 e n. 1/2009);Manipolazione degli oggetti (n. 4/2009 e n. 2/2010), Assicurazionedella qualità parte 1.a (n. 4/2010); Assicurazione della qualità parte 2.a(n. 1/2011); Assicurazione della qualità parte 3.a (n. 2/2011). Non con-formità, azioni correttive, ecc. parte 1.a (n. 4/2011), parte 2.a (n. 1/2012),parte 3.a (n. 2/2012), parte 4.a (n. 3/2012).

FASI DEL PROCESSO

Le fasidel pro-cesso perrisolvereuna nonconformi-tà (tecni-ca e disistema)sono, alivello di

macro fasi, le seguenti: 1) rilevazione(identificazione secondo la norma), 2) analisi delle cause; 3) selezione del-l’azione correttiva da attuare; 4) at-tuazione dell’azione correttiva; 5) veri-fica dell’azione attuata. Alcune fasi sono riportate nel punto4.9, altre sono riportate nel punto4.11, con un intreccio strano. Tutto ilparagrafo 4.11 è un seguito del 4.9,per cui tutto quello che è detto daadesso in poi deve essere applicato ecollegato anche punto al 4.9.

ANALISI DELLE CAUSE

Al paragrafo 4.11.2 la norma pre-scrive che “le procedure per le azio-ni correttive devono partire da un’in-dagine per determinare l’originedella/e causa/e del problema”. Suquesto paragrafo si riparla di proce-dure al plurale e, secondo me, ilnormatore confonde tra proceduracome documento e procedura comeinsieme di attività da svolgere. Inol-tre, per la prima volta, parla di pro-blema senza che ci sia una defini-zione in tutte le norme sul sistemaqualità.La versione inglese utilizza il termine“problem” e il vocabolario non miha aiutato a capire di più il suosignificato. Allora ho chiesto aiutoallo Zingarelli, il quale porta duespiegazioni, utilizzabili per le nonconformità. La prima “ogni ordine didifficoltà, la cui soluzione implica lapossibilità di un’alternativa” e laseconda “questione complicata,

situazione difficile da affrontare eda risolvere”. Nella mia lunga espe-rienza (sia come valutatore sia comeresponsabile della qualità d’impian-ti nucleari complessi) ho sempre tro-vato che a ogni non conformitàcorrispondeva una sola solu-zione, e per lo più anche semplice.Raramente ho trovato che si potevarispondere con due soluzioni. Unasoluzione difficile da affrontare nonmi è mai capitata e, se può capita-re, si riferisce ad attività tecniche.Una classificazione di massimadelle non conformità gestionali sipuò suddividere nelle seguenti quat-tro: mancanza di procedure tecni-che o gestionali; non completa corri-spondenza del Manuale della Qua-lità alla norma ISO 17025; noncompleta corrispondenza di unaprocedura alle norme tecniche o disistema; mancata o errata applica-zione della procedura tecnica ogestionale. Per un laboratorio accre-ditato le prime tre si risolvono allaprima visita di valutazione da partedi ACCREDIA: in caso contrario,non si ottiene l’accreditamento e lasoluzione è quasi sempre unica esemplice. Durante la vita del labora-torio resta la quarta e tutto ciò chepuò accadere è sempre di faci-le soluzione.L’analisi delle cause deve essere ese-guita da personale competente e pre-parato: è necessario scendere in tutti idettagli, analizzare anche le poten-ziali non conformità (come dice lanota della norma), valutare l’impor-tanza della non conformità, per giun-gere a prendere una decisione. L’a-nalisi della causa può essere sempliceo complessa e dipende dal grado digravità della non conformità e dallaconoscenza del personale su cosa sisia verificato; a volte può essere ri-chiesto l’intervento di personale ester-no (rottura di una parte importante di

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COMMENTIALLE NORME

N.04ƒ

;2012

un’apparecchiatura), se quello internonon fosse in grado di trovare la solu-zione.Sull’argomento il laboratorio deveindicare nel Manuale della Qualità enella procedura gestionale il coordi-natore delle analisi delle cause (gene-ralmente il Capo Laboratorio per quel-le tecniche e il Responsabile dellaqualità per quelle di sistema). Que-st’ultima è un passo fondamentale perprendere una decisione sulle azionida attuare.La norma su questo punto porta laseguente nota con tre commi: “l’anali-si della causa è la chiave e talvolta èla parte più difficile nella proceduradelle azioni correttive. Spesso l’origi-ne della causa non è evidente; nederiva la necessità di procedere aun’analisi rigorosa di tutte le poten-ziali cause del problema. Le poten-ziali cause potrebbero comprendere irequisiti del cliente, il campionamen-to, le specifiche concernenti il cam-pionamento, i materiali di consumo ole apparecchiature e relativataratura”. Il primo e secondo commasono corretti (a parte il fatto che biso-gni sostituire spesso con rare) mapleonastici: a mio parere non c’erabisogno di riportarli.Il terzo comma (che riporta esempi diaree dove possono verificarsi nonconformità) non è esaustivo e, come sipuò vedere, gli esempi sono diversida quelli riportati nelle altre note.Ribadisco che mettere questi esempinon è proprio opportuno. C’è da farnotare che i requisiti del cliente, unavolta effettuato con scrupolo il riesamedel contratto e poi accettatolo, nondovrebbero portare a non conformità(anche se qualche volta ciò avviene).

POSIZIONE DI ACCREDIA SUL 4.11.2

Sia per le prove sia per le taratureACCREDIA non prescrive requisitiaggiuntivi e si ferma al laconico “siapplica il requisito di norma”. La scel-ta di ACCREDIA è corretta, poiché ilpunto della norma è semplice e facileda capire anche per un profano deisistemi qualità.

SELEZIONE E ATTUAZIONEDELLE AZIONI CORRETTIVE

Il punto 4.11.3 è suddiviso in quat-tro commi che prescrivono diversirequisiti.Il primo prescrive che ”quando sirende necessaria un’azione corretti-va, il laboratorio deve identificare leazioni correttive potenziali”. Il requi-sito è formulato in maniera strana,ma l’aspetto più importante è che illaboratorio deve identificare(meglio, a mio parere, individuare)l’azione correttiva. La stranezzacontinua con l’aggettivo potenziale.Il laboratorio deve attuare un’azionevera, non una potenziale. Il secondocomma prescrive che “deve selezio-nare e attuare le azioni più verosi-mili per eliminare i problemi e perprevenirne il ripetersi”. Anche qui èda far notare che l’azione non deveessere quella verosimile ma quellanecessaria.Come si opera per rispondere a que-sti due requisiti? Alla fine dell’anali-si delle cause il Coordinatore fa unaproposta (che può comprenderediverse azioni correttive), su cui poifare la scelta (selezione secondo lanorma). La scelta può essere fattadal Capo laboratorio (per quelle tec-niche) e dal Responsabile della qua-lità (per quelle di sistema), oppuredal Direttore Generale, e dipendedalla complessità e dal costo delleazioni da compiere, dalla comples-sità dell’organizzazione e dalledeleghe di responsabilità. La normanon lo dice (il punto 4.9 parla diinformare il cliente) ma, se richiestonei documenti contrattuali, il clientepuò intervenire o addirittura imporrela scelta dell’azione correttiva.Nella mia lunga esperienza ho sem-pre trovato che a ogni non confor-mità corrispondeva una sola soluzio-ne (e per lo più anche semplice), percui le due fasi delineate dalla normadiventano una sola con la semplifi-cazione di tutto. Questo significache l’analisi delle cause e la sceltapossono essere fatte dal Capo labo-ratorio o dal Responsabile dellaqualità senza l’intervento di altri.Le azioni da scegliere sono di due

tipi: (i) eliminare i problemi e (ii)prevenirne il ripetersi. Per non con-formità semplici le due azioni posso-no coincidere. Per non conformitàgestionali, quasi sempre le due azio-ni coincidono. Per non conformitàgravi, a volte le due azioni coinci-dono. Del resto, nel rispetto delrequisito bisogna scegliere le duetipologie di azioni. Alcune volte leazioni da attuare possono compor-tare la revisione delle procedure (siatecnica sia gestionale).L’attuazione deve essere compiutadal personale tecnico per quelle tec-niche (anche con l’aiuto di aziendeesterne, come ad esempio lo smon-taggio o l’installazione di una nuovaapparecchiatura), mentre per quellegestionali questo dipende dall’azio-ne da compiere e dall’area in cui siè verificata.

LIVELLO ADEGUATO

Il terzo comma prescrive il requisito“le azioni correttive devono essere diun livello adeguato alla dimensionedel problema e dei relativi rischi”. Lanorma mi obbliga a rispettare il livel-lo adeguato, anche se tra le due solu-zioni ve n’è una semplice, con pococosto ma che mi risolve adeguata-mente la non conformità. A questopunto chi e come valuta il livelloadeguato? La norma non dicenulla, inoltre a mio parere il termineadeguato è sempre ambiguo e indif-ferente: per due persone adeguatopuò avere un valore diverso. Lanorma non lo dice (meno male) maper rispettare il requisito il Laboratoriodovrebbe valutare le conseguenze deipossibili rischi, e in base a tali conse-guenze scegliere l’azione correttiva.Una raccomandazione: è necessa-rio applicare questo requisito e,nel caso della possibilità discelta tra due azioni, non sce-gliere a priori quella che costameno.La norma non chiede nulla, ma perla filosofia dei sistemi qualità tuttoquesto terzo comma dev’esseredocumentato (per favore non mipicchiate).

Antonio Pacinotti,cent’anni dalla morte

Claudio Luperini 1, Bernardo Tellini 2

Seguendo le orme del grande scienziato attraverso i secoli

1 Dip. di Fisica “E. Fermi”dell’Università di Pisa2 Dip. di Ingegneria dell’Energiae dei Sistemi dell’Università di [email protected]

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ANTONIO PACINOTTI, HUNDRED YEARS FROM HIS DEATH –FOLLOWING THE TRACKS OF THE FAMOUS SCIENTISTHundred years after his death in 1912, Antonio Pacinotti, the famous scien-tist from Pisa, has been celebrated by means of an exhibition of his disco-veries and his electromagnetic instruments.

RIASSUNTOA cent’anni dalla sua morte nel 1912, Antonio Pacinotti, famoso scienzia-to pisano, è stato celebrato con una importante mostra che raccoglie le suepiù significative esperienze e i suoi più noti strumenti in campo elettroma-gnetico.

ANTONIO PACINOTTI, VISITA GUIDATA ALLA MOSTRA

Quali erano le fonti di energia utiliz-zate nell’Ottocento? Qual era quellapiù importante? Quali fonti di energiavengono utilizzate ai giorni nostri?Queste sono alcune delle primedomande che vengono proposte all’i-nizio della visita guidata alla mostra“Antonio Pacinotti, cento anni dallamorte (1912-2012). Seguendo leorme del grande scienziato”1, inau-gurata presso il Museo degli Strumen-ti per il Calcolo di Pisa il 22 Settem-bre 2012.Il tema delle “fonti di energia” per-mette d’inquadrare, insieme con i visi-tatori, l’ambiente in cui operava Anto-nio Pacinotti (nato a Pisa il 17 Giugnodel 1841) sia da un punto di vista sto-

notti, era anch’egli un professore uni-versitario che insegnò Fisica e FisicaTecnologica all’Università di Pisa dal1831 al 1882, quando gli successe ilfiglio) e altri argomenti a cui si inte-ressò, come ad esempio l’astronomia,la costruzione di strumenti ottici e losfruttamento dell’energia solare.Quattro grandi vetrine (circa 8 metricubi di spazio disponibile) sono lastruttura principale su cui si articolal’esposizione. Nella prima vetrina cisono i primi due “anelli di Pacinotti”,dei quali uno costituisce il primo pro-totipo di dinamo-motore a correntecontinua, poi la famosa Macchinettadi Pacinotti, e infine la Macchina asistema Ladd. La Macchinetta e laMacchina Ladd sono collegate da unfilo elettrico a ricordare un esperimen-to che Pacinotti fece all’Esposizione diBologna del 1869: la Macchina Ladde la Macchinetta erano collegate elet-tricamente e poste sopra un tavolo auna certa distanza fra loro: girando lamanovella della Macchina Ladd simetteva in movimento il rotore dellaMacchinetta. Era in pratica un sempli-ce esempio di come si poteva tra-smettere facilmente l’energia elettrica.La seconda vetrina contiene 3 mac-chine magneto-elettriche che sonomiglioramenti o applicazioni direttedella Macchinetta: il Deviatore ango-lare, la Macchina a Gomitolo e laMacchina con sopraeccitatore. Diver-si cartellini, posizionati vicino allemacchine esposte nelle vetrine, ne illu-strano il funzionamento oppure pro-pongono gli articoli in cui Pacinottistesso trattò di esse.

rico sia da quello tecnico-scientifico.Un breve cenno biografico e un riferi-mento allo stato dell’arte delle mac-chine magneto-elettriche intorno al1860 concludono l’introduzione allamostra e danno inizio alla visita dellasala, in cui questa è ospitata. In que-sta sala, intitolata ad Antonio Pacinot-ti proprio nel giorno dell’inaugurazio-ne2, sono esposti i prototipi realizzatidello scienziato pisano, 22 poster illu-strativi, due ricostruzioni moderne diapparati sperimentali pacinottiani3 edue computer nei quali sono visibiliuna ricca rassegna stampa delle cele-brazioni tributate a Pacinotti nel 1934e un’importante raccolta di documentiscannerizzati dell’Archivio Pacinotti. La visita guidata si snoda attraversoun percorso cronologico che segue larealizzazione dei vari prototipi dimacchine elettromagnetiche da partedi Antonio Pacinotti. Ciascuna mac-china, su cui è posta l’attenzione delvisitatore, dà anche l’occasione perparlare dell’operato dello scienziato,al di là della produzione di macchineelettromagnetiche, e così si ricordano:la sua attività didattica durata quasi50 anni, i suoi lavori e le sue inven-zioni in campo agrario, il Fondo Paci-notti4 che è rimasto all’Università diPisa, la Biblioteca e le centinaia di do-cumenti rimasti nell’Archivio di fami-glia (il padre di Antonio, Luigi Paci-

STORIA

ECURIO

SIT

À

Figura 1 – Un momento dell’inaugurazione della mostra

N.04ƒ

;2012

La terza e la quarta vetrina presentanola tecnologia della macchina a volano ealcuni prototipi che implementano la tra-zione elettromagnetica, altra idea origi-nale di Antonio Pacinotti. Il volano elet-tromagnetico è un altro modo di costrui-re l’indotto di una macchina elettroma-gnetica: la prima idea fu l’“anello chiu-so”, poi il “gomitolo” e infine il “volano”che era costruito intrecciando fili con-duttori senza il supporto di un nucleo diferro. Pacinotti ne sottolineava la stabili-tà nella rotazione e quindi la sua adat-tabilità ad una macchina industriale. Inesposizione anche un volano di notevo-li dimensioni che probabilmente eradestinato ad una grande macchina cheperò non fu mai realizzata.I prototipi a trazione elettromagneticasono 4: una specie di lanciatore elet-tromagnetico (detto Viale elettroma-gnetico), due carrellini che viaggianosu due binari costruiti ad hoc e un’al-tra apparecchiatura che fa correre uncarrello a 3 ruote, portante un bobi-na, sopra a quattro rotaie5.La mostra, che aveva come chiusuraprevista il 26 Ottobre 2012, è stata pro-

rogata finoal 31 Dicem-bre 2012 conorario 9-13dal Lunedì alVenerdì, conchiusura neigiorni festivi.

NOTE

1 La mostra ha ricevuto l’Alto Patrona-to del Presidente della Repubblica e ipatrocini del Senato della Repubbli-ca, della Regione Toscana, della Pro-vincia di Pisa, dell’IEEE Italy Section edella Fede-razione Ita-liana degliAmici deiMusei. L’or-ganizzazio-ne è a curadella Fonda-zione Gali-leo Galilei,del Diparti-mento di Fi-sica “E. Fer-mi” dell’Uni-versità di Pi-sa, del Co-mune di Pi-sa, de GliAmici deiMusei e Mo-n u m e n t iPisani e de La limonaia Scienza Viva.Per informazioni fare riferimento a

www.fon-dazione-galileoga-lilei.it. Nel-l’occasioneè stato pub-blicato an-che il volu-me “AntonioPacinotti. Acento annidalla morte”,primo nume-ro de “I qua-derni dellaFondazione”.

In parallelo alla mostra, dedicato allescuole, presso La Limonaia ScienzaViva viene proiettato, su richiesta, ilfilm “Antonio Pacinotti e il secolo del-l’elettricità”.2 Nello stesso giorno, sempre nellaSala Pacinotti, è stato inauguratoanche un bassorilievo in bronzo, dedi-cato a Pacinotti e dal titolo “Dinami-che”, donato dal Rotary Club PisaPacinotti.3 Si tratta del primo esperimento del-l’anello chiuso che Pacinotti ricostruìnel 1911 e del Viale elettromagneti-co.4 Il Fondo Pacinotti, di proprietà del-l’Università di Pisa, è custodito alMuseo degli Strumenti per il Calcolo,

ed è costituito dai prototipi delle mac-chine realizzate da Antonio Pacinotti,da numerosi strumenti didattici di Fisi-ca utilizzati sia da Luigi che da Anto-nio, dall’Archivio (migliaia di docu-menti autografi di Luigi e Antonio),dalla Biblioteca di famiglia (circa2.300 volumi) e da alcuni cimeli.5 Per il funzionamento di tutti i prototi-pi di Antonio Pacinotti si veda: C.Luperini, T. Paladini, Ho costruito ilseguente apparecchietto. AntonioPacinotti, manoscritti e strumenti, Edi-zioni ETS, Pisa, 2007 e C. Luperini,Antonio Pacinotti e la trazione elettro-magnetica, in Quaderni di Storiadella Fisica numero 15, ed. SIF Bolo-gna, 2009, pp. 47-73.

Figura 2 – Gli anelli di Pacinotti

Figura 3 – La macchinetta di Pacinotti

Figura 4 – Il “Viale” elettromagnetico

Il nuovo sistema di trasmissione radio a sonde multiple Renishawutilizza un unico ricevitore per installazioni che comprendanosonde da mandrino e sonde di presetting utensile, permettendodi realizzare una integrazione rapida in un ambiente libero dacavi. Il sistema si integra facilmente su un’ampia gamma di cen-tri di lavoro e macchine utensili a controllo numerico per auto-matizzare il presetting e la verifica dell’integrità degli utensili, lapreparazione e la verifica dei pezzi lavorati.L’intero potenziale della nuova interfaccia di trasmissioneradio RMI-Q Renishaw si realizza quando sono in funzionesulla stessa macchina quattro sonde a trasmissione radio equesto la qualifica come la scelta migliore per centri di lavo-ro a controllo numerico o macchine con tavole rotanti o adoppio pallet. È possibile realizzare una moltitudine di com-binazioni di configurazioni di tastatura, che comprendonotipicamente il nuovo sistema di presetting utensile radio RTSin parallelo alla sonda radio da mandrino Renishaw RMP60,RMP40 o RMP600, da selezionare in base ai requisiti del-l’applicazione specifica. La nuova interfaccia RMI-Q è utilizzata per attivare la sonda damandrino oppure la sonda di presetting montata sulla tavoladella macchina e dà una indicazione visiva del dispositivo atti-vato. Utilizza il consolidato sistema di trasmissione a salto di fre-quenza su spettro diffuso a 2,4 GHz, che permette funziona-mento non interrotto negli ambienti di officina, sempre più satu-ri di segnali radio. Il sistema è adatto ad applicazioni che nonabbiano una linea visiva sempre disponibile tra la sonda e ilricevitore e il suo campo di lavoro di quindici metri lo rende par-ticolarmente adatto alle macchine di grandi dimensioni. Lanuova sonda è un dispositivo compatto e senza cavi che nonlimita il movimento della tavola e combina la verifica dell’inte-grità utensile con una misura dell’utensile rapida e accurata. Ilsuo design la rende particolar-mente adatta a macchine condoppio pallet o tavolarotante, che hanno sem-pre reso complicata l’in-stallazione di sondecablate. La sonda RTS è un di-spositivo radio per ilpresetting utensile e laverifica dell’integritàdell’utensile. Comuni-ca utilizzando una tra-smissione radio che larende ideale per macchinedi grandi dimensioni o in cuinon ci sia una linea visiva tra lasonda e il ricevitore. La sonda radio èprogettata per rispettare le regolamen-tazioni radio in tutto il mondo e utilizzauna comunicazione radio a salto di fre-quenza su spettro diffuso sulla banda2,4 GHz. La sonda RTS può misurare siadiametro sia lunghezza di frese e punte.

Per ulteriori informazioni: www.renishaw.it

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NEWS

IMPOSTAZIONE DEGLI UTENSILI E ISPEZIONE SU MACCHINA UTENSILE CON SONDE MULTIPLE

MR8875 è il nuovo registratore multicanale con memoria perregistrazioni di lunga durata, progettato da HIOKI (e distri-buito in Italia da ASITA) appositamente per verifiche manuten-tive su impianti e applicazioni di registrazione e controllo nelsettore automazione, automotive e mezzi di trasporto in gene-rale.È uno strumento flessibile, che permette l’alloggiamento di 4unità di ingresso multicanale a scelta tra 4 differenti modelli:MR8901 (unità analogica a 4 canali), MR8902 (unità tensio-ne/temperatura a 15 canali), MR8903 (unità strain a 4 cana-li), MR8904 (unità CAN). A seconda del tipo di unità di ingresso installato, lo strumentoconsente registrazioni contempora-nee di tensione corrente, vibra-zioni, celle di carico, temperatu-ra e misure su sistemi CAN. Lapossibilità di scelta tra levarie unità di ingressone rende possibile l’u-tilizzo nei più sva-riati campi dia p p l i c a z i o n e .Tramite sondeo p z i o n a l i ,MR8875 permetteinoltre di verificaresegnali logici eimpulsivi.Il nuovo registratore è robusto, progettato per resistere a vibra-zioni e a temperature estreme da -10°C a +50°C e questecaratteristiche lo rendono ideale a eseguire misure on-boardsu veicoli. Il grande schermo touch screen da 8,4“ a colori el’interfaccia grafica estremamente intuitiva ne permettono ilsemplice utilizzo in campo.Grazie alla memoria interna da 32 Mwords e al salvataggiodelle misure in tempo reale su memoria SD da 2 GB, è possi-bile eseguire prove di lunga durata. I dati possono essere suc-cessivamente trasferiti su PC tramite l’interfaccia USB e LAN.

Applicazioni principali– Trasporti e automotive: MR8875 acquisisce i dati durante leprove su autoveicoli per il trasporto o durante le prove in labo-ratorio; può misurare tensione, corrente, temperatura e usciteCAN. Il suo design modulare fornisce la flessibilità di combi-nare moduli di ingresso in base all’applicazione.– Valutazione di dispositivi automatici (meccatronica):MR8875 misura contemporaneamente tensione, corrente,celle di carico, temperatura, segnali logici, segnali da trasdut-tori ad alta velocità; queste caratteristiche lo rendono idealeper la valutazione di sistemi di automazione.– Servizi di manutenzione-prove di durata su sistemi: l’elabo-razione simultanea e continuativa di vibrazioni, temperature euscite analogiche, permette registrazioni storiche di lungadurata. MR8875 può essere equipaggiato con batteria ricaricabile, inmodo da proteggere l’integrità dei dati nel caso di improvvisemancanze di alimentazione.

Per ulteriori informazioni: www.asita.com

NUOVO STRUMENTO DI MISURA E REGISTRAZIONE ANCHE SU SISTEMI CAN

N.04ƒ

; 2012

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T U T T O _ M I S U R EAnno XIV - n. 4 - Dicembre 2012ISSN: 2038-6974Sped. in A.P. - 45% - art. 2 comma 20/b legge 662/96 - Filiale di TorinoDirettore responsabile: Franco DocchioVice Direttore: Alfredo Cigada

Comitato di Redazione: Salvatore Baglio, Antonio Boscolo, Marcantonio Catelani, Marco Cati, Pasquale Daponte, Gianbartolo Picotto, Luciano Malgaroli, Massimo Mortarino

Redazioni per:Storia: Emilio Borchi, Riccardo Nicoletti, Mario F. TschinkeLe pagine delle Associazioni Universitarie di Misuristi:Stefano Agosteo, Bruno Andò, Filippo Attivissimo, Alfredo Cigada, Domenico Grimaldi, Claudio Narduzzi, Marco Parvis, Anna SpallaLo spazio delle altre Associazioni: Franco Docchio, Alfredo CigadaLe pagine degli IMP: Maria PimpinellaLo spazio delle CMM: Alberto Zaffagnini

Comitato Scientifico: ACISM-ANIMA (Roberto Cattaneo); AEI-GMTS (Claudio Narduzzi);AIPnD (Giuseppe Nardoni);AIS-ISA (Piergiuseppe Zani); ALPI (Lorenzo Thione);ANIE (Marco Vecchi); ANIPLA (Marco Banti, Alessandro Ferrero); AUTEC (Anna Spalla),CNR (Ruggero Jappelli); GISI (Abramo Monari); GMEE (Giovanni Betta); GMMT (Paolo Cappa, Michele Gasparetto);GRUPPO MISURISTI NUCLEARI (Stefano Agosteo)INMRI – ENEA (Pierino De Felice, Maria Pimpinella); INRIM(Alberto Carpinteri, Paolo Vigo, Franco Pavese);ISPRA (Maria Belli); OMECO (Clemente Marelli);SINAL (Paolo Bianco); SINCERT-ACCREDIA (Alberto Musa);SIT (Paolo Soardo); UNIONCAMERE (Enrico De Micheli)

Videoimpaginazione: la fotocomposizione - Torino

Stampa: La Grafica Nuova - Torino

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La Redazione di Tutto_Misure([email protected])

MODERN GAS-BASED TEMPERATUREAND PRESSURE MEASUREMENTSFranco Pavese e Gianfranco Molinar Min Beciet650 pp. – Springer, New York, USA (2013)ISBN 978-1-4419-8282-7www.springer.com/physics/applied+%26+technical+physics/book/978-1-4419-8281-0

Prezzo: Hardcopy version: € 207,95 – e-book: € 189,99

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NEL PROSSIMO NUMERO• Misure per l’Industria• Tavola Rotonda virtuale: le miusure

senza contatto• Sensori di pressione in nanocompositoE molto altro ancora

Questo libro, alla sua seconda edizione (la prima è uscita nel 1992), contiene sostan-ziali revisioni in ogni singolo capitolo, con gli aggiornamenti scientifici necessari, eanche un nuovo capitolo (Cap. 11) sull’impatto del MRA sulle misure di temperatura edi pressione in mezzo gassoso e per i campi di misura d’interesse del libro, oltre allasostanziale revisione di tutte le Appendici.

Indice dei contenuti – The concept of temperature – Gas-based fixed points for ther-mometry – Gas thermometry between 0.5 K and 273.16 K – Vapor-pressure thermo-metry – Thermometry based on the melting line of 3He – Cryostats for thermometry andgas-based temperature control – Primary standards for pressure measurements – Pres-sure transducers for gaseous media – Gas based pressure fixed points – The thermo-molecular pressure difference effect – The Mutual Recognition Arrangement and itsimplementation in Temperature and Pressure – Appendix A – The international Tempe-rature Scale of 1990 – Appendix B – List of temperature and pressure fixed points –Appendix C – Reference data on gases – Appendix D – Vapor pressure equations –Appendix E – Reference data for liquid-column manometers – Appendix F – Referencedata for pressure balances – Appendix G – The text of the Mutual Recognition Arran-gement – Appendix H – General terminology in measurements – INDEX.

Gli Autori – Franco Pavese e Gianfranco Molinar Min Beciet sono ricercatori dell’IstitutoMetrologico Nazionale (I.N.Ri.M.).

LE AZIENDE INSERZIONISTE DI QUESTO NUMEROAEP Transducers p. 242Affidabilità & Tecnologie p. 246-247Asita p. 319Aviatronik 4a di copBocchi p. 244CAM 2 p. 288Cibe p. 292DGTS p. 252HBM p. 288-306-312Hexagon Metrology p. 282-284IC&M p. 298Instrumentation Devices p. 266

Keyence p. 241-314Kistler Italia p. 314Labcert p. 254LMS Italiana p. 256-284LTTS p. 267Luchsinger p. 274-300Mager p. 300Mitutoyo Italiana 3a di copPCB Piezotronics p. 280-298Physik Instrumente p. 258Renishaw p. 270-319Rupac 2a di cop-308

Tutto_Misure 04/2012

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