ANNO XVIN. 04 �

2014

ISSN

2038-6974 - Po

ste Italiane s.p.a. - Sped. in Abb. Post. - D

.L. 353/2003 (conv. in L. 27/02/2004 n° 46) art. 1, com

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In caso di mancato recapito, inviare al C

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oli per restituzione al mittente, previo pagamento tariffa resi

A F F I D A B I L I T À& T E C N O L O G I A

GRUPPO MISURE ELETTRICHEED ELETTRONICHE

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

TUTTO_MISURETUTTO_MISURE

EDITORIALESott’acqua!

IL TEMA: Misure riferibili:

strumento competitivo per le imprese

GLI ALTRI TEMIQuando l’incertezza genera certezza

Navigazione Indoor e AAL

Misura di alte correnti impulsive

Stato emozionale: nuovo misurando?

Monitoraggio di edifici con raggi cosmici

Misure su condotte quadrate

ALTRI ARGOMENTILa 17025 - Audit parte III

Gli inizi delle trasmissioni senza fili

TEMA SPECIALELe misure riferibili:

strumento primario per la competitività d’impresa

Resoconto del Convegno di Torino28 ottobre 2014, in occasione dell’inaugurazione

dei nuovi uffici Accredia – Dip. Taratura, presso l’I.N.Ri.M.

COPER TM 4-2014a:COPER TM 4-2014.qxd 25/11/14 15:51 Pagina 2

Editoriale: Sott’acqua! (F. Docchio) 245Comunicazioni, ricerca e sviluppo da Enti e Imprese

Notizie nel campo delle misure e della strumentazione 247Il tema: Accreditamento e Taratura: strumenti competitivi

Le misure riferibili: strumento primario per la competitività d’impresa 251Gli altri temi: Misure per la Salute e il Benessere

Navigazione indoor e ambient assisted living(D. Fontanelli, D. Macii, L. Palopoli) 259

Gli altri temi: Il Vincitore del Premio “Offelli” 2014Metodi di misura per alte correnti impulsive con applicazione ai lanciatori elettromagnetici (R. Ferrero) 263

Gli altri temi: La Metrologia forenseQuando l’incertezza genera certezza (A. Ferrero, V. Scotti) 267

Gli altri temi: Misure in PsicologiaLo stato emozionale: un nuovo misurando (A. Mencattini, E. Martinelli, C. Di Natale) 273

Gli altri temi: Misure per l’Ambiente e il CostruitoMonitoraggio dallo spazio: tracciamento di raggi cosmici per il monitoraggio di edifici storici (I. Bodini, A. Zenoni, G. Bonomi, A. Donzella, M. Lancini, G. Baronio, P. Vitulo, F. Fallavollita, G. Zumerle) 279Health monitoring in materiali edili con elementi sensibili embedded a basso costo (A. Cataldo, E. De Benedetto, G. Cannazza, N. Giaquinto, E. Piuzzi) 283

Gli altri temi: Misure di FluidiPortata volumetrica di condotte a sezione quadrata(G. Dinardo, L. Fabbiano, G. Vacca) 287

La pagina di AccrediaNotizie dall’Ente di Accreditamento (a cura di R. Mugno, F. Nizzero) 291

La pagina di A.L.A.T.I.Associazione dei Laboratori italiani di taratura (a cura di P. Giardina) 293

La pagina di IMEKOLe pubblicazioni di IMEKO, International Measurement Confederation (a cura di P. Carbone) 295

I Seriali di T_M: Misure e FidatezzaTecniche di analisi della fidatezza: FTA - l’albero delle Avarie - Parte I (M. Catelani, L. Cristaldi, M. Lazzaroni) 297

I Seriali di T_M: La Misura del Software, da GUFPI - ISMAMisurare per credere... (L. Buglione) 301

Le Rubriche di T_M: Metrologia legale e forenseSulle verifiche dei contatori di energia: risposta a un lettore(V. Scotti) 306

Spazio Associazioni Universitarie di MisuristiDalle Associazioni Universitarie di Misuristi 307

Manifestazioni, Eventi e Formazione2015: eventi in breve 310

Lo Spazio degli IMP e Metrologia generaleCaratterizzazione metrologica di un trasduttore di forzamulticomponente a forma di esapodo (G. Genta, A. Germak) 311

Commenti alle norme: la 17025Audit interno – Parte III (N. Dell’Arena) 315

Storia e CuriositàGli inizi delle trasmissioni senza fili (M. Tschinke) 317

Abbiamo letto per voi 320News 250-274-296-300-304-316-319

TUTTO_MISUREIN QUESTO NUMERO

TUTTO_MISURE ANNO XVIN. 04 ƒ

2014

Navigazione indoor e ambient assisted livingIndoor navigation and ambient assisted living

D. Fontanelli,D. Macii,L. Palopoli

259

Caratterizzazione metrologicadi un trasduttore di forzaMetrological characterization of a forcetransducer

G. Genta, A. Germak

311Gli inizi delle trasmissioni senza filiThe beginnings of wireless transmissionsM. Tschinke

317

Monitoraggio dallo spazio: tracciamento di raggi cosmici per il monitoraggio di edifici storiciBuilding monitoringfrom space

I. Bodini et al.

279

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EDITORIALE

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Under water!

Sott’acqua!

Cari lettori!Per l’Incipit di questo Editoria-le rischio di ripetermi. Sonotrascorsi mesi dal precedenteEditoriale e l’Italia è di nuovosott’acqua, sia al Nord sia alCentro-Sud. Complici i condo-ni, gli scempi ambientali, lacementificazione, l’incuria,l’immobilismo delle Ammini-strazioni centrali e locali. Sot-t’acqua stanno andando an -che i consensi al nostro Gover-no, nonostante i discorsi im -

prontati all’ottimismo ai quali peraltro si contrappon-gono contestazioni più o meno violente anche da partedalle stesse forze politiche che lo compongono. Il con-testo globale non aiuta certo a ben sperare, dato che(dopo le elezioni di Novembre in USA e dopo il G20)sembriamo tornati in un clima di guerra fredda, checerto non aiuta l’economia dei Paesi Europei e dell’Ita-lia in particolare.Sott’acqua sembra stare anche l’Università italiana,secondo il Rettore dell’Università di Bergamo nonchéPresidente della Conferenza dei Rettori, Stefano Palea-ri, che ha tenuto un’illuminata ed efficace presentazio-ne all’Inaugurazione dell’Anno Accademico dell’Uni-versità di Trento. Mi riservo di tornare in dettaglio suquesto tema nel mio prossimo Editoriale su T_M News,ma ne anticipo alcuni concetti, che hanno a che vede-re con il calo di fiducia nell’azione di Governo. I cam-biamenti avvenuti nell’Università italiana, secondoPaleari, sono stati improntati a meri assetti di Gover-nance (NdA: v. Legge 240). Sono stati cambiamentiche poco hanno avuto a che vedere con ragionamentisul ruolo e sulle finalità dell’Università italiana. Negliultimi anni il legislatore ha sempre decantato l’autono-mia, ma l’ha di fatto ridotta. Ha contratto i finanzia-menti sbandierando l’esigenza di premiare il merito eha ri dotto gli incentivi al Diritto allo Studio, pur enfa-tizzando la necessità di promuoverlo. Dopo aver elen-cato una serie di dati sconsolanti sulla nostra Universi-tà nel contesto globale, Paleari si è posto il problemadel futuro (“speranza ma non illusione”, citava il titolo),affermando che “la nostra Università sarà migliore nonsolo se avrà portato una Sede tra le prime dieci in clas-sifica, ma se avrà creato le condizioni per il migliora-mento di tutti (non c’è panna senza latte)”! Chissà severrà ascoltato…Venendo a noi, questo numero ha come tema “Accre-ditamento e Taratura: strumenti competitivi“ e proponeun ampio resoconto del Convegno tenutosi a Torino il28 Ottobre u.s. e organizzato da ACCREDIA, in occa-sione dell’inaugurazione della nuova sede del Diparti-mento di Taratura presso l’I.N.Ri.M. Come leggerete,tutti gli interventi hanno avuto un solo leitmotiv: il fattoche solo da un aumento delle misure riferibili e dalletarature verrà un vero aumento di competitività delle

Imprese nazionali nei confronti della concorrenza, spe-cialmente estera. Quindi le misure riferibili hanno unvero e proprio “valore competitivo” e non devono esse-re vissute come obblighi costosi e inevitabili da partedelle Imprese. Spero che questi contributi possano illu-minare le dirigenze di molte Imprese, specie quellemedio-piccole, che ancor oggi non investono adeguata-mente nella riferibilità e nella taratura.Nella sezione “Altri Temi” trovate numerosi articoli, cheho selezionato tra le memorie presentate ai Convegniannuali di settembre dell’Associazione GMEE e delGruppo MMT ad Ancona. Si tratta di temi di ricerca dibase e applicata d’indubbio interesse, che ancora unavolta dimostrano, anche in tempi di ristrettezze economi-che in materia di finanziamenti alla Ricerca, la vitalitàdel nostro corpo di Ricercatori. Ciò vale anche per l’ar-ticolo comparso nella sezione degli Istituti MetrologiciPrimari.Il cospicuo numero di articoli pervenuti mi ha costretto achiedere ad alcuni colleghi, responsabili di seriali erubriche, di “saltare un turno”: tra questi gli autori dellaRubrica sulla Compatibilità Elettromagnetica, la curatricedella Rubrica sulla Visione e l’ottimo curatore della neo-nata Rubrica “Metrologia per tutti”, Michele Lanna, il cuiprimo contributo sui Materiali di Riferimento ha ottenutoun successo notevole sul numero online. Inoltre, la Rubri-ca “Metrologia Legale e Forense” è stata ridotta a un“botta-e-risposta” con un lettore, complice l’esteso artico-lo, che vede la titolare della Rubrica coautrice, pubbli-cato in “Altri Temi”. Queste Rubriche saranno puntual-mente presenti nel prossimo numero.Proseguono invece le Rubriche di ACCREDIA eA.L.A.T.I., quest’ultima legata ormai a doppio filo con ilforum “Misurando.org”, che utilizza per veicolare l’in-formazione e la comunicazione per i suoi soci e a cuifornisce esperti e panelist. Mi sento in dovere di caldeg-giare una sempre maggior partecipazione dei Laborato-ri di Taratura all’Associazione, al fine di renderla piùforte e autorevole anche in relazione a una sua parteci-pazione in ACCREDIA.È piacevole registrare il lusinghiero successo che i lettoritributano agli articoli della sezione “Storia e curiosità”:in questo numero il nostro collaboratore M. Tschinke ciillustra le “gloriose” origini delle telecomunicazionisenza fili, dalle prime intuizioni di Maxwell e dai primiesperimenti di Hertz all’invenzione di diodi e triodi avuoto.Quando mi leggerete saremo prossimi al Natale. In unadelle strade di Brescia, che percorro abitualmente, c’è(dimenticato) uno striscione che recita “2014 – L’annodella svolta”. Lo abbiamo sperato tutti: non lo è stato.Nell’augurare a tutti voi serene festività natalizie mi fapiacere (anche se la realtà non induce all’ottimismo) con-dividere con voi una pur timida residua speranza che il2015 sia migliore.Buona lettura!

Franco Docchio

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Notizie nel campo delle misuree della strumentazione

La Redazione di Tutto_Misure (franco.docchio@unibs.it)

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RCAESVILUPPO

DAENTIEIMPRESE

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NUOVO GRUPPO: “AFFIDABILITÀ DEI PRODOTTI E DEI COMPONENTI”

Caratteristiche e finalità del Gruppo

Anticipato ufficialmente nella con-ferenza svoltasi il 16 aprile scorso aTorino, nell’ambito di Affidabilità &Tecnologie 2014, il Gruppo ha comeobiettivo la diffusione della cul-tura dell’affidabilità presso tuttele aziende che producono componen-ti, beni strumentali, macchine, appa -rec chiature, appartenenti a svariatisettori manifatturieri (automotive, ae -rospace, ferroviario, automazione,

energia, medicale, elettrico, elettroni-co, ecc.), per le quali è fondamentalela garanzia dell’affidabilità dei varicomponenti impiegati. Una garanziamaggiore rispetto a quella offerta dalfornitore del componente, che sirende opportuna e necessaria a frontedi esigenze di varia natura, ad esem-pio in materia di sicurezza, durata,precisione, ecc. L’Affidabilità, infatti,è la caratteristica di un prodotto chemaggiormente influisce sulla fideliz-zazione del cliente e necessita, quin-di, di una particolare attenzione daparte delle aziende produttrici.Il Gruppo intende creare una “rete”di condivisione di best-practices,nella quale le aziende interessate po -tranno trovare risposte alle proprie spe -cifiche esigenze in materia e, nello stes-so tempo, mettere a disposizione dellealtre le proprie esperienze positive. Po -tranno farvi parte rappresentanti delleaziende produttrici di cui sopra, ricer-catori ed esperti. I fornitori di soluzioni e servizi miratia garantire l’affidabilità dei compo-nenti avranno un ruolo importante,pur non facendo parte del Gruppo:potranno sostenere e promuoverel’iniziativa, presentando al Gruppoloro Clienti (primarie aziende produt-trici) e diffondendo il messaggio posi-tivo del Gruppo.

Nella fase di avvio, il Gruppo nonavrà specifica veste giuridica, né statu-to, né cariche ufficiali, riservandosi diadottarle in futuro, a seguito dell’au -spicabile aumento degli aderenti. IlGruppo è promosso e coordinato a livello di segreteria da A&T, nella persona del coordinatoreMASSIMO MORTARINO (e-mail:mmortarino@affidabilita.eu),con la supervisione tecnica del co-pro-motore, Ing. GIANNI ORLANDINI,fra i massimi esperti italiani in materiadi Affidabilità.

Fasi operative(ottobre 2014) Comunicazionedella costituzione del Gruppoai potenziali interessati. Raccoltadelle adesioni, dei singoli sug-gerimenti e idee da svilup-pare, e dei rispettivi materialida condividere con gli altrimembri del Gruppo (casi ap -plicativi, sintesi di esperienze, ecc.)ed eventualmente da proporre informa sintetica nel blog tematicorealizzato da A&T o di potenzialeinteresse come relazione da pre-sentare nella prossima edizione2015 della manifestazione.(novembre 2014) Avvio del lavorodi diffusione periodica dell’at-tività del Gruppo, attraverso imezzi di comunicazione di A&T, isocial network, ecc. Progettazione delle iniziativedel Gruppo nell’ambito di Af -fidabilità & Tecnologie 2015(Torino Lingotto, 22-23 aprile2015): l’organizzazione della mani-festazione offre al Gruppo neocostitui -to l’opportunità di organizzare unconvegno mirato proprio su que -sto tema, una postazione dedica-ta, autonomamente gestita, nella qua -le sarà operativo uno Sportello In -formativo a disposizione dei visita-tori della manifestazione, avente il

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 scienceand 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 teori-co 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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duplice scopo di fornire loro informazioni, consigli esuggerimenti e, parallelamente, promuovere la loro ade-sione al Gruppo stesso. All’interno di tale postazionepotrà essere disponibile, inoltre, un corner attrezza-to in cui ospitare brevi presentazioni, curatedagli stessi membri del Gruppo, di best practices edesperienze concretamente sviluppate nella propriarealtà di appartenenza, utili per illustrare l’importanzadell’affidabilità.

Proposta di adesioneIl presente invito, che ufficializza la costituzione el’avvio operativo del Gruppo, viene inoltrato a unpreciso target comprendente, oltre a tutti coloro i quali sisono espressamente dichiarati interessati a farvi parte,alcuni relatori e selezionati partecipanti dei convegnitematici svoltisi a Torino nell’ambito delle ultime due edi-zioni di Affidabilità & Tecnologie. Ad essi, in via prioritaria, siamo lieti di proporrel’adesione al Gruppo (che non comporta alcun costoné alcun obbligo giuridico), invitandoli a trasmettere iresoconti delle proprie best practices (in forma giàdepurata dagli aspetti aziendali riservati) e inviare ipropri suggerimenti, idee, proposte in ottica di svilup-po dell’iniziativa. La gestione dei contributi ricevutisarà curata dai due coordinatori e dagli altri espertiche progressivamente aderiranno al Gruppo offrendola propria disponibilità a far parte anche del comita-to di valutazione e indirizzo.

Per aderire al GruppoInviare un messaggio di posta elettronica alla segrete-ria del Gruppo (mmortarino@affidabilita.eu),indicando dettagliatamente i propri riferimenti (nomee cognome, azienda, mansione, tel./fax/indirizzoemail), le esperienze che si è interessati a condividerenell’ambito del Gruppo ed eventuali quesiti o esigen-ze specifiche per le quali chiedere supporto ad altrimembri.

PIATTAFORMA WEB PER LA DIAGNOSI DERMATOSCOPICA

Hippocratica Ima ging, start-up (NdR: Azienda am -messa al Programma Smart & Start di Invitalia qualeimpresa che punta su Innovazione, utilizzo delle Tec-nologie Digitali e valorizzazione dei risultati della Ricer-ca) specializzata nelle soluzioni di misura e analisi delleimmagini per applicazioni medicali, ha presentato al53° Congresso Nazionale Associazione Dermatologi

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Ospedalieri Italiani (Benevento, 24-27 Settembre) i3DermoscopiApp, lapiattaforma web di supporto al der-matologo per la diagnosi precoce delmelanoma.

L’innovativo supporto informaticoalla diagnosi dermatoscopica (abreve disponibile anche in versioneApp) si caratterizza per un altogrado di sensibilità e interattivitàcon il dermatologo, creando unasinergia diagnostica dalle elevatepotenzialità sia in termini di preven-zione secondaria del melanoma(possibilità di rendere la dermosco-pia disponibile a un più ampionumero di dermatologi) sia in termi-ni didattici (possibilità di addestrarel’occhio del dermatologo a indivi-duare parametri riconducibili a cri-teri dermoscopici di sospetto).

Il sistema informatico, risultato diun’attività di ricerca pluriennale con-dotto dal Gruppo di Misure Elettroni -che dell’Università di Salerno, è ingrado d’individuare in immagini digi-tali di lesioni cutanee e oggettivare(attraverso la misura di caratteristichecromatiche e morfologiche) ciascunodei sette parametri inclusi nel metododiagnostico 7-Point Check List, grazieall’addestramento nel seguire il pro-cedimento di dermatologi esperti diriferimento.Per ulteriori informazioni: www.hippocratica-imaging.it

CEI – COMITATO ELETTROTECNICOITALIANO

Importante accordo tra CEI e IEEE per la vendita delle Norme IEEE in Italia

È stato sottoscrit-to l’1 ottobre2014 un accor-do tra il Comi-tato Elettrotec-nico Italiano(CEI) e l’Insti-tute of Electri-cal and Elec-

tronic Engineers (IEEE) che garan-tisce all’Associazione il diritto di ven -dere, pubbliciz za re e promuovere leNorme in ternazionali IEEE.L’accordo, sottoscritto dai rispettiviDirettori Generali Roberto Bacci eKonstantinos Karacha lios, hauna durata di quattro anni e consenteal CEI di vendere in Italia le NormeIEEE nei seguenti formati:• Individual PDF format, ovvero la ven-dita di singole norme;• Individual print format, ovvero lavendita di copie cartacee di singolenorme;• Hardcopy materials, ovvero le pub-blicazioni originali rilegate contenentiuna o più norme;• Primary Collections, ovvero una pre-definita combinazione di norme in for-mato PDF;• Packages, ovvero una predefinitacombinazione di norme in formatoPDF, inclusi documenti provenienti daaltre fonti;• Custom Collections, ovvero una opiù norme in formato PDF specificata-mente customizzate per il cliente (finoa un massimo di 50 norme).L’IEEE ha sede negli Stati Uniti. Fon-data nel gennaio 1963 dalla fusionetra l’IRE (Institute of Radio Engineers)e l’AIEE (American Institute of ElectricEngineers), annovera oltre 430.000membri in più di 160 Nazioni (datial 2014). Pubblica numerose norme tecnicheriguardanti i settori delle comuni-cazioni, dell’elettronica di potenza,dell’elettronica consumer, del soft-ware engineering, del Digital SignalProcessing (DSP) e di tutti i settori

più direttamente collegati con l’elet-tronica e l’elettrotecnica.Il CEI – Comitato Elettrotecnico Ita -liano – è un’Associazione di dirittopri vato, senza scopo di lucro, respon-sabile in ambito nazionale della nor-mazione tecnica in campo elettrotec-nico, elettronico e delle telecomuni-cazioni, con la partecipazione diretta(su mandato dello Stato Italiano) nellecorrispondenti organizzazioni di nor-mazione europea. Il CEI propone,elabora, pubblica e divulga Normetecniche che costituiscono il riferimen-to per la presunzione di conformitàalla “regola dell’arte” di prodotti, pro-cessi, sistemi e impianti elettrici.

UNI – ENTE ITALIANO DI NORMAZIONE

Un ponte tra normazione, imprese, ricerca e innovazione

Oltre 370 delegati, tra cui rappresen-tanti di progetti di ricerca e inno-vazione, delle imprese, delle organiz-zazioni nazionali ed europee di nor-mazione e della Commissione euro-pea, hanno partecipato alla Con-ferenza “Standards: Your Inno-vation Bridge” (Bruxelles, 30 otto-bre 2014) organizzata da CEN eCENELEC in collaborazione con EFTA– Associazione europea di liberoscambio.Programmata nel quadro del progettoBRIDGIT – Bridging the Gap betweenResearch and Standardization, la con-ferenza aveva l’obiettivo di riunire irappresentanti di tutte le parti interes-sate per esaminare, a livello europeo,il rapporto tra le attività di ricerca einnovazione e la normazione. La normazione è uno strumento effi-cace e potente per condividere co -noscenze e trasferire nuove tecnolo-gie, idee e innovazioni sul mercato.Ciò è già stato dimostrato in settoriquali i sistemi di produzione avanza-ti, l’energia, le tecnologie dell’infor-

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; 2014 COMUNICAZIONI, RICERCA E SVILUPPO

DA ENTI E IMPRESE�

T_M ƒ 250

Concludendo, Elena Santiago Cid haparlato della necessità di un cambia-mento culturale nella “standardizationcommunity”. “Dobbiamo introdurrel’in novazione nella normazione” hadetto “e dobbiamo avere la capacitàdi adattarci alle nuove esigenze inmo do tempestivo. Si tratta di unasfida per la comunità della ricerca,per gli innovatori e, certamente, per inormatori”.Per maggiori informazioni sulla Con-ferenza europea “Standards: YourInnovation Bridge” consultare la pagi-na web:www.cenelec.eu/news/events/Pages/EV-2014-02.aspxPer informazioni sulla relazione traricerca, innovazione e normazione:www.cenelec.eu/research

mazione, il riciclo, i trasporti, la si cu -rezza.Ad aprire la conferenza l’intervento diScott Steedman, CEN Vice-Presi-dent Policy. Egli ha sottolineato comele norme accelerano l’innovazione eaumentano le probabilità di successo.“Le norme sono diventate il carbu-rante della conoscenza per le im -prese” perché stanno guidando la cre -scita di settori nuovi ed emergenti,come quello dei veicoli elettrici, dellamicrobiologia, ecc.Christian Reinaudo – amministra-tore delegato di Agfa-Gevaert – haportato come esempio le norme suirequisiti di radiografie e scansioni inambito sanitario per spiegare i van-taggi della normazione in termini dicondivisione della conoscenza, intro-duzione di nuove tecnologie e apertu-ra dei mercati. Egli ha affermato che“la normazione, l’innovazione e laproprietà intellettuale sono tre latidello stesso triangolo, dove le normerappresentano l’infrastruttura comuneche fornisce la base per l’innova -zione”.Clara de la Torre della DG Ricercae Innovazione della Commissione eu -ropea ha sottolineato che la nor-mazione può facilitare la diffusionedell’innovazione in nuovi prodotti eche vi è la necessità di regole norma-tive sin dalla fase iniziale di proget-tazione e sviluppo di un progetto diricerca/innovazione.Nel pomeriggio si sono tenute le ses-sioni di approfondimento tematico,delle quali Ruggero Lensi di UNIha moderato i lavori, sull’importanzadella valutazione d’impatto della nor-mazione nelle strategie aziendali e lerelative decisioni di management.Le conclusioni della conferenza sonostate riassunte da Elena SantiagoCid, direttore generale CEN CEN-ELEC. Nel suo discorso ha evidenzia-to la necessità d’integrare la norma -zione nei progetti di ricerca e d’iden-tificare i punti d’ingresso della ricercanell’elaborazione delle norme, al finedi garantire risultati efficienti. Ha poi insistito sul fatto che leaziende po trebbero trarre beneficiodal collegare più strettamente le loroattività di ricerca, innovazione e nor-

mazione alle strategie di businessglobali. “È nostra convinzione che lenor me possano realmente collegareinnovazione e mercato. Dobbiamolavorare più duramente e portare ivalori strategici della ricerca e dellanormazione in un’Europa più compet-itiva”.Uno dei prossimi passi sarà quello dimigliorare i contatti tra ricercatori,innovatori e normatori e d’identificarereciproche e vantaggiose collabo-razioni. A questo proposito il direttoreCEN CENELEC ha accolto con favorel’impegno della Commissione euro-pea nell’incoraggiare i collegamentitra progetti di ricerca/innovazione eattività di normazione, in particolarenel quadro del programma Horizon2020.

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COMUNICAZIONI, RICERCA E SVILUPPODA ENTI E IMPRESE

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CARLO SANTANGELONUOVO BUSINESSMANAGER KEYSIGHTITALIA PER LA DIVISIONESERVICE AND SUPPORT

Lo scorso 3 novembreKeysight Technologiesha annunciato il com-pletamento del proces-so di separazione daAgilent, conclusosi conla quotazione in Borsaal New York Stock

Exchange (NYSE) con l’identificativo uffi-ciale (ticker symbol) KEYS.Forte di 75 anni di eccellenza, il GruppoTest&Measurements, già alle origini diHP, leader globale nel settore, inizia ilsuo viaggio come azienda indipendente,proseguendo sotto il nuovo marchio ilproprio cammino d’innovazione.Le necessità nel mercato della strumenta-zione elettronica rappresentano ora le prin-cipali opportunità per Keysight e in questopiano di forte focalizzazione e rinnova-mento si colloca la nomina di Carlo San-tangelo a nuovo referente Service andSupport Italia. Già Responsabile del Cana-le Indiretto, Santangelo inizia la propriacarriera in HP ricoprendo ruoli di venditadiretta verso importanti aziende multina-zionali, leader nei settori aerospazio e dife-sa, comunicazioni, elettronica e altri clienti

NEWS

� chiave. La solida esperienza e il know-howcontribuiranno ad accelerare la crescita ela qualità nei servizi offerti alla clientela ita-liana, formata da aziende in cerca di solu-zioni vantaggiose tali da consentire loro disuperare le sfide di una realtà sempre piùcompetitiva e in rapida evoluzione. Con 1.200 dipendenti nel mondo nellasola divisione Service and Support,200.000 tarature e 80.000 riparazioniall’anno, 16 accreditamenti presso entiinternazionali, Keysight offre esperienza ecompetenza uniche in questo settore. Dallagaranzia standard di 3 anni su tutti gli stru-menti, alla Infoline gratuita 24/7, fino allapossibilità di gestire più efficacemente edirettamente online il parco strumenti, Key-sight propone molteplici modalità di servi-zio per soddisfare tutte le esigenze di sup-porto, calibrazione, riparazione e taratu-ra, on-site o presso i nostri laboratori perstrumenti Keysight e multivendor.I servizi di assistenza Keysight consentonomag giore affidabilità, ridotti costi di gestionee maggiore convenienza: ingegneri formatisul campo che si avvalgono esclusivamentedi componenti Keysight originali, strumenti didiagnostica automatizzati che consentono dirilevare e correggere i guasti in maniera rapi-da ed efficiente, riparazioni comprensive diaggiornamenti del firmware, procedure post-riparazione di test, riallineamenti, taratura eupgrade. Keysight risponde agli standardISO 9001 e ISO 17025.Contatto: carlo_santangelo@keysight.com,mobile 335/7454291.

Per maggiori informazioni: www.keysight.com

T_M ƒ 251T_M ƒ 251T_M N. 4/14 ƒ 251

I SALUTI INTRODUTTIVI

In apertura, Federico Grazioli, presi-dente ACCREDIA, ha sottolineato il par-ticolare significato dei nuovi uffici delDipartimento Taratura, ospitati presso laprestigiosa sede dell’I.N.Ri.M., quindia stretto contatto con le massime com-petenze della Metrologia nazionale, eproprio a Torino, capitale della metro-logia italiana fin dal 1861, anno in cuiCamillo Cavour adottò il Sistema Metri-co Decimale e il neo-costituito Regnod’Italia emise, come prima legge inassoluto, quella metrica. Grazioli haquindi evidenziato l’importanza dellataratura degli strumenti di misura nellavita quotidiana, in ogni ambito, e il va -lore delle certificazioni accreditate co -me “strumento” per le aziende italiane,impegnate a competere nei mercati in -ternazionali. Il suo particolare ringra-ziamento è poi andato a tutto il perso-nale del Dipartimento Taratura, capacedi gestire con competenza l’accredita-mento di 169 Laboratori che, a loro

ne di capitale industriale), con la pre-senza di autorevoli esponenti dellaMetrologia internazionale. Il Presidente,che ora si occupa di fisica e di lucelaser, nacque come metrologo e, appe-na laureato, fece un anno di borsa distudio proprio qui a Torino, pressol’I.N.Ri.M. Dall’inizio di quest’anno èalla presidenza dell’Istituto, riscoprendonella metrologia una grande ricchezzaed estrema serietà nel mettere la scien-za al servizio dell’innovazione tecnolo-gica, capace di portare ricchezza a unintero Paese. La metrologia lo fa davve-ro, in ogni campo: fisica, chimica, indu-stria meccanica, agricoltura, scienzadelle acque.Inguscio ha citato con orgoglio un pre-stigioso esempio: la Corea del Sud harecentemente acquistato da I.N.Ri.M. inuovi sistemi tarati di misura di capaci-tà per la propria industria elettromecca-nica. L’ospitalità offerta ad Accrediarientra in quest’ottica e in una strategiadi sviluppo che comprende la nascita diuno sportello per l’interazione con leimprese del territorio, con la possibilitàdi avviare importanti progetti di trasferi-mento tecnologico.

Licia Mattioli, Presidente dell’UnioneIndustriali di Torino, ha evidenziato l’e-strema attualità del tema di questa gior-nata d’inaugurazione per chi svolgeattività industriali: nel suo caso, qualeimprenditrice di un’azienda orafa, l’uti-lizzo di bilance tarate per la pesaturadell’oro è prassi quotidiana e il livello diprecisione della misura può avereingenti riflessi sul piano economico. Lecertificazioni accreditate non rappre-sentano un “costo” per le aziende,bensì un “investimento”, in grado dioffrire importanti opportunità.Basti pensare al valore di un ricono-scimento a livello internazionale, co -me quelli garantiti da Accredia, che,superando le svariate e differenti nor -me nazionali, consente alle aziende

TRACEABLE MEASUREMENTS: AN ESSENTIAL INSTRUMENT FOR THE INDUSTRIAL COMPETITIONThe official opening of the new premises of the Calibration Department ofAccredia, hosted by I.N.Ri.M. in Turin, Italy, has taken place on October 28th.Accredia intended to further strengthen the importance of this event by organizing,in parallel, the following Round Table: “A concrete and careful analysis on thecompetitive value of traceable measurements for industries”. Experts in this fieldcontributed to this Round Table, in conjunction with TUTTO_MISURE. An extensivesummary of the contributions is here presented, devoted to all readers who areengaged in the ambitious task to “innovate to compete”.

RIASSUNTOIl 28 ottobre scorso si è svolta a Torino l’inaugurazione dei nuovi uffici delDipartimento Taratura di Accredia, ospitati dall’I.N.Ri.M. Accredia ha volutoarricchire ulteriormente il significato di tale occasione ufficiale offrendo al pub-blico presente un momento concreto di analisi sul valore delle misure riferibilicome strumento competitivo per le imprese, a cura di autorevoli esperti e orga-nizzato in collaborazione con TUTTO_MISURE. Proponiamo un ampio reso-conto degli interventi presentati, certi di fare cosa gradita, in particolare, ai let-tori che devono guidare le imprese impegnate a “innovare per competere”.

volta, emettono annualmente circa105.000 certificati.

Massimo Inguscio, PresidenteI.N.Ri.M., ha ricordato le analogie conl’Istituto metrologico tedesco, sorto aBerlino nel giardino affidato in conces-sione dalla famiglia Siemens, che chie-se ai metrologi di certificare la maggio-re efficienza delle lampadine elettricherispetto quella delle lampade a gas.Tale certificazione di efficienza portòalla necessità di sviluppare la meccani-ca quantistica, la scienza più rivoluzio-naria del secolo scorso, grazie allaquale copriamo oggi molti settori dellametrologia. La metrologia, inoltre, metteordine in molti nuovi campi: ad esem-pio nella biometrologia, nanometrolo-gia, me tro logia in chimica e dell’am-biente, ecc. Inguscio ha annunciato cheil 4/5/6 dicembre prossimi verrannocelebrati gli 80 anni dell’Istituto (unicoin Italia a non avere sede a Roma enato, come IEN “G. Ferraris”, perchéTorino conservasse la propria vocazio-

ACCREDITAMENTO E TARATURA: STRUMENTI COMPETITIVI

Le misure riferibili

A cura di Massimo Mortarino (mmortarino@affidabilita.eu)

Strumento primario per la competitività d’impresaIL TEMA

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di non dover affrontare lunghe e co -stose ripetizioni di procedure e certifi-cazioni per adeguarsi a diversi stan-dard. Sempre nel settore orafo, lapunzonatura dei gioielli prodotti in Ita-lia perde validità, ad esempio, inFrancia e per esportare in quel Paeseoccorre la punzonatura francese.Sono pochissimi i riconoscimenti diquesto tipo validi internazionalmentee la loro importanza è fondamentaleper tutte le aziende impegnate a com-petere fuori dai confini nazionali.

LA TAVOLA ROTONDALe misure riferibili: strumento primarioper la competitività d’impresa

Massimo Mortarino Moderatore (ResponsabileComunicazione di Affidabilità & Tecnologie e Redazione di “TUTTO_MISURE”)Sono grato ai vertici di Accredia peraver voluto arricchire questa giornatad’inaugurazione della nuova sede delDipartimento Taratura con un momentocomune di riflessione riguardo al “valo-re competitivo” delle misure riferibili,tema di massimo interesse per gli im -prenditori, oltre che per gli addetti ailavori. Vorrei però orientare in modoancora più concreto gli interventi degliautorevoli relatori, focalizzandoli su undestinatario “principe”: il piccolo/me -dio imprenditore che, pur utilizzandostrumenti di misura nella propria azien-da, non possiede una specifica culturametrologica. Egli “deve” ottenere certi-ficazioni di taratura, in quanto espres-samente richieste dai committenti edalle normative cogenti, speso vissutecome costosi “obblighi” piuttosto checome “investimenti in grado di produr-re ritorni”. A favore di questo “signorPMI” aggiungiamo un punto interroga-tivo al fondo del titolo di questa TavolaRotonda: chiediamo ai relatori di can-cellare questo punto interrogativo con ilcontenuto dei loro graditi interventi,spiegando con la loro competenza edesperienza diretta perché e come lemisure riferibili possano rappresentareper le aziende uno strumento competiti-vo di primaria importanza.

Paolo Vigo(vicepresidente ACCREDIA)La riferibilità di una misura è l’attribu-to del processo di misurazione, checonferisce “certezza” al dato numeri-co, corredandolo anche di una valu-tazione della sua incertezza. Sembrauno scioglilingua, ma per gli addettiai lavori è “parlar chiaro”, forniregaranzie inoppugnabili a chi utilizze-rà questo dato numerico per garantireun prodotto, rispondere a uno stan-dard internazionale, applicare unasanzione.Un dato certo, o meglio un dato ra -gionevolmente certo, è l’unico chepuò fornire le basi per decidere. Maquanti di questi dati, informazioni egiudizi collegati a questi dati disponi-bili forniscono certezze?Nell’uso degli strumenti e dei conse-guenti dati di misura l’informazionesulla qualità e riferibilità degli stessiviene spesso trascurata. La condizio-ne frequente che lo strumento utilizza-to sia solo un indicatore, che fornisceinformazioni sulle variazioni dei para-metri oggetto di misura senza alcunacertezza sulla loro quantificazione, èmolto probabile e poco nota allamaggioranza degli utenti. Ciò indub-biamente contraddice l’intrinseca esemantica certezza che il terminemisura invece dovrebbe fornire. Signi-ficativa in tal senso è la frase di LordKelvin: “Io spesso affermo che quan-do voi potete misurare ed esprimerein nu meri ciò di cui state parlando,solo allora sapete esprimere qualco-sa di esso; ma quando non vi è pos-sibile esprimere numericamente l’og-getto della vostra indagine, allora lavostra conoscenza è scarsa e insod-disfacente”.Esempio tipico nelle misure del temposono le riferibilità oggi richieste egarantite dagli orologi atomici, il cuisincronismo è alla base di tutte le geo-referenziazioni (GPS, ecc.). Sincroni-smo che è poi diventano oggetto dimercato quasi cult negli orologi“radiocontrollati”, che più volte algiorno confrontano il proprio segnaleorario con il campione di tempo asso-luto detenuto e diffuso dagli IstitutiMetrologici Primari. Quel dato dimisura del tempo è un dato riferibile e

certo al milionesimo di secondo, men-tre ad esempio i “secondi veri” garan-titi per la tariffazione dei consumi dauna recente pubblicità di cellulari…suonano decisa mente male per imetrologi!Ebbene, la disseminazione dei cam-pioni delle Unità di Misura SI, lagaranzia della riferibilità a detti Cam-pioni SI è la Mission dei metrologi,delle vestali del Sistema SI, che poicon le loro verifiche garantiscono cheil dato proveniente da una misurazio-ne sia “certo e ragionevolmente cre-dibile”. Questo anche grazie allecompetenze e professionalità di chiadopera gli strumenti, questi ultimimessi a confronto (tarati) con strumen-ti campione aventi prestazioni metro-logicamente superiori, rispetto aiquali viene garantita la continuità didetti confronti (riferibilità) fino al con-fronto finale con il Campione stesso(Catena della Riferibilità: catena inin-terrotta di confronti…. fino al Cam-pione SI).Possedere un dato di misura riferibilee una quantificazione della sua incer-tezza rispetto al Campione è un attri-buto che fornisce agli utilizzatori deldato le necessarie certezze che incampi come la giustizia, la sicurezza,la salute, la fede pubblica diventanoindispensabili, o meglio, sono obbli-gatorie.Calandoci nella realtà giornalierareputo doveroso, nella ben nota parti-ta a “guardie e ladri” che si verificanelle nostre strade e autostrade, spez-zare una lancia a favore del singoloautomobilista o conducente di auto-mezzi che è quotidiana vittima di san-zioni, anche salate, dei “censori dellavelocità”, oggi dotati di strumenti la -ser di assoluta avanguardia e preci-sione, spesso riferibili, per la misuradella velocità. Per contro, l’inermeautomobilista ha al più in dotazione,nel proprio autoveicolo, un tachimetroindicatore che ha una scala di letturacon risoluzione di 5-10 km/h (ma lamulta scatta anche per 1 km/h), la cuiquantificazione di velocità risultaspesso non corretta, legata com’è alconsumo dei pneumatici, al loro gon-fiaggio, ecc. Insomma un inerme(ladro?!) che affronta poliziotti dotati

misura, e l’attestazione della competen-za dei laboratori che effettuano le tara-ture è diventata il punto di partenza del-l’intero sistema, per assicurare la cor-retta gestione della produzione e deiservizi. L’accreditamento è lo strumentoche è stato individuato a questo scopo.Accreditare significa, appunto,attestare le competenze, cioèaccertarsi che i laboratori attuino inmodo positivo una serie di requisiti uni-versalmente accettati, contenuti innorme internazionali (in questo caso, laUNI CEI EN ISO/IEC 17025 e altrenorme collegate). Questa situazionepermette ai laboratori accreditati dioffrire servizi valutati da una parteterza e competere tra loro per rispon-dere sempre meglio alle esigenze deiclienti.Le competenze che i Laboratori di tara-tura devono possedere consistonoessenzialmente nel conoscere i metodie la normativa e nella capacità di appli-care tali conoscenze allo stato dell’arte.Per fare questo l’esperienza del perso-nale è fattore essenziale. Per valutare leconoscenze dei 169 Laboratoriaccreditati di taratura e affrontarele nuove domande di accreditamentopervenute, il Dipartimento dispone di83 ispettori ed esperti, la maggiorparte dei quali è dipendente, o lo èstato in passato, degli Istituti Metrologi-ci Nazionali. In questo modo siamo ingrado di garantire a nostra volta com-petenza, imparzialità e obiettività dellevalutazioni. Tuttavia il principale stru-mento usato, da noi e dagli altri orga-nismi di accreditamento, per valutare leprestazioni dei laboratori di taratura èil confronto interlaboratorio. Si

nuo progresso. Il nuovo Dipartimentodi Taratura di Accredia è pronto a for-nire, di concerto con I.N.Ri.M., tuttele risposte che gli sviluppi nei piùdiversificati settori richiederanno, con -tem poranea mente alla crescita delladiffusione della taratura.

Mario Mosca (Direttore Dip. Taratura – ACCREDIA)Fin dall’antichità si è osservato che lemisurazioni hanno un elevato impattocon il progresso umano, dal punto divista tecnico (pensate quali misure sofi-sticate richiedeva l’erezione di grandimonumenti, come le piramidi), per lasalvaguardia dell’ambiente e delle salu-te (molte medicine, se somministrate inquantità errate, si trasformano in veleni)e per il commercio. La salvaguardiadelle fede pubblica nelle tran sazionicommerciali è stata per lungo tempouna delle prerogative importanti di chidetiene il potere.Tutto ciò portò alla firma della Conven-zione del Metro (1875) e alla defini-zione del sistema metrico decimaledelle unità di misura (sistema SI). Conun trattato di tipo diplomatico si stabili-va che tutte le Nazioni firmatarie siimpegnavano a usare le stesse misure,utilizzare terminologie concordate,spiegare e diffondere i metodi scientifi-ci di misura disponibili. Si definivano icampioni prototipi internazionali delleunità di misura, si disseminavano i pro-totipi nazionali che di quelli internazio-nali erano copia autentica, il cui valoreera noto a meno dell’incertezza dimisura. Il concetto di taratura, base perla disseminazione del sistema di misurainternazionalmente definito, venivaindividuato come essen-ziale nella teoria dellamisura; la sua applica-zione veniva richiestanei trattati e nelle leggimetriche e in quanto noiora chiamiamo “assicu-razione della qualità”.La taratura ha quindiacquisito il valore di ele-mento fondante del pro-cesso di disseminazionedelle unità di misura e diapplicazione del siste-ma SI delle unità di

di pistole elettriche paralizzanti!I dati di misura riferibili, ottenuti dastrumenti tarati (confrontati con Cam-pioni SI), garantiscono maggiorecompetitività ai prodotti industriali,assicurandone la rispondenza ai piùrigidi protocolli produttivi o agli stan-dard di Qualità internazionali. Ma lanecessità di dati riferibili si va esten-dendo anche a nuovi settori, metrolo-gicamente ancora “non maturi”. In talsenso l’applicazione della MID (Mea-surement Instruments Directive) haavviato in Italia un profondo ed effi-cace rinnovamento dell’intero parcocontatori delle reti territoriali tecnolo-giche, a livello sia di trasporto sia didistribuzione, e dei connessi regola-menti metrici di controllo e verifica,dando luogo a una rinnovata atten-zione di consumatori, costruttori metri-ci e distributori per la relativa verificae taratura. È pur vero che, ancoroggi, nel settore delle utility esistonograndezze e/o transazioni spessoancora oggi prive di piena riferibilità,quali ad esempio il calore (solo nelloscorso luglio è stato per la prima voltapresentato in I.N.Ri.M. il Campionenazio nale per l’energia termica), inaperta contraddizione con le regolebasilari del commercio e della garan-zia della fede pubblica nei mercati.La già invocata MID imporrebbe poil’uso di dati riferibili, o meglio, di stru-menti tarati anche nelle applicazionicollegate al mondo delle perizie giu-diziarie e della sicurezza, nonché inquello della salute: a oggi non ci risul-ta che questi mondi abbiano recepitoil richiamo/obbligo e stiano operan-do per adeguarsi. Infine, in tema disicurezza e ambiente, la riferibilitàdelle misure dei parametri più criticiviene spesso trascurata, minando cosìtutte le valutazioni di dosimetria espo-sitiva dei singoli alle condizioni insa-lubri, che sembra essere in campoambientale l’unica credibile ed effica-ce via per attuare protocolli di pre-venzione o salvaguardia della salute.Insomma la riferibilità è un mondoaffascinante e in continua evoluzioneche prende sempre maggiore linfadalle innovazioni tecnologiche e dalloro diffondersi nella società e nei ser-vizi per garantire il reciproco conti-

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Certificati emessi dai Laboratori di Taratura Accreditati 2000-2012

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liani la possibilità di esserepresenti nel mercato globale.La riferibilità metrologica ri -chiede l’utilizzo di materialidi riferimento per molte atti-vità, specie quanto riguarda le

misure in chimica. Il Dipartimento, cheha attivato questo scopo di accredita-mento fin dal 2006, sta organizzando-si in modo da applicare in modo sem-pre più trasparente le norme in questocampo (ISO Guide 34). Quattro pro-duttori sono stati accreditati e altre 3domande sono in fase di valutazione.Altro significativo campo di svilupposono le tarature legate alla metrolo-gia legale. L’impatto che in questo set-tore ha avuto la MID ha spinto i Mini-steri a promuovere l’emissione di circo-lari e decreti che prevedono l’uso distrumentazione tarata dai Laboratoriaccreditati. Abbiamo recentementericevuto domande e stiamo lavorandoper la taratura di contatori volumetrici

per liquidi e gas e numerose richiesteper la taratura dei contatori dell’ener-gia elettrica ai fini fiscali.Infine, mi piace ricordare che la nostraattività nacque nel 1979 con il SIT (Ser-vizio di Taratura in Italia), prima che nelnostro Paese si sviluppassero gli altripossibili tipi di accreditamento. In taledata si accreditava il primo Centro ditaratura, presso ALFASUD a Pomiglianod’Arco. L’attività del SIT veniva portataavanti all’interno degli Istituti Nazionalidi Metrologia, a suo tempo IMGC,IENGF ed ENEA-INMRI. Dal luglio2010 l’attività di accreditamento, inapplicazione del Regolamento (CE)765/2008 e del DM 22 dicembre2009, viene svolta dal DipartimentoLaboratori di taratura di ACCREDIA. L’i-naugurazione che stiamo celebrando cipermette di prendere atto che l’attivitàviene effettuata da ACCREDIA in sedelocata dall’I.N.Ri.M., da personale tuttoalle proprie dipendenze, che continua

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chiede infatti a un Laboratorio di effet-tuare la taratura di un campione o diuno strumento di misura già sottopostoalla taratura da altro Laboratorio disicura competenza, ad esempio un Isti-tuto Nazionale di Metrologia. Se i risul-tati sono compatibili, ciò significa che ilLaboratorio, entro la propria incertezzadi misura, è in grado di offrire al mer-cato gli stessi risultati di misure riferibilial sistema SI e ai campioni delle gran-dezze fisiche definite.La nostra firma agli accordi dimutuo riconoscimento, in Europanel 1989 con WECC, poi trasformatoin EAL e infine in EA, e a livello mon-diale nel 2003 con ILAC, ha rappre-sentato per i Laboratori di taratura ita-

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Evoluzione dei Laboratori di Taratura 2000-2012

zione del SI offrirà l’opportunità di svi-luppare nuovi metodi di disseminazione,si potranno realizzare le unità di base inmodo da accorciare la catena di riferibi-lità e vi saranno maggiori opportunitàd’interazioni e sinergie lungo la “filierametrologica”, dalle Unità SI alla dissemi-nazione, fino all’accreditamento.Una vision per il 2020Gli Istituti di Metrologia saranno impe-gnati in ricerche di frontiera, oltre i con-fini delle attuali capacità, per lo svilup-po di nuovi campioni e nuove tecnolo-gie: a diverse scale di lunghezza, dalnanometro al decametro; a diversescale di tempo, dal picosecondo alsecolo; a diverse scale di massa, dalmilligrammo alla tonnellata. Sarannoimpegnati nello sviluppo di “nuove me -trologie” per affrontare le sfide socio-economiche e scientifiche di domani:l’ambiente e il monitoraggio del clima;lo spazio e i trasporti intelligenti; l’a-groalimentare, le risorse idriche, il suoloe la qualità alimentare; la salute e le

l’accordo di mutuo riconosci-mento promosso dal ComitatoInternazionale dei Pesi e delleMisure (CIPM MRA – MutualRecognition Arrangement), peril riconoscimento internaziona-le dei Campioni nazionali dimisura e dei certificati di tara-tura e misura emessi dagli Isti-tuti Metrologici Nazionali. InEuropa partecipa all’Euro-pean Association of NationalMetrology Institutes, organiz-zazione costituita dagli IstitutiMetrologici Nazionali d’Euro-pa per la cooperazione nelleattività di Metrologia. In appli-cazione dell’art. 185 del Trat-tato sul funzionamento dell’U-nione europea (TFEU), ha col-laborato all’European Metro-logy Research Programme, icui risultati ottenuti sono staticitati in sede Europea comeesemplari dell’applicazionedell’art. 185.In virtù del successo dell’inizia-tiva, la Comunità metrologicaha proposto un ambizioso pro-gramma per ridurre il gap traricerca di base e applicata einnovazione industriale: l’Euro-pean Metrology Programme for Innova-tion and Research (EMPIR). Si prevedeil coordinamento dei programmi nazio-nali di ricerca metrologica con un’a-genda strategica condivisa tra 28 na -zioni europee e con attività progettualiper un valore complessivo di 600 M€.Nel ciclo di sette anni di durata del pro-gramma, vi saranno opportunità di par-tecipazione per l’industria nazionale,con bandi periodici su Industria, Ener-gia, Salute e Ambiente.Gli Istituti di Metrologia stanno affron-tando una grande sfida con la ridefini-zione del Sistema Internazionale delleUnità. Nel “nuovo SI” quattro su settedelle unità SI di base (chilogrammo,ampere, kelvin e mole), verranno ridefi-nite in termini d’invarianti della natura,mentre le altre tre sono già collegate acostanti fondamentali. Le nuove defini-zioni saranno basate su valori prefissa-ti della costante di Planck (h), costantedi Boltzmann (k), carica elementare (e),costante di Avogadro (NA). La ridefini-

a utilizzare la sa pienza metrologicadegli Istituti Na zionali di Metrologia(oggi I.N.Ri.M. e ENEA-INMRI), ma èin grado di ga rantire conformità ai re -quisiti prescritti e completa indipenden-za e autonomia di giudizio, essendoconforme alle severe regole fissatedallo Statuto e dai regolamenti diACCREDIA.

Vito Fernicola (Direttore Div. Termodinamica – I.N.Ri.M.)Una recente analisi econometricamostra che la Ricerca e Sviluppo inMetrologia (e più in generalenella misurazione) ha un signifi-cativo impatto sulla crescita. Sistima che tale impatto sia equivalente acirca il 2% del PIL (Temple & Wil-liams, 2002). Inoltre, è stato dimostratoche la presenza di un’infra struttura dimisura costituisce un importante sup-porto agli investimenti, alle attività diexport e agli scambi commerciali inter-industriali, B2B (Choudhary et al, 2006).In molti settori industriali (metallurgia,trasporti, costruzioni, ecc.) si stima chela certificazione di prodotto con-tribuisca per oltre il 10% allacrescita della produzione (Ticona& Frota, 2008). L’Europa investe oltre80 miliardi di Euro all’anno inmisurazioni (corrispondente a circa1% del PIL europeo); si stima che il ritor-no sull’economia continentale sia del-l’ordine di 230 miliardi di Euro (OxfordUniversity, 2004).Una nota di ottimismo: siamo ancora ilPaese con il quinto surplus commerciale“non energetico” al mondo e il primo inEuropa per saldo commerciale. Il mani-fatturiero italiano, con la meccanica, èancora il settore trainante per l’esporta-zione (fonte: Prof. M. Fortis, Fondazio-ne Edison).Si prevede che entro dieci anni vi sa -ranno oltre mille miliardi di sensori dis-piegati nel mondo, la maggior partedei quali negli smartphone che abbia-mo in tasca! Saranno interconnessi,grazie al Internet of Things, e con lo svi-luppo delle biotecnologie e delle nano-tecnologie, saranno disponibili micro- enano-sensori con capacità di analisimultipla. Ma quale sarà l’affidabilitàdei dati?L’I.N.Ri.M. è firmatario per l’Italia del-

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Bilancia commerciale dei Paesi del G20, esclusa l’energia,in miliardi di dollari (Fonte: Fondazione Edison

su dati UN Comtrade)

Bilancia commerciale dei Paesi UE, variazione assoluta 2010-2013 in miliardi di euro

(Fonte: Eurostat)

GLIALTRI TEMI

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applicazioni diagnostiche e terapeutiche in vivo.I servizi forniti dagli Istituti Metrologici Primari verrannogradualmente superati da campioni trasportabili, con fun-zioni di auto-taratura, che assicureranno una riferibilità“universale” in situ. Si andrà verso una sempre maggioreintegrazione della metrologia europea. Gli Istituti Metro-logici dovranno “specializzarsi”, per offrire supporto agliutenti in cerca di riferibilità in condizioni di misura criti-che. Ci sarà un cambio di paradigma, dal modello tra-dizionale di riferibilità “top-down” verso un approccio“problem-solving” che trarrà vantaggio dalla competenzadelle persone.

Alberto Musatti (Amministratore Delegato – TRESCAL)Parto dalla risposta alla domanda che funge da temacentrale della tavola rotonda. Certamente sì, le taratureac creditate rappresentano una risposta concreta allenecessità delle imprese, a maggior ragione per quelleche si posizionano nel mercato globale. Non solo pervia dei vincoli normativi: la pratica aziendale lo verificaquotidianamente. A mio avviso, la questione su cui valela pena soffermarsi è però il “come”. Ovvero, come ilsistema di accreditamento e la rete di Laboratori accre-ditati possano fornire competitività e concorrere alla qua-lità dei prodotti che escono dalle imprese del nostroPaese. Il valore aggiunto di Trescal, in questa discussio-ne, sta nella possibilità di ve dere quel “come” da diver-se angolazioni, grazie al fatto che la nostra realtà è didimensioni tali da rivolgersi trasversalmente a diversi set-tori industriali e fa parte di un gruppo che si occupaesclusivamente di taratura a livello globale.Premetto che non possiamo parlare di tarature accre-ditate dimenticandoci di quelle non accreditate (chesono effettuate dall’impresa stessa o da un Laboratorioesterno, accreditato o non). Togliendo dal computo leta rature effettuate dall’impresa stessa al proprio inter-no, il rapporto tra quelle accreditate e quelle nonaccreditate (effettuate da ente terzo) è un dato impor-tante e può differire anche sensibilmente da Nazione aNazione. Tale rapporto dipende inoltre sia dalle indi-cazioni degli enti di certificazione e ispezione (il“motore” del mercato delle tarature) sia dalla quantitàdi grandezze fisiche e tipologie di strumenti per lequali è possibile conseguire l’accreditamento.La rete dei laboratori accreditati è oggi in gran partecostituita da Imprese che fanno delle tarature il propriobusiness principale. Un eccesso di tarature non accredi-tate scopre il fianco a potenziali svantaggi competitivi, adesempio nei confronti di laboratori non accreditati, nonessendo essi assoggettati alla vigilanza dell’ente di accre-ditamento. L’ideale ciclo virtuoso dato che tuttora fatica ainstaurarsi prevederebbe, invece, miglioramenti tecnolo-gici ed eccellenza al fine della diminuzione dei costi manon della qualità dei servizi, qualità che può essere ga -rantita solo attraverso l’accreditamento stesso.Vi sono aziende che continuano a richiedere il classico

servizio di taratura, ma aumentano dianno in anno quelle che vogliono sup-porto a 360° da parte del partner perle tarature. Ecco che sempre di più ilcentro di taratura deve garantire com-petenza in svariati settori industriali;essere accreditati per un numero sem-pre maggiore di grandezze fisicherappresenta un fattore distintivo e, do -ve non si arriva con il proprio accredi-tamento, bisogna essere pronti a forni-re un servizio efficiente d’intermedia-zione, sapendo interpretare esatta-mente le richieste del committente etrasferendole correttamente al fornitoreindividuato (a volte la semplice indivi-duazione è piuttosto complessa…). Laconsulenza, il supporto all’interpreta-zione dei dati, il loro utilizzo al finedella conferma metrologica e, infine,la gestione completa del parco stru-menti sono ormai aspetti comuni nelledefinizioni dei contratti.Voglio spendere una parola riguardoalla diffusione della cultura metrologi-ca, che fa parte del valore aggiuntoche un centro accreditato può fornire alcommittente. È necessario che almenol’importanza del corretto uso dei dati ditaratura venga diffusa continuamente,al fine di mantenere salda la cosiddetta“catena metrologica”, in quanto gli stru-menti vanno usati correttamente e cosìanche i dati associati alla loro taratura.Parliamo di logistica ed evidenziamoche, pur in un mercato sempre più glo-bale, nel campo delle tarature èapprezzata la prossimità: i clienti pre-feriscono i Laboratori dislocati in zonegeografiche prossime ai siti del cliente(a livello regionale), con l’obiettivo dilimitare al minimo il periodo in cui lostrumento rimane “fuori” dall’azienda,e cresce la necessità di tarature, ancheaccreditate, in loco, presso i siti delleaziende. Per rispondere efficacementea tale richiesta sono necessarie attrez-zature adeguate, personale specializ-zato e procedure dedicate.Riguardo ai livelli d’incertezza, che inun certo senso rappresentano la qualitàcon cui il centro effettua il suo lavoro,riconosco che qualche azienda clientenecessita di tarature direi quasi “allostato dell’arte” (ad esempio, certi setto-ri elettrici, meccanica di precisione, far-maceutico, ecc.) ma il più delle volte,

raggiunti opportuni livelli di qualità, inostri servizi sono sufficienti a rispon-dere alle esigenze di buona parte delmercato. Direi quindi che prevale per ilcentro la necessità di offrire un ampioventaglio di servizi di taratura di buonaqualità rispetto alla specializzazione“verticale”.

Antonio Molle(Global Operations PTE&TW – SKF Automotive)L’affidabilità delle operazioni di control-lo e di misura, garantite da un’attenta eaffidabile taratura, è fondamentaleall’interno di realtà operative e produtti-ve, non solo come ovvia garanzia diqualità dei prodotti ma an che, soprat-tutto, come strumento og gettivo e “neu-trale” per:• monitorare internamente le perfor-mance e individuare con la massimatempestività (o addirittura in anticipo)deviazioni di processo o fenomeni dideriva nel tempo;• valutare correttamente e oggettiva-mente le performance dei fornitori;• possedere gli “strumenti” e conoscereuna “lingua” comune per dialogare coni clienti, valutandone concretamente ecorrettamente le esigenze e le proble-matiche.La corretta valutazione delle caratteristi-che e della realizzazione di un prodot-to è inoltre decisiva in tutte le fasi dellavita del prodotto stesso: dalla progetta-zione alla prototipazione, alla campio-natura, alla realizzazione in serie, finoalla sua vita in applicazione. È vitalepoter contare, in ciascuna di queste fa -si, su sistemi di misura adeguati, capa-ci e affidabili.Per la progettazione, ad esempio, èdecisivo poter conoscere e fare affida-mento sulle proprie capacità di taratu-ra, misurazione e valutazione dei para-metri definiti da e con i clienti, al fine diprevenire l’introduzione su disegni econtratti di caratteristiche e tolleranzenon raggiungibili o non correttamentemisurabili. Nelle fasi di prototipazio-ne e campionatura è essenzialeavere la capacità di certificare e garan-tire le caratteristiche dei prodotti che,attraverso attività di testing e controlloincrociato dei clienti, saranno poi “be -nedette” e rilasciate per la produzione

di serie. L’efficacia di un sistema dimisura è poi messa a dura prova duran-te la realizzazione di serie dei pro-dotti, dove minime sbavature possonodeterminare effetti catastrofici diretta-mente per il produttore (falso scarto) oper il cliente (non conformità).A questo proposito è di fondamentaleimportanza la capacità di garantire neltempo (attraverso la continua tracciabili-tà e riferibilità degli strumenti e delle tec-niche di misura), la qualità delle misura-zioni effettuate su prodotti che possanoessere percepiti, a posteriori, come nonconformi dai clienti, in fase di accetta-zione, assemblaggio e addirittura incaso di ritorno dal campo (applica-zione). In quest’ultimo caso, al fine disupportare il cliente nell’individuazionee soluzione del problema, è crucialeavere la capacità di definire le causedelle failure chiaramente e tempestiva-mente, attraverso osservazioni, analisi,misurazioni oggettive e riconosciute.Va da sé che qualsiasi imprecisionenelle fasi descritte sopra porta a gene-rare ritardi, incomprensioni, revisioni,scarti, danni materiali e d’immagine…In una parola: costi. E, quindi, perditadi competitività.Per un’impresa manifatturiera all’avan-guardia e competitiva è quindi fonda-mentale riconoscere il proprio siste -ma di misura non solo come unanecessità o un requisito da parte diclienti ed enti certificatori, ma anche esoprattutto come uno strumento che con-corre al raggiungimento di profitto ecompetitività.

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Il sistema di misura di un’azienda non èovviamente un insieme/sistema chiuso,ma è strettamente correlato con le struttu-re che ne garantiscono e supportanola riferibilità e tracciabilità. Anzi, for -se sarebbe più corretto affermare cheil sistema e le strutture che, dall’ester-no, supportano e garantiscono la rife-ribilità delle misure in fabbricaSONO parte integrante del sistema dimisura della fabbrica stessa. E, quin-di, contribuiscono e concorrono allacompetitività. Quando fornitori eclienti sono globali, il discorso si com-plica e la taratura diventa garanzia disuperamento di limitazioni geografi-che, culture, linguaggi e convenzioni.Va rilevata, inoltre, la tendenza sem-pre più marcata del mercato e dei“players” automotive di applicareregole e metodi molto severi nell’am-bito del ribaltamento di danni ecosti. Questa è una situazione nellaquale un fornitore è anche chiamato a“difendersi”. La capacità di dimostra-re la conformità dei propri prodotti, ed’identificare la responsabilità per fai-lure e danni (costi) in altri elementi, sideve poggiare su capacità di misura-zione e metodi solidissimi. Casi prati-ci di contestazioni da parte dei clientivengono spesso risolti grazie allacombinazione di due elementi chiave:riferibilità e affidabilità dei controlli edelle misure in produzione; chiara rin-tracciabilità dei singoli componenti.Sono frequenti i casi in cui, a seguitodi contestazioni da parte d’importantigruppi automotive, grazie al datamatrix marcato via laser su ogni sin-

golo pezzo (logo contenente informa-zioni dettagliate su data e ora di pro-duzione, valori di tutte le caratteristi-che critiche del singolo pezzo inclusi-vi di taratura, informazioni su materieprime, operatori e macchinari di pro-duzione), siamo riusciti a risalire aidati caratteristici di ogni singolo pez -zo contestato, dimostrando l’estranei-tà del fornitore alla problematica ri -scontrata dal cliente sul campo.La capacità di proteggersi nella cate-na cliente fornitore è ormai diventataun must, anche perché da qualcheanno la recall campaign sta diventan-do strumento di marketing, quindi piùche una necessità finanziaria delcliente diventa un’opportunità.

Roberto Moriondo (Direttore Ricerca, Assessorato AttivitàProduttive, Innovazione e Ricerca – Regione Piemonte)Alla luce degli interventi che si sonosusseguiti, l’affidabilità degli strumentidi misura risulta chiaramente un ele-mento pervasivo per la nostra vita eper il successo del nostro sistema indu-striale, e merita la massima attenzioneda parte della Ricerca. Recentementela Regione Piemonte ha indetto unbando, finanziato con i fondi avanza-ti dalla vecchia programmazione eu -ropea, a favore di Enti di ricerca eAtenei, che renderà disponibili intempi brevi piattaforme riguardantil’ambiente, la medicina, l’infomobili-tà, ecc. Piattaforme che prevedono laraccolta d’informazioni sul territoriobasata su strumenti di rilevazione di

vario genere. La preci-sione del dato rilevatoè tanto più credibilequanto più sensibile èl’attività svolta: se par-liamo di protezione ci -vile, di tutela del territo-rio, è fondamentalemuoversi durante l’e-mergenza avendo lacertezza di quanto ac -cade, non basandosisolo sugli aspetti statisti-ci ma avendo garanziaassoluta dell’attendibili-tà dei dati rilevati, fruttodell’accurata scelta e

posizionamento dei sensori.Nella nuova programmazione euro-pea, inoltre, avremo disponibili ulte-riori fondi: circa un miliardo di Euro,per quanto riguarda la nostra Regio-ne. Bisogna evitare di sprecare questisoldi (come troppo spesso è avvenutonel nostro Paese, il quale ha commes-so l’errore in passato di finanziare700.000 piccoli progetti, incapacid’incidere realmente sul tessuto eco-nomico e produttivo e sul piano dellaricerca e innovazione) e, se saremocapaci di utilizzarli al meglio, dispor-remo di un ottimo strumento per svi-luppare la crescita e la competitivitàin un ambiente sostenibile, come cichiede la CE. Ma occorrerà superareil giudizio, sempre più severo, dei va -lutatori della Comunità Europea ri -guardo alle nostre effettive capacitàdi programmare i nostri interventi eren derli immediatamente esplicitinelle finalità e obiettivi. A tale scopo,ci viene richiesto di lavorare su un do -cumento di condizionalità (smart spe-cialization strategy), individuandoesattamente i reali ambiti di specializ-zazione italiani sulla base di tre prin-cipali elementi: competenza, specia-lizzazione e reputazione.Incontri come quello di oggi hannonel proprio DNA la capacità di ren-dere disponibili tali informazioniriguardo a uno specifico tema e, con-temporaneamente, candidarsi a farparte di una rete mondiale alla qualeci si può rivolgere per ottenere rispo-ste a specifiche esigenze. Possiamopertanto pensare di chiedere a pienotitolo contributi alla CE perché siamoin possesso di realtà eccellenti comequella che oggi ci ospita, dotata dielevate competenze e di persone ingrado di occuparsi al meglio di spe-cifiche tematiche. È tempo di smetteredi considerare questo tipo di contribu-ti alla stregua di “ammortizzatorisociali” (che, altrimenti, servirebberosolo a prolungare la nostra ago-nia…), tornando a compiere scelteoculate, a volte ruvide ma necessarie,concentrandoci su quanto siamo real-mente in grado di fare e, magari,avendo il coraggio di abbandonarecerti ambiti nei quali la nostra specia-lizzazione non sia così evidente.

Campagne di richiamo automotive in Germania (Fonte: Kraftfahrt Bundesamt (KBA) –

German Federal Motor Transport Authority)

* Dip. di Ingegneria IndustrialeUniversità di Trentodaniele.fontanelli@unitn.it** Dip. di Ingegneria dell’InformazioneUniversità di Trento

Memoria presentata al Convegno dell’Associazione GMEEGruppo Misure Elettriche ed ElettronicheAncona, 11-13/09/2014

IL RUOLO DI “DALi”NEL PANORAMA DELL’ ”AMBIENT ASSISTED LIVING”

Si stima che l’età media della popola-zione europea nel 2050 crescerà finoa 52,3 anni: un’enorme società fatta dianziani che avrà bisogno di assistenza.Numerose ricerche confermano che laprogressiva rinuncia alle attività motorieaccelera il processo d’invecchiamentonon soltanto per mancanza di eserciziofisico, ma anche per una riduzione del-l’interazione sociale. Purtroppo, anchese stimolati adeguatamente, gli anzianispesso soffrono di problemi sensoriali opsicomotori che limitano la loro pro-pensione a muoversi e a interagire conil mondo esterno. È pertanto necessariocercare di contrastare questa tendenza.“DALi” (Devices for Assisted Living) è unprogetto europeo, finanziato nell’ambi-to del Settimo Programma Quadro, conl’obiettivo di sviluppare il c-Walker: undeambulatore intelligente capace disupportare la mobilità di utenti affetti damoderati problemi cognitivi, guidando-li verso la destinazione prescelta in am -bienti semi-strutturati e affollati, come

ad esempio un grande centro commer-ciale o un aeroporto.Nella comunità dell’Ambient AssistedLiving (AAL) esistono già soluzioni cheutilizzano un deambulatore come stru-mento di supporto alle attività deglianziani. Per esempio, il progetto “ASsi-stants for SAfe Mobility (ASSAM)” hasviluppato un insieme di sistemi modu-lari per la navigazione sia indoor, siaoutdoor in grado di funzionare su diver-se piattaforme [1]. I progetti iWalkActi-ve e E-NO-FALLS mirano invece rispetti-vamente ad aumentare l’esercizio fisicoe a prevenire le cadute di soggetti an -ziani [2,3]. Pertanto, possono esserevisti come complementari a “DALi”. Due caratteristiche sono state tenute inparticolare considerazione nello svilup-po del c-Walker: l’usabilità dal punto divista dell’interfaccia utente e il comfortdel meccanismo di guida. Per quantoriguarda il primo aspetto, il software el’interfaccia grafica per la selezione deipunti d’interesse (PdI) su una mappasono stati progettati avvalendosi dellecompetenze di alcuni psicologi e delleopinioni di potenziali utenti. Per ciò checoncerne il secondo aspetto invece, la

piattaforma meccatronica è stata con-cepita non solo per evitare situazioni distress emotivo o di potenziale pericoloper l’utilizzatore, ma anche per guidar-ne le scelte senza costrizioni, ricorren-do a meccanismi meccanici e aptici po -co invasivi.

UN ESEMPIO DI APPLICAZIONE:LA STORIA DI MARIA

Maria è un’anziana signora di 76 anniche ha parzialmente perso fiducia nellesue capacità da quando è caduta perun banale incidente do mestico. Nono-stante i suoi timori, Maria decide di uti-lizzare il tablet che sua nipote le ha re -galato per fare la lista della spesa, eraggiunge il centro commerciale dovesa di trovare un c-Walker. Dopo averpo sizionato il tablet sul c-Walker, il ta -blet comunica al sistema di elaborazio-ne principale la lista degli oggetti daacquistare e carica una mappa del cen-tro commerciale che viene visualizzatasul display. Il c-Walker calcola quindi ilpercorso ottimo per raggiungere i varinegozi tramite un algoritmo denomina-to long-term planner. All’occorenza Ma -ria può selezionare e/o cambiare i PdIpreimpostati in qualsiasi momento.I postumi dell’incidente domestico sug-geriscono di evitare zone in cui il pavi-mento è stato lavato di recente oppurearee sovraffollate, come ad esempio leporzioni di corridoio in prossimità degli

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MISURE PER LA SALUTE E IL BENESSEREDaniele Fontanelli *, David Macii *, Luigi Palopoli **

Alcuni risultati del progetto “DALi”GLI

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Navigazione indoore Ambient Assisted Living

INDOOR NAVIGATION AND AMBIENT ASSISTED LIVING“DALi” (Devices for Assisted Living) is an EU project, the goal of which is todevelop a smart walker to guide elderly people in complex indoor environmentsthat they could perceive as intimidating. In this paper we briefly report themotivations of the project, the applicative scenario, the main technical features of the walker and some experimental results, with a special focuson the position tracking problem, which has a key role for the other functionsof the system.

RIASSUNTOIl progetto “DALi” (Devices for Assisted Living) si pone l’obiettivo di svilup-pare un deambulatore intelligente in grado di guidare le persone anzianein ambienti pubblici caratterizzati da elevata complessità. Di seguito siriportano brevemente le motivazioni del progetto, lo scenario applicativo,le caratteristiche tecniche del deambulatore e alcuni risultati sperimentali,con particolare attenzione al problema della localizzazione, il cui ruolo ècentrale per le altre funzioni del sistema.

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ingressi di esercizi commerciali che nonrientrano nei PdI prescelti. Il long-termplanner tiene conto di questi vincoli alfine di pianificare i percorsi di visita incondizioni di massima sicurezza. Maria comincia a seguire le indicazio-ni del c-Walker verso la prima destina-zione. Finché non vengono rilevati peri-coli, il c-Walker funziona in manierasostanzialmente identica a un normaledeambulatore, con l’unica eccezioneche le ruote anteriori sono dotate di duemotori che invitano gentilmente l’utentea sterzare a destra o a sinistra in mododa seguire il percorso consigliato. Im -provvisamente il c-Walker si accorgedella presenza nelle vicinanze di ungruppo di bambini che giocano e pre-dice la non trascurabile eventualità diuna collisione con Maria. In casi comequesto, un algoritmo denominato short-term planner calcola una deviazionerispetto al percorso originario in mododa minimizzare la probabilità di colli-sione. Maria riceve allora un più ener-gico invito a sterzare a destra o sinistra.Eventualmente le stesse informazioni lepossono essere comunicate anche tra-mite interfacce aptiche, come ad esem-pio le impugnature del manubrio o duebracciali forniti insieme al c-Walker.

IL C-WALKER: ARCHITETTURA E FUNZIONI

Il primo prototipo di c-Walker, concepi-to e realizzato in collaborazione con glialtri partner del progetto (l’Università diNorthumbria a Newcastle, l’Universitàdi Siena, i Centri di Ricerca FORTH –Grecia e INRIA – Francia e infine leaziende Visual Tools e Indra SoftwareLabs – Spagna e Siemens – Austria) èmostrato in Fig. 1.L’architettura hardware e software delsistema nel suo complesso è illustrata inFig. 2. Il sistema di elaborazione princi-pale è un’unità minidesktop Intel Barebo-ne (di dimensioni 11,7 x 11,2 x 3,9 cm3)dotata di un processore Intel Core i5-3427U a 2,80 GHz, 8 GB di RAMDDR3 e una memoria a stato solido da120 GB. Il minidesktop è alimentato daun accumulatore agli ioni di litio da118 Wh e comunica con gli altri sottosi-stemi del c-Walker attraverso una porta

USB 3.0, un collegamento Gigabit Ether-net, WiFi (IEEE 802.11a/b/g/n) e Blue-tooth 4.0. Il sistema di elaborazioneprincipale esegue le funzioni a più altolivello e computazionalmente più one-rose. Queste comprendono: l’elabora-zione delle immagini acquisite tramiteUSB da una webcam o da un Kinectistallati in posizione frontale; la stimadella posizione sulla mappa; il long-term e lo short term planner; gli algo -ritmi di rilevamento di scenari poten-zialmente pericolosi quali: ostacoli fissi(sedie, tavoli, ecc.), aree da evitare(pavimento bagnato laddove segnala-to), e altre persone in movimento inprossimità del c-Walker. La connessio-ne Wifi è usata principalmente per col-legare il sistema principale al tablet chefunge da interfaccia con l’utente (visua-lizzazione della mappa e scelta deiPdI). In particolare, nel corso della spe-rimentazione si è utilizzato un GoogleNexus 10.Il collegamentoGigabit Ether-net serve peracquisire i risul-tati di altre fun-zioni a bassolivello implemen-tate in una piat-taforma embed-ded Beaglebo-ne dotata di unprocessore ARM

Cortex A8 a 720 MHze di 256 MB di RAMDDR2. Il ruolo delle fun-zioni a basso livello èduplice: pre-elaborare idati sensoriali utilizzatiper la stima della posi-zione e controllare gliattuatori che permetto-no di correggere latraiettoria del c-Walkerin modo da guidare l’u-tente. Fra i sensori d’interessesi annoverano due en -coder incrementali CUIInc. AMT10X installatisulle ruote posteriori,una piattaforma inerzia-le dotata di un girosco-pio Inversense IMU-

3000, e un lettore RFId Feig ISC.MR101operante nella banda a 13,56 MHz.Per quanto riguarda gli attuatori invece,la piattaforma Beaglebone controlladue freni Liedtke FAS21 applicati alleruote posteriori e due motori M1233031prodotti da LAM Technologies che agi-scono sulle ruote sterzanti anteriori. Tuttii suddetti dispositivi, a parte il lettoreRFId, comunicano con la Beaglebonetramite CAN bus. Il lettore RFId invece èconnesso alla Beaglebone attraversouna porta USB.La connessione Bluetooth presente abordo dell’unità minidesktop principalepermette anche di collegare il c-Walkera due braccialetti che operano comeinterfacce aptiche. Tali braccialetti, do ta -ti di opportuni vibro-motori e sviluppatidall’Università di Siena, devono essereindossati a entrambi gli avambracci e,vibrando con diversa intensità, segna-lano all’utente l’opportunità di girare a

Figura 2 – Architettura del c-Walker

Figura 1 – Il primo prototipo di c-Walker

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zioni sensoriali è stato utilizzato un fil-tro di Kalman esteso (Extended Kal-man Filter – EKF). Da notare che, men-tre gli encoder e i giroscopi sono cam-pionati a frequenza costante, i datidelle targhette RFID e dei riferimentivisivi sono disponibili solo su base e -venti, in quanto dipendono dalla por-tata e dalla prossimità di lettore RFIde telecamera rispettivamente a tag edetichette. L’EKF è in grado inoltre disti mare e compensare gli eventualicontributi sistematici introdotti dagliencoder [4]. A livello di progettazione, l’efficaciadella soluzione proposta è stata prova-ta tramite numerose simulazioni MonteCarlo, ipotizzando di disporre i tagRFID e le etichette QR su griglie caratte-rizzate da diversa granularità (ossiacon distanze tra i dispositivi compresetra 1 m e 5 m).

SPERIMENTAZIONE E RISULTATI

Il primo prototipo di c-Walker è statooggetto di numerosi esperimenti con-dotti nei Laboratori dell’Università diTrento. La Fig. 3 illustra alcuni risultatiin un caso semplice, ma d’immediataleggibilità, ossia un percorso a L versoun ascensore. In Fig. 3(a) viene ripor-tato il confronto tra la traiettoria pia-

nificata dal long-term planner (lineatratteggiata) e quella stimata tramitel’algoritmo descritto nella sezione pre-cedente (line continua). La Fig. 3(b)mostra la differenza tra la direzionedel percorso previsto e quella misura-ta a un certo istante. Si osservi cheogniqualvolta la differenza suddetta èmaggiore di ± 0,2 rad (linea tratteg-giata), i motori sterzanti delle ruoteanteriori e/o le interfacce aptiche deibracciali vengono attivati per invitarel’utente a correggere la traiettoriaverso destra (linea tratteggiata in Fig.3(c)) oppure verso sinistra (linea con-tinua in Fig. 3(c)). Una caratterizzazione più approfon-dita delle prestazioni del c-Walker èstata effettuata in un ambiente di150 m2 attrezzato con tag RFId ed eti-chette con codici QR collocati sul pa -vimento a una distanza di circa 2 mgli uni dagli altri. Gli esperimentisono stati condotti su percorsi arbitra-ri e di durata significativa (da 1’ a 5’circa). Al fine di valutare l’incertezzadi localizzazione, le coordinate (x,y)stimate dal c-Walker sono state con-frontate con quelle misurate da unoscanner laser SICK S300 expert. Datali esperimenti è emerso che l’incer-tezza tipo sia lungo l’asse x, sia lun -go l’asse y (valutata con un approcciodi categoria A secondo la GUM) è di

circa 40 cm.

PRESENTE E FUTURO: IL PROGETTO “ACANTO”

Il deambulatore c-Walker svilup-pato nell’ambito del progettoeuropeo “DALi” offre una rispostaconcreta alle problematiche diassistenza a persone anziane inti-midite da ambienti grandi e ten-denzialmente affollati. Attualmen-te sono in corso varie attività spe-rimentali sul campo con poten-ziali utenti finali per valutareappieno l’usabilità e il comfortdel c-Walker. Una versione mi -gliorata del prototipo, il FriWalk,sarà la protagonista del nuovoprogetto “ACANTO”, finanziatonell’ambito Horizon 2020.ACANTO prevede l’estensione

destra o sinistra al fine di seguire latraiettoria pianificata.

L’ALGORITMO DI STIMA DELLA POSIZIONE

Uno degli algoritmi fondamentali per ilcorretto funzionamento del c-Walker èquello che permette di stimarne la posi-zione in un sistema di riferimento pre-fissato. Purtroppo, localizzare un ogget-to mobile in ambiente indoor continua-tivamente e con elevata accuratezza èun problema di misura ben noto in ro -botica, per il quale tuttavia non è stataancora individuata un’unica soluzioneottima. Infatti le tecniche di localizza-zione assoluta basate completamentesu un’infrastruttura esterna, oltre a esse-re costose in ambienti di grandi dimen-sioni, richiedono di mantenere un con-tatto diretto e costante con l’oggetto inmovimento; ciò può risultare difficile inambienti affollati o in presenza di osta-coli. D’altro canto, soluzioni quali adesempio le piattaforme inerziali o l’o-dometria, pur non richiedendo alcunelemento infrastrutturale, sono limitatedal fatto che l’accuratezza della stimasi deteriora all’aumentare della distan-za effettivamente percorsa. Inoltre talitecniche forniscono solo informazionirelative, in quanto lo stato iniziale del-l’oggetto in generale non è osservabile.La soluzione tecnica più diffusa è com-binare diverse tipologie di tecniche tra-mite algoritmi di sensor data fusion. Nelcaso in esame, le misure di distanza edi orientamento ottenute per odometriadagli encoder istallati sulle ruote poste-riori, e ulteriormente rifinite grazie aidati della piattaforma inerziale, vengo-no combinate con: • le coordinate (x,y) di tag RFId a cortoraggio collocati sul pavimento in posi-zioni note;• le misure di orientamento assoluto ot-tenute calcolando l’angolo tra uno dei ri -ferimenti visivi (ad esempio etichettecon codici QR) riconosciuti nelle imma-gini acquisite dalla telecamera frontale,e il loro orientamento assoluto nel siste-ma di riferimento scelto.Supponendo che il c-Walker si compor-ti come un veicolo uniciclo, per combi-nare efficacemente le diverse informa-

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Figura 3 – Alcuni risultati sperimentali

ad attività fisiche e sociali di gruppo tra-mite l’interazione con un cyber-physicalsocial network che si costruisce autono-mamente intorno alle caratteristiche fisi-che e psicologiche dell’utente.

RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI

1. Assistants for safe mobility (ASSAM)http://assam.nmshost.de.2. The IWalkActive project.www.iwalkactive.eu.3. The E-NO-FALLS project. www.e-nofalls.eu.4. P. Nazemzadeh, D. Fontanelli, D.Macii, L. Palopoli, “Indoor Positioningof Wheeled Devices for Ambient Assist-ed Living: a Case Study,” in Atti IEEEInternational Instrumentation and Meas-urement Technology Conference, Mon-tevideo, Uruguay, Maggio 2014.

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David Macii si è laureato in Ingegneria Elettronica a pieni votipresso l’Università degli Studi di Perugia nel 2000. Nel 2003 haconseguito il Dottorato di Ricerca in Ingegneria dell’Informazionepresso la stessa Università. Dal 2005 è Ricercatore in Misure Elet-triche ed Elettroniche all’Università di Trento.

Daniele Fontanelli si è laureato in Ingegneria Informatica, IndirizzoAutomazione e Robotica, a pieni voti presso l’Università degli Studi diPisa nel 2001. Nel 2006 ha conseguito il Dottorato di Ricerca in Auto-matica, Robotica e Bioingegneria presso il Centro Interdipartimentaledi Ricerca “Enrico Piaggio” dell’Università di Pisa. Dal 2008 è Post-Doc in Misure Elettriche ed Elettroniche all’Università di Trento.

Luigi Palopoli si è laureato in Ingegneria Informatica presso l’U-niversità di Pisa nel 1998. Successivamente ha conseguito il Dotto-rato di Ricerca presso la Scuola Superiore S. Anna di Pisa nel2002. Attualmente è Professore Associato presso l’Università diTrento, in cui insegna dal 2005. È specializzato in robotica assi-stenziale e sistemi operativi in tempo reale.

Politecnico di Milanoroberto.ferrero@polimi.it

Memoria presentata al Convegno dell’Associazione GMEEGruppo Misure Elettriche ed ElettronicheAncona, 11-13/09/2014

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IL VINCITORE DEL PREMIO “OFFELLI” 2014Roberto Ferrero

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Metodi di misura per alte correnti impulsive

MEASUREMENT METHODS FOR HIGH IMPULSIVE CURRENTS,APPLIED TO ELECTROMAGNETIC LAUNCHERSAccurately measuring high impulse currents represents a difficult challengein several fields. For this reason, robust measurement methods are required,which however should be also based on simple models allowing accurateevaluations of the method sensitivity and measurement uncertainty, particu-larly important in this case. The advantages of an “integral” approachbased on magnetic flux measurements are illustrated here, with applicationto electromagnetic rail launchers.

RIASSUNTOMisurare accuratamente alte correnti impulsive rappresenta una difficilesfida in molti campi. Per questo sono necessari metodi di misura robusti, maallo stesso tempo anche basati su semplici modelli che consentano un’ac-curata valutazione della sensibilità del metodo e dell’incertezza di misura,particolarmente importanti in questo caso. I vantaggi di un approccio “inte-grale” basato su misure di flusso magnetico sono qui illustrati, con appli-cazione ai lanciatori elettromagnetici “railgun”.

PERCHÉ È DIFFICILE MISURAREALTE CORRENTI IMPULSIVE

Transitori impulsivi caratterizzati daalte correnti sono presenti in numero-se applicazioni in diversi campi di ri -cerca, tra cui elettronica di potenza,fusione nucleare, superconduttività elancio elettromagnetico. Il loro studioè dunque di grande interesse, ma èallo stesso tempo reso particolarmentecomplicato dai numerosi fenomenimultifisici che solitamente accompa-gnano questi transitori elettromagneti-ci, come deformazioni meccaniche,riscaldamento dei conduttori e possi-bile formazione di plasma, i quali ren-dono spesso difficile un’accurata ana-lisi teorica, anche con i più modernisoftware di simulazione numerica.D’altra parte, anche la misura di que-sti transitori rappresenta spesso unadifficile sfida, sia per la ridotta acces-sibilità dei conduttori sia, soprattutto,per l’ambiente particolarmente ostilein cui si trovano a lavorare i sensori,con campi magnetici intensi e rapida-mente variabili che inducono disturbi

non trascurabili nei circuiti di misura.Una corretta scelta del metodo di mi -sura diventa perciò particolarmenteimportante, e altrettanto importante èanche un’accurata valutazione dellasensibilità del metodo stesso e dell’in-certezza nella ricostruzione delle cor-renti. Questo vale a maggior ragionequando si vuole misurare la distribu-zione di una corrente impulsiva tra di -versi conduttori o all’interno di un con-duttore massiccio.I problemi di misura che nascono inqueste situazioni sono brevemente illu-strati nel seguito di questo articolo,insieme all’approccio proposto persuperare alcuni di essi, con riferimen-to a una particolare applicazione, ilanciatori elettromagnetici di tipo“railgun”, in cui le misure di distribu-zione di corrente risultano particolar-mente critiche.

DISTRIBUZIONE DI CORRENTE NEILANCIATORI “RAILGUN”

Un lanciatore elettromagnetico è un

dispositivo in cui l’energia elettricaviene convertita in energia cinetica,con lo scopo di accelerare una massadi lancio. La possibilità di raggiunge-re velocità elevate promette interes-santi applicazioni di questa tecnolo-gia in numerosi campi, sia militari checivili (tra questi ultimi si possono cita-re il lancio nello spazio e la fusionenucleare).La configurazione di tipo “railgun” èquella concettualmente più semplice,illustrata in Fig. 1. Un’armatura con-duttiva chiude il contatto tra due ro -taie parallele, che all’altra estremitàsono collegate a una sorgente dienergia (ad es. un banco di conden-satori). Quando un impulso di cor-rente viene fatto passare nelle rotaiee nell’armatura, quest’ultima vieneaccelerata per effetto della forza diLorentz.Lo studio di come la corrente si distri-buisce nelle rotaie e nell’armatura è difondamentale importanza perché in -fluisce fortemente sia sull’efficienzasia sull’usura del lanciatore. Tale di -stribuzione di corrente non può peròessere accuratamente valutata per viateorica, in quanto essa è il risultatodell’effetto congiunto di transitori mul-tifisici caratterizzati da dinamicheelettromagnetiche, meccaniche, termi-che ed eventualmente anche magne-tofluidodinamiche accoppiate tra lo -ro, che danno origine a fenomeni par-ticolarmente difficili da trattare anchecon simulazioni numeriche, come ilcosiddetto “velocity-skin effect” ad alte

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velocità e la formazione di plasma. Per questo, la misuradella distribuzione di corrente rimane l’unica strada permigliorare la comprensione di questi fenomeni, ma ancheper lo sviluppo e la validazione di futuri codici numerici.La misura della distribuzione di corrente all’interno del-l’armatura è resa particolarmente difficile dal movi-mento veloce dell’armatura stessa, che impedisce il po -sizionamento di sensori su di essa, rendendo così ne -cessario ricostruire la distribuzione di corrente a parti-re da misure di altre grandezze a essa collegate, comeil campo magnetico vicino all’armatura (misurato ad es.da sonde “B-dot” o sensori magnetoresistivi) [1] o la ca -duta di tensione lungo le rotaie [2]. In entrambi i casi,però, il desiderio di avere una sensibilità elevata rispet-to alla distribuzione di corrente, cioè sensori vicini allacorrente stessa, si scontra con l’esigenza di ridurre i di -sturbi indotti nei circuiti di misura, che richiederebberodi allontanare questi ultimi dalle sorgenti di campo.Inoltre, nel caso di sensori vicini alla corrente, l’incer-tezza nel loro posizionamento può portare a un’incer-tezza molto elevata nella ricostruzione della distribu-zione di corrente. Per questo è indispensabile una cor-retta valutazione dell’incertezza del modello per poterraggiungere il miglior compromesso nel posizionamen-to dei sensori.Per illustrare una possibile soluzione per questi problemi,si considera qui per semplicità il caso di un’armaturacomposta da due sole spazzole (una anteriore e unaposteriore rispetto alla direzione di lancio), tra le quali sidistribuisce la corrente totale del lanciatore.

I VANTAGGI DI UN METODO DI MISURA SEMPLICE

Il metodo di misura proposto si basa su un principio fisi-co ben noto: l’accoppiamento magnetico tra il circuito incui scorrono le correnti incognite (in questo caso il lan-ciatore) e spire di misura opportunamente posizionatevicino a esso, come illustrato in Fig. 2.L’integrazione della tensione indotta su ogni spira di misu-ra fornisce la misura del flusso magnetico concatenatocon la spira stessa, che è legato in modo lineare alle cor-renti incognite (in questo caso le correnti delle spazzoledell’armatura). Il modello di misura risulta quindi sempli-cemente:

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da cui è possibile ricostruire le correnti incognite [i] a par-tire dalle misure dei flussi [φ], conoscendo le mutue indut-tanze [M] tra spire di misura e circuito del lanciatore, pur-ché ovviamente le misure siano in numero sufficiente.Con riferimento ai problemi di misura descritti sopra,questo metodo presenta numerosi vantaggi rispetto amisure puntuali di campo magnetico. Infatti, se le di -mensioni lineari delle spire sono molto maggiori rispet-to al calibro del lanciatore, è possibile posizionare lespire in modo che un lato attivo sia vicino alle correntiincognite (per garantire un’elevata sensibilità rispettoalla distribuzione di corrente, come nel caso dellemisure puntuali), riducendo però l’effetto dell’incertez-za di posizione dei sensori sulla ricostruzione delladistribuzione di corrente [3], e soprattutto mantenendoi circuiti di misura sufficientemente lontani dalle sor-genti di campo, in modo da evitare tensioni indotteindesiderate.Inoltre, la semplice geometria delle spire (scelte di formarettangolare) e del circuito del lanciatore (schematizzabi-le anch’esso attraverso elementi rettilinei paralleli o per-pendicolari tra loro), consente di calcolare i valori dellemu tue induttanze attraverso un modello analitico semplicema allo stesso tempo accurato. Infatti, ogni mutua indut-tanza può essere calcolata a partire dalla sempliceespressione valida per la mutua induttanza parziale tradue conduttori rettilinei e paralleli, di uguale lunghezza l,separati da una distanza d:

Il modello di misura analitico consente, da un lato, di pro-pagare analiticamente l’incertezza di posizione dellespire per stimare accuratamente l’incertezza della distri-buzione di corrente ricostruita e, dall’altro lato, anche dieffettuare analisi parametriche di sensibilità per ottimiz-zare il posizionamento e la dimensione delle spire perogni particolare applicazione.

M l ln l

dld

dl

dlp = + +

− + +

µπ0

2

2

2

221 1

[ ] [ ][ ]φ = M i

Figura 2 – Metodo proposto per la misura della distribuzione di corrente in armature multi-spazzola, basato su spire esterne

Figura 1 – Illustrazione del funzionamentodi un lanciatore “railgun”

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RISULTATI INCORAGGIANTI SU UN PROTOTIPO DI LANCIATORE

Vengono qui riportati, a titolo d’esem-pio, alcuni risultati sperimentali otte-nuti su un prototipo di lanciatore ap -positamente costruito presso i labora-tori dell’Università di Pisa, in grado diprodurre impulsi di corrente con pic-chi fino a 100 kA, di durata inferiorea 1 ms.Innanzitutto, è stata verificata la vali-dità del modello analitico per il cal-colo delle mutue induttanze e dellerelative incertezze derivanti dall’in-certezza di posizionamento dellespire. Per questa prova è stata utiliz-zata un’armatura composta da unasingola spazzola (in modo che lasua corrente fosse nota) ed è statomisurato il flusso concatenato conuna spira di misura posta in diverseposizioni lungo la direzione di lan-cio, a una distanza costante dal latodel lanciatore. Per testare la robu-stezza del modello rispetto a non-idealità della geometria, la spazzolautilizzata aveva un raggio non tra-scurabile rispetto alla sua lunghezza,ed era piegata a forma di “C”. Ilconfronto tra la curva teorica dellamu tua induttanza spira-lanciatore ele misure è riportato in Fig. 3 con lerelative bande d’incertezza, confer-mando la validità del modello conuna semplice correzione del baricen-tro della corrente pari al raggio dellaspazzola. Maggiori dettagli sonoriportati in [4].È stata poi effettuata una misura di

distribuzione di corrente tra le duespazzole dell’armatura durante unimpulso di corrente, utilizzando duespire di misura. Questa prova è statarealizzata senza movimento dell’ar-matura, in modo da poter posiziona-re sull’armatura stessa due piccolebobine di Rogowski per una misuraindipendente della distribuzione dicorrente. Il confronto tra le due misu-re è riportato in Fig. 4, con la bandad’incertezza prevista dal modello (lamisura fornita dalle bobine diRogowski ha un’incertezza trascura-bile, non riportata in figura). Questorisultato conferma quindi la validitàdi questo metodo di misura, almenonelle condizioni sperimentali di que-sta prova. Maggiori dettagli sonoriportati in [5].Sono state effettuate anche numero-se altre prove, non riportate qui perbrevità, con risultati preliminari in -coraggianti anche durante il lanciodell’armatura [4]. Infine, lo stessome todo di misura è stato utilizzatoper studiare anche la distribuzionedi corrente all’interno delle rotaie,con risultati altrettanto incoraggian-ti [6].

RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI

1. O. Liebfried, M. Schneider, S. Bale-vicius, “Current distribution and con-tact mechanisms in static railgun expe-riments with brush armatures”, IEEETrans. Plasma Sc., vol. 39, no. 1, pp.431-436, 2011.

2. M. Schneider, R. Schneider, “Mea-surement of the current distributionbetween multiple brush armaturesduring launch”, IEEE Trans. Magn.,vol. 45, no. 1, pp. 436-441, 2009.3. R. Ferrero, M. Marracci, B. Tellini,“Uncertainty analysis of local andintegral methods for current distribu-tion measurements”, IEEE Trans.Instrum. Meas., vol. 62, no. 1, pp.177-184, 2013.4. R. Ferrero, M. Marracci, B. Tellini,“Current distribution measurements inrail launcher multibrush armaturesduring launch”, IEEE Trans. Instrum.Meas., vol. 62, no. 5, pp. 1138-1144, 2013.5. R. Ferrero, M. Marracci, B. Tellini,“Characterization of inductance gra-dient and current distribution in elec-tromagnetic launchers”, IEEE Trans.Instrum. Meas., vol. 60, no. 5, pp.1795-1801, 2011.6. R. Ferrero, M. Marracci, B. Tellini,“Measurement of rail current distribu-tion in rail launchers”, Proc. IEEEI2MTC 2014, Montevideo, Uruguay,May 12-15, 2014, pp. 455-459.

Figura 4 – Misura della distribuzione di corrente tra due spazzole ottenuta con due spire di misura, confrontata

con una misura di riferimentoFigura 3 – Verifica sperimentale della validità del modello analitico usato per il calcolo delle mutue induttanze e delle loro incertezze

Roberto Ferrero ha unassegno di ricerca pressoil Politecnico di Milano,dove svolge attività diricerca nel campo dellemisure elettriche. In parti-

colare, si occupa principalmente dellamisura di correnti impulsive in lanciatorielettromagnetici e dello sviluppo di siste-mi diagnostici per celle a combustibile.

* Dip. di Elettronica, Informazionee Bioingegneria - Politecnico di Milanoalessandro.ferrero@polimi.it** Avvocato del Foro di Milanoveronica.scotti@gmail.com

Memoria presentata al Convegno dell’Associazione GMEEGruppo Misure Elettriche ed ElettronicheAncona, 11-13/09/2014

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LA METROLOGIA FORENSEAlessandro Ferrero *, Veronica Scotti **

Importanza dell’incertezza in sede forenseGLI

ALTRITEMI

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Quando l’incertezzagenera certezza

FORENSIC METROLOGY: WHEN UNCERTAINTY GENERATES CERTAINTYNowadays, crimes and disputes are solved by referring to technical and scientific investigation, often based on the results of tests and measurements,so that forensic metrology can be considered as the branch of metrologyserving justice. Quite often, however, the measured values are not presentedin a metrologically sound way. This article is aimed at proving that onlymeasurement results obtained in a metrologically sound way, thus expressingalso measurement uncertainty, can truly serve justice.

RIASSUNTOOggigiorno, la soluzione di crimini e dispute fa sempre più riferimento a risul-tati d’indagini tecnico-scientifiche, molto spesso basate su risultati di rilievi emisure, talché si può a buon diritto parlare di metrologia forense come di quel-la parte della metrologia al servizio della giustizia. Assai spesso, però, i risul-tati delle attività sperimentali non sono presentati in maniera metrologicamen-te corretta. Questa breve memoria ha lo scopo di mostrare come solo una rap-presentazione metrologicamente corretta del dato sperimentale che includaanche l’incertezza di misura può essere di reale ausilio alla giustizia, favoren-do così la certezza del diritto.

INTRODUZIONE

La soluzione di un crimine richiede sem-pre più spesso il ricorso a metodi scien-tifici e a risultati di analisi e perizie tec-nico-scientifiche che sono oggi conside-rati prove inconfutabili nelle aule di giu-stizia. Non è un caso, dunque, che l’in-gegneria forense si stia affermando, intutto il mondo, come nuova disciplinanel campo dell’ingegneria [1].Con questo termine si intende l’interaattività tecnica svolta in ausilio del giu-dice, attività che in un numero rilevantedi casi richiede la valutazione quantita-tiva di oggetti o sostanze rinvenuti sulluogo del delitto o a esso collegati (sipensi ad esempio alla misura di sostan-ze tossiche disciolte nell’acqua, nell’ariao nel sangue, al riconoscimento diDNA, ecc.). Il ruolo delle misure haquindi assunto importanza tale da potera buon diritto parlare di metrologiaforense, come quel campo della metro-logia al servizio della giustizia [2, 3].Apparentemente, tuttavia, metrologia egiustizia sembrano fare riferimento a

principi contrastanti: da una parte i ri -sultati di misura sono associati alla loroincertezza, dall’altra la giustizia richie-de certezza. Questa apparente incon-ciliabilità fa sì che i gli operatori del di -ritto spesso non comprendano l’utilitàdell’incertezza di misura nell’accerta-mento dei fatti e, anche nei pochi, pur-troppo, casi in cui viene dichiarata ten-dano a trascurarla, incentivando così il“malcostume” tecnico di molti periti dinon dichiararla.Questo lavoro si propone di mostrareche incertezza di misura e certezza deldiritto non solo non sono in contrastotra di loro, ma, anzi, che l’incertezza dimi sura, se correttamente considerata,fa vorisce la certezza del diritto e, in de -finitiva, il lavoro del magistrato.Va peraltro notato che, se questo con-cetto risulta ovvio a chi si occupa di mi -sure, esso sembra essere ostico a chi inv -e ce viene da una formazione giuridica.S’intende quindi proporre anche qual-che riflessione su come la comunità deimi suristi possa, con l’apporto essenzialedi qualche giurista “illuminato”, rende-

re il concetto d’incertezza di misurautile e fruibile anche a chi opera nelcampo della giustizia.

GIUSTIZIA E MISURE: OBIETTIVISIMILI, PRINCIPI DIFFERENTI

È opinione comune che scienza e giu-stizia siano quasi agli antipodi per fina-lità, riti, linguaggio. Se questo è condi-visibile per riti e linguaggio, sembra tut-tavia lecito affermare che esse abbianouna comune finalità: l’accertamentodella verità dei fatti. Infatti la giustiziaha lo scopo di accertare fatti legati acrimini e dispute, per identificarne col-pevoli e responsabili; la scienza ha loscopo di accertare i fatti per avanzarela conoscenza umana. È poi ben notoche, in ambito scientifico, la scienzadelle misure gioca un ruolo di primissi-mo piano, dal momento che l’accerta-mento dei fatti non può mai prescinde-re dai risultati di una corretta e miratasperimentazione.I comuni obiettivi sono riaffermati, aben vedere, anche dai metodi chescienza e giustizia utilizzano nell’accer-tamento dei fatti. La giustizia formula leproprie sentenze secondo logica basa-ta sui riferimenti (i codici) e le prove di -sponibili. Allo stesso modo le teoriescientifiche nascono da deduzioni logi-che basate sulle conoscenze pregressee su risultati di esperimenti. Questo spie-

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ga anche l’apparente dicotomia tra verità processuale erealtà dei fatti (o verità fenomenica). Possono differire, se leprove disponibili differiscono. Ed è noto che, talvolta, mec-canismi procedurali non rendono ammissibili (e quindi uti-lizzabili) alcuni atti e che, quindi, la verità processuale,basata sui soli elementi ammissibili che restituiscono unavisione parziale della realtà e degli accadimenti, possa dif-ferire da quella fenomenica, come scientificamente intesa.A ben vedere, però, anche la realtà dei fatti scientifica-mente intesa si basa sugli strumenti disponibili per accer-tarla. In assenza di strumenti adeguati, anche la scienzarappresenta la realtà in modo differente da come è: bastipensare che, prima che Torricelli inventasse il barometro,la rappresentazione della realtà presupponeva che l’arianon avesse peso.Assodato che, contrariamente alle apparenze e all’opinio-ne comune, giustizia e scienza hanno non solo obiettivi, maanche metodi assai simili, viene spontaneo chiedersi incosa differiscono, a tal punto da giustificare quel comunesentire che le vede agli antipodi. Differiscono i principi car-dine e anche, purtroppo, il lessico con cui vengono espres-si. Esaminiamoli nel dettaglio, perché capirne le differenzeè utile per capire che, pur differenti, sono tutt’altro che inantitesi.

I principi fondanti della giustiziaIn questa brevissima analisi si farà ovviamente riferimentoall’ordinamento italiano, che rientra nel modello di ordina-mento giuridico noto come diritto continentale, dal momen-to che esula dallo scopo di questa breve memoria un’ana-lisi più approfondita dei principi cardine dei diversi ordi-namenti. Vale comunque la pena notare, senza ulterioriapprofondimenti, che i due principi nel seguito brevementeillustrati sono condivisi anche dall’altro importante sistemagiuridico contrapposto al diritto continentale (o civil law),noto come common law, in uso nei Paesi di cultura anglo-sassone.Due sono i principi fondamentali su cui si basa la giustizia,in ispecie quella penale che pone seri problemi sul pianosoprattutto etico e morale, considerate le conseguenze cuiun procedimento di tale genere dà solitamente luogo. Ilprimo è noto come principio di certezza del diritto e impo-ne che casi simili siano trattati nello stesso modo. È un prin-cipio basilare dei moderni Stati costituzionali e garantisceregole certe e comprensibili al fine di promuovere ugua-glianza evitando, conseguentemente, trattamenti discrimina-tori per fattispecie analoghe.Il secondo principio è quello riassunto dal motto latino indubio pro reo, che impone che un imputato venga condan-nato solo quando la sua colpevolezza è provata al di là diogni ragionevole dubbio. Questo principio vincola il giudi-ce, anche sotto il profilo etico, a chiedersi se le prove dis-ponibili, intese in senso ampio, comprese quelle documen-tali e non solo quelle “sperimentali”, siano sufficienti per dis-sipare ogni ragionevole dubbio.Non sorprende quindi che, ogniqualvolta le conoscenze tec-nico-scientifiche possono chiarire i fatti e le modalità con cui

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si sono svolti, il giudice (NdA: Per bre-vità, si commette qui una piccola ine-sattezza, facendo generalmente riferi-mento al giudice anche in quei casi incui sarebbe più corretto far riferimentoa un collegio giudicante) vi faccia rife-rimento e, non avendo una preparazio-ne tecnico-scientifica tenda a riteneresempre certe e conclusive, e idonee alsuperamento di ogni ragionevole dub-bio, se esistono, le prove ottenute permezzo di rilievi tecnico-scientifici.È doveroso notare che le competenzetecnico-scientifiche, che non apparten-gono solitamente al giudicante, entranonei procedimenti e assumono un valoreal loro interno attraverso le consulenzetecniche d’ufficio (CTU) disposte dalgiudice e sono quindi presentate al giu-dice attraverso la mediazione del con-sulente, a cui l’attuale ordinamento giu-diziario assegna funzioni di ausiliariodel giudice. In particolare si rende op -portuno precisare che, al momento delconferimento dell’incarico da parte delgiudice, quest’ultimo procede a formu-lare un quesito, cui il consulente è tenu-to a fornire risposta, mirato ad ap pro -fondire specifici aspetti tecnici rilevantiper la vicenda oggetto d’esame. Que-sto aspetto non è irrilevante, perché,come si vedrà nel seguito, il modo concui viene esposta al giudice la rispostaal quesito può non essere esaustivo e,di conseguenza, può solo apparente-mente chiarire i dubbi. Per completez-za, si rende opportuno in ogni casoprecisare che le valutazioni e conclu-sioni assunte dal CTU in risposta al que-sito non costituiscono un vincolo insu-perabile per il giudice, il quale puòtotalmente disattenderle, senza chesiano mosse al riguardo censure, pur-ché le ragioni di tale scostamento sianocongruamente e logicamente motivateda parte del giudice stesso. Tale impo-stazione è il portato storico della tradi-zione, derivante dall’antico diritto ro -mano, che considera il giudice comeperitus peritorum, ovvero quale sogget-to in possesso di competenze talmenteestese da comprendere tutto lo scibileumano, ivi incluso il sapere tecnico-scientifico.Il punto che qui ci interessa, però, è unaltro, ed esula da problemi di tecnicaprocessuale. Siamo sicuri che le risul-

tanze di perizie tecniche, spesso basa-te anche su rilievi sperimentali, sianosempre conclusive e forniscano sempre,come sperano i giudici, risposte certe aldi là di ogni ragionevole dubbio? Oche siano addirittura esenti da dubbi?

I principi delle misureChi pratica la scienza delle misure sabene che il risultato di una misurazionenon può fornire il valore vero del misu-rando, ma solo una stima dello stesso,dal momento che qualunque valore misu-rato è affetto da incertezza di misura.Non è certo questa la sede per richia-mare principi ben noti. Ci si lasci peròcitare due punti della GUM, che rite-niamo particolarmente interessanti percostruire quel ponte, a oggi mancante,tra i principi fondanti della giustizia equelli delle misure, ponte che, a mode-sto parere di chi scrive, potrebbe esse-re costituito proprio dalla metrologiaforense, se correttamente definita e pra-ticata.Il primo punto della GUM è quello incui recita [4]:Ora si accetta generalmente che, allor-quando tutte le componenti di errorenote o ipotizzate siano state valutate ele relative correzioni apportate, riman-ga tuttavia un’incertezza sulla correttez-za del risultato, vale a dire un dubbiosu quanto bene questo rappresenti ilvalore della quantità misurata.Il secondo è dove, riprendendo il VIM,definisce l’incertezza [4]:Parametro, associato al risultato di unamisurazione, che caratterizza la disper-sione dei valori ragionevolmente attri-buibili al misurando.Ci sono due parole, qui, già incontratenella breve presentazione dei principidella giustizia: dubbio e ragionevol-mente. Alla luce di quanto detto, sem-bra non azzardato affermare che, simil-mente a un giudice che deve decideretra colpevolezza e innocenza, anchechi fa misure non può affermare che ilrisultato ottenuto rappresenti il vero(cioè il misurando) senza dubbio alcu-no. La differenza è che, in questo caso,il dubbio può e deve essere quantifica-to attraverso la valutazione dell’incer-tezza di misura.Questo punto, fondamentale per lascienza delle misure, non è purtroppo

noto al di fuori della ristretta cerchia dichi studia e pratica le misure in modonon occasionale. Non meraviglia quin-di che magistrati, procuratori e avvoca-ti guardino con forte sospetto al termineincertezza di misura. Non avendo fami-liarità con questo concetto base dellamoderna scienza delle misure, ne rece-piscono solo l’aspetto meramente lessi-cale, e ne rifuggono, come se facesserientrare dalla finestra quei dubbi chesperavano aver cacciato dalla portaaffidandosi a una perizia tecnica.Ignorare l’utilità dell’incertezza di mi -sura quando si è chiamati a prendereuna decisione sulla base di un risulta-to di misura porta talvolta all’assurdo(almeno tale appare a chi invece co -nosce il significato dell’incertezza) digiudici che preferiscono consulenti eperizie che forniscono loro risultatisenza specificarne l’incertezza. Finoal punto da affermare (primo proces-so d’appello del delitto di Perugia [2])che i consulenti tecnici d’ufficio “nonhanno risposto ai quesiti della corte, ehanno sollevato dubbi affermandoche tutto è possibile”. È corretto? Omeglio, è etico [5]?

QUANDO L’INCERTEZZA PORTA CERTEZZA

Alla luce di quanto sopra descritto risul-ta evidente che il compito della metro-logia forense è quello di fornire dati,ottenuti per via sperimentale, in gradodi spiegare lo svolgimento dei fatti, co -me un crimine è stato commesso e, pos-sibilmente, chi l’ha commesso. Il giudi-ce si aspetta che questi dati possanoaiutarlo a chiarire i propri dubbi, in mo -do tale che possa arrivare a un verdet-to al di là di ogni ragionevole dubbio.Che ruolo ha l’incertezza? Quello diconfondere il malcapitato giudice, fa -cendogli venire ancora più dubbi, affer-mando che tutto è possibile? Oppurequello di circoscrivere e quantificare ildubbio? Chi sa di misure sa che il risul-tato di misura è, in realtà, un intervallodi possibili valori con un dato livello dicopertura. Quindi, se è necessario con-frontare un risultato di misura con unasoglia (come quasi sempre av vienenella metrologia forense), esprimere

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l’in certezza significa quantificare laprobabilità (dubbio!) che il misurandosia al di sotto della soglia pur essendoil valore misurato sopra soglia e vice-versa. Il perito che indica al giudice l’in-certezza di misura fornisce quindi undato estremamente utile per quantifica-re il dubbio che il risultato della misurarappresenti correttamente il valore delmisurando e, conseguentemente, il ri -schio che una decisione, basata su quelrisultato di misura, possa essere errata.È importante chiarire i limiti del ruolodel tecnico. È suo compito fornire algiudice tutti gli elementi utili perrispondere compiutamente al quesitoche il giudice gli ha posto. L’incertez-za di misura, se la risposta al quesitorichiede l’esecuzione di misure, è unodi questi elementi. Se il quesito chiededi stabilire se una determinata gran-dezza supera una data soglia, è com-pito del perito quantificare, partendodall’incertezza di misura, la probabi-lità che la grandezza misurata superio meno la soglia.Non è compito del tecnico stabilire se ildubbio che da tale probabilità derivasia ragionevole o no. Questo è e restaprerogativa del giudice, per il qualel’incertezza di misura, oltre a rappre-sentare uno degli elementi da conside-rare e valutare per arrivare a una deci-sione al di là di ogni ragionevole dub-bio [6], fornisce strumenti atti a decide-re se il dubbio è ragionevole o meno.Purtroppo oggi in Italia, ma non solo,ben difficilmente questi concetti entranonelle aule di giustizia. Eppure sonoinnumerevoli i casi in cui l’incertezza dimisura andrebbe considerata, per favo-rire l’adozione di sentenze non solo piùeque, ma basate su dati presentati inmodo scientificamente corretto. I casipiù frequenti, in cui spesso la mancatadichiarazione dell’incertezza di misurasi fonde con la totale, quasi proterva,ignoranza delle più elementari regoledi metrologia legale relative alla verifi-ca periodica degli strumenti, sono quel-li relativi all’analisi delle concentrazionidi alcool nel sangue, effettuate attraver-so l’analisi del respiro, e quelli relativialla misura di velocità con gli autovelox.In entrambi i casi può accadere che ivalori misurati appaiano sopra i limitiammissibili. Una volta valutata l’incer-

tezza di misura, però, la probabilitàche il valore sia sotto il limite risulta tal-mente elevata da giustificare un più cheragionevole dubbio che non sia statocommesso alcun illecito. Questi casiraramente escono dai tribunali, e se ar -rivano ai mezzi d’informazione spessoè solo per far apparire le ragioni chehanno portato all’assoluzione comeuno dei tanti trucchi degli avvocati di -fensori per farla “scapolare” ai propriclienti. È sconfortante non riuscire a farcapire che l’impiego metrologicamentecorretto dei risultati di misura non favo-risce nessuna delle parti, ma sempre esolo l’accertamento della verità, dalmomento che non nasconde al giudiceimportanti elementi di prova [6].Anzi, è proprio non dichiarando l’in-certezza che si rischia di favorire unadelle parti, perché si nasconde al giu-dice un elemento utile per il proprio giu-dizio. A conoscenza di chi scrive, ilcaso recente più eclatante è quello delprimo processo del delitto di Perugia,già prima citato e menzionato in [2]con maggiori dettagli, in cui alcuni deivalori misurati per la determinazionedel DNA di materiale organico rinve-nuto sulla lama della presunta arma deldelitto erano al di sotto dell’incertezzadello strumento impiegato. Nessuno hacontestato tali valori, e quando lo han -no fatto i periti del processo d’appellosi sono sentiti accusare di “falsificarescientificamente la realtà”!

C’È SPERANZA?

Il panorama che emerge da quantosopra esposto sulla possibilità di farentrare il concetto d’incertezza fra quel-li in uso nelle aule di giustizia è quantomai sconfortante. Non solo non faparte del bagaglio culturale di chiopera nel settore, ma viene spesso rifiu-tato come inutile e antitetico ai principibase della giustizia, anche se, come siè visto sopra, non lo è affatto. Tutti noiche ci occupiamo di misure dovremmotuttavia chiederci se il concetto d’incer-tezza sia davvero così elementare co -me a noi sembra, e se la comunità deimisuristi si adoperi per diffonderlo inmodo comprensibile anche ai non ad -detti ai lavori. Il dubbio è più che lecito,

dal momento che l’incertezza di misuranon giace derelitta nelle aule di giusti-zia solo perché giudici e avvocati nonse ne curano. Purtroppo anche la stra-grande maggioranza dei periti tecniciche frequentano quelle stesse aule dàl’impressione di non sapere che farse-ne, e non solo per evitarsi l’ulteriorecompito di doverla poi spiegare ai giu-dici, ma piuttosto perché non hanno sa -puto spiegarla a se stessi.Certo, il compito non è semplice. Parla-re d’incertezza e di come utilizzarla perprendere decisioni consapevoli richie-de di aver assimilato alcuni concettibase di statistica e probabilità, anch’es-si poco frequentati nelle aule di giusti-zia, e quand’anche lo sono, con risul-tati spesso discutibili [7]. Esiste un re -cente documento del JCGM1 sul ruolodell’incertezza nelle valutazioni di con-formità che potrebbe costituire la baseanche per le decisioni prese nei tribu-nali [8]. È un ottimo documento, rigoro-so ed esaustivo. Ma quanti, inclusi moltiperiti tecnici, sono in grado di capirlo?Non si discute la necessità, soprattuttoa livello normativo, di emanare docu-menti rigorosi e non ambigui. Ma se cisi accorge che sono difficilmente com-prensibili alla maggior parte di coloroche dovrebbero utilizzarli, e che nonfanno parte di una ristretta cerchia dimetrologi, bisognerebbe essere capacidi divulgarli con un linguaggio com-prensibile anche a coloro che poi devo-no mettere in pratica quei concetti,tenendo conto che molti non hanno unapreparazione matematica adeguata.Il compito non è facile, ma non è nep-pure impossibile. C’è chi ha tentato –secondo chi scrive con ottimi risultati –di spiegare i concetti base di probabili-tà e statistica con gli origami [9]. Per-ché non prenderlo ad esempio? NegliUSA alcuni avvocati hanno spiegato ilconcetto d’incertezza di misura ad altriavvocati, giudici e tecnici forensi, utiliz-zando un linguaggio a essi comprensi-bile [3]. Forse si è perso un po’ di rigo-re matematico, ma è un prezzo che sipuò e si deve pagare per rendere que-sto concetto fruibile a chi non deve svi-luppare nuove teorie, ma semplicemen-te capirne i concetti base e applicarlinel proprio campo, quando ne vede lanecessità.

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Negli Stati Uniti ha avuto successo,come ben argomentato in [10] e ripre-so in [11]. Si è partiti da una situazio-ne, alla fine degli anni ’70, simile allanostra attuale di totale rifiuto di valuta-zioni tecniche espresse in assenza ditotale certezza, per giungere, ai giorninostri, al rifiuto di valutazioni tecnichefornite in assenza d’incertezza.E qui da noi? Silenzio. Solo poche vociisolate, e spesso solo quando fa giocoper far assolvere il proprio cliente, favo-rendo così il diffondersi, presso la pub-blica opinione, del falso concetto chel’incertezza sia uno dei tanti cavilli etrucchetti messi in atto dai difensori pertirare fuori dai guai imputati che, sem-pre secondo l’opinione pubblica, meri-terebbero pene severe.Se vogliamo, perché ne siamo intima-mente convinti, che le nostre competen-ze vengano utilmente e in modo etica-mente corretto (quindi per favorire lagiustizia, e non una delle parti) entrarea far parte del bagaglio culturale di chila giustizia l’amministra, non possiamoagire come singoli. È compito della comunità di misuristi edelle associazioni in cui essa si ricono-sce, come GMEE e GMMT, promuove-re iniziative e, soprattutto, incontri conoperatori del diritto, per spiegare, nelmodo più semplice possibile, l’utilitàche possono avere concetti scientifici anoi chiari, ma ad altri oscuri, nel forni-re a chi è chiamato a giudicare tutti glielementi utili a prendere una decisioneal di là di ogni ragionevole dubbio. Indefinitiva, si tratta di spiegare che, no -n o stante il nome sciaguratamente scel-to, l’incertezza di misura favorisce lacertezza del diritto. È ora d’iniziare afarlo!

CONCLUSIONI

Speriamo di essere riusciti a chiarireche i principi fondanti di giustizia (qua-lunque sia l’ordinamento a cui si fa rife-rimento) e scienza, e scienza dellemisure in particolare, hanno una signi-ficativa radice comune, e che la comu-ne percezione che i principi base del-l’incertezza di misura e dalla culturagiuridica siano in contrasto è dovutapiù a motivi lessicali e d’ignoranza di

tali concetti, che non a motivi di vera so -stanza. È infatti possibile concludereche l’incertezza di misura, se valutata edichiarata nel presentare al giudice i ri -sultati delle perizie tecniche, è un utileelemento che il giudice stesso può con-siderare e valutare per arrivare a for-mulare una sentenza al di là di ogni ra -gionevole dubbio. Infatti, gli fornisceimportanti elementi di decisione, dalmomento che la quantificazione deldubbio (scientifico) consente al giudicedi determinare la ragionevolezza omeno del dubbio stesso e consideraretale dato ai fini della decisione.Conseguentemente, non dichiarare onon considerare correttamente l’incer-tezza di misura equivale a nascondereo non valutare una parte dei fatti e con-trasta, oltre che con la buona praticadelle misure, anche con l’etica [5].Sembra quindi lecito, a conclusione diqueste brevi note, ritenere quanto maiopportuno che la comunità di misuristisi adoperi per disseminare le basi dellacultura metrologica anche in campogiuridico, atteso che i risultati di misurahanno, oggi, un ruolo sempre più im -portante nello stabilire la verità proces-suale dei fatti.Non sarà probabilmente una stradabreve, né facile da percorrere. Può esse-re di conforto, però, nell’intraprenderla,sapere che negli Stati Uniti questa operadi disseminazione [3, 6, 10] ha già por-tato a interessanti risultati. Speriamoquindi di non peccare di eccessivo otti-mismo nel ritenere che anche in Italia,prima o poi, nelle motivazioni di unasentenza, si possa leggere che i risultatidi un’analisi di concentrazione di alcoolnel sangue non sono ritenuti ammissibilinon a causa di qualche cavillo proce-durale, bensì perché “in the absence ofscientifically determined confidencelevel, because it misrepresents the factsand therefore cannot be helpful to thetrier of facts” [12].

RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI

1. P. Boyell, “The emerging role of theforensic engineer”, IEEE Transactions onProfessional Communication, vol. PC-30,n. 1, pp. 16-18, 1987.2. A. Ferrero, V. Scotti, “Forensic metrolo-

gy: a new application field for measure-ment experts across techniques andethics”, IEEE Instrumentation and Meas-urement Magazine, vol. 16, n. 1, pp. 14-17, 2013.3. T. Vosk, A.F. Emery, E. Fitzgerald,“Forensic Metrology: A primer on scientif-ic measurement for lawyers, judges andforensic scientists”, Taylor & Francis, NewYork, NY, USA, 2014.4. JCGM 100:2008, Evaluation ofMeasurement Data – Guide to theExpression of Uncertainty in Measure-ment (GUM, originally published in1993), Joint Committee for Guides inMetrology, 2008.5. A. Ferrero, V. Scotti, “Forensic metrolo-gy: when measurement science meetsethics”, Proc. IEEE International Sympo-sium on Ethics in Engineering, Scienceand Technology, ETHICS 2014, Chicago,IL, USA, May 2014.6. T. Vosk, “Trial by numbers”, The Cham-pion, pp. 48-56, Novembre 2010.7. M.C. Galavotti, “Probability, statisticsand law”, in Probabilities, Laws andStructures”, D. Dierks et al. Eds, ThePhilosphy of Science in a EuropeanPespective 3, Springer Science+BusinessMedia B.V. 2012.8. JCGM 106:2012, Evaluation ofmeasurement data – The role of meas-urement uncertainty in conformityassessment, Joint Committee for Guidesin Metrology, 2012.9. M. Cigada, “Origanova. Introduzionealla statistica con l’origami”, disponibile suwww.mariocigada.com/mariodocs/origanova.html10. E.J. Imwinkelried, “Forensic Metrolo-gy: The New Honesty about the Uncer-tainty of Measurements in Scientific Analy-sis” UC Davis Legal Studies ResearchPaper Series, Research Paper No. 317,December 2012, available at: http://ssrn.com/abstract=2186247.11. V. Scotti, “Forensic metrology: Wherelaw meets measurements”, 20th IMEKOTC4 International Symposium, Benevento,15-17 settembre 2014.12. State v. Weimer, “No.7036A-09D at3 (Snohomish Co. Dist. Ct. March 23,2010”, reperibile su www.waduicenter.com/wp-content/uploads/2010/04/Snohomish-County-District-Court-Cascade-Decision-Moon-032710.pdf.

Dip. di Ingegneria ElettronicaUniversità di Roma Tor Vergatamencattini@ing.uniroma2.itmartinelli@ing.uniroma2.itdinatale@ing.uniroma2.it

Memoria presentata al Convegno dell’Associazione GMEEGruppo Misure Elettriche ed ElettronicheAncona, 11-13/09/2014

STIMA DEL CONTENUTO EMOZIONALE

L’utilizzo di stimoli multimodali nell’in-terazione tra individui della stessaspecie è da sempre un mezzo per at -tuare il riconoscimento delle emo zionifra i mammiferi. Tale sistema di comu-nicazione così ancestrale e al tempostesso efficiente non poteva che affa-scinare il mondo del soft computing,fornendo spunti emulativi importanti econseguenti applicazioni per il miglio-ramento della qualità della vita. A talfine, negli ultimi anni è cresciuto espo-nenzialmente l’interesse per unascienza denominata “Affective Com-puting” che si pone l’obiettivo di pro-gettare macchine di calcolo in gradodi riconoscere e/o esprimere emozio-ni. Purtroppo, a oggi lo sforzo com-putazionale richiesto a una macchinaper tale scopo non è ripagato daaltrettanta efficienza, per cui è neces-sario ancora molto lavoro per rag-giungere risultati impiegabili nellapratica. D’altro canto le possibili rica-dute applicative di un riconoscitore diemozioni sono molteplici e affasci-

nanti, si innescano in tutte le fasce dietà e in contesti molto diversificati,motivando pienamente l’impegno mul-tidisciplinare in quest’area di ricerca(video-giochi adattativi, gladvertising,diagnostica neuropsicologica e neu-ropsichiatrica, didattica online o ap -parati di sorveglianza evoluti). Al pari di un sistema di misurazione,la maggiore difficoltà nel realizzareun sistema di riconoscimento emo zio -nale efficiente e robusto sta nel dispor -re di un modello emozionale validato.Negli ultimi trent’anni gli studi fatti daJ. Russell e J. Posner da una parte, eda P. Ekman dall’altra, hanno portatoalla costruzione di due macro-modelliemozionali differenti. Ekman proponeun modello categoriale basato sull’i-dentificazione di sei emozioni prima-rie (Rabbia, Disgusto, Tristezza,Gioia, Paura, Sorpresa) [1], mentreRussell e Posner [2] propongono unmodello dimensionale in cui ogniemozione è codificabile medianteuna coppia di valori di due gran dez -ze: la “valenza”, indicante il senso dispiacevolezza/piacevolezza attribui -bile a quello stato emotivo, e l’“attiva -

zio ne”, indicante il grado di cal ma/eccitazione dell’emozione in oggetto.Se da un lato il primo modello per-mette un riconoscimento emozionalebasato sulla più semplice individua-zione (classificazione) della categoriaemozionale di appartenenza del mes-saggio inviato, il secondo modello,pur richiedendo una maggiore com-plessità di calcolo, presenta affasci-nanti possibilità: permette di quantifi-care concetti quali gli aloni emozio-nali, o di affrontare il tema della com-presenza di diverse patologie in unsoggetto. In Fig. 1.a è riportato unesempio della rappresentazione delleemozioni di Russell.La presenza di un modello emoziona-le non è però condizione sufficienteper un riconoscimento efficiente. Ènecessario un sofisticato software chesia in grado di intercettare, acquisiree analizzare i messaggi multimodali(verbali, prosodici, glottali, facciali,gestuali, posturali, ecc.), fornendo inuscita una stima dello stato affettivodell’interlocutore umano. Sarà quindicura stimolare l’interesse del lettoreverso un’estendibilità dei concetti dimisurando e misurazione alla nuovaproprietà stato emozionale. Nei suc-cessivi paragrafi verranno quindimostrate le linee generali del funzio-namento di un sistema di riconosci-mento emozionale basato sull’analisidel segnale vocale, fornendo ove pos-sibile un parallelo metrologico.

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MISURE IN PSICOLOGIAArianna Mencattini, Eugenio Martinelli, Corrado Di Natale

Sistema di riconoscimento automatico delle emozioni nel parlatoGLI

ALTRITEMI

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Lo stato emozionale:un nuovo misurando

A NEW MEASURAND: THE EMOTIONAL STATESpeech emotion recognition (SER) finds applications in different areas. Wedescribe here a recently developed SER system based on the dimensionalrepresentation of emotions in terms of valence and arousal. Beyond imple-mentation aspects related to the improvement of the reliability of suchsystems, we propose a discussion on related metrological aspects, by refer-ring and contextualizing the results of recent studies on nominal evaluationand nominal properties.

RIASSUNTOI sistemi di riconoscimento emozionale dal parlato (SER) trovano oggi molteapplicazioni. A tal proposito, in questo articolo presentiamo i risultati deltest sul database italiano EMOVO di un sistema SER basato sulla rappre-sentazione dimensionale delle emozioni in termini di valenza e attivazione.Discuteremo poi sull’estendibilità dei concetti metrologici quali misurando emisurazione allo stato emotivo, contestualizzando i risultati di studi recentisulle proprietà classificatorie.

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Negli ultimi anni Rohde & Schwarz Italia ha continuamente specializ-zato la propria struttura di vendita, per meglio seguire alcuni mercativerticali (Test and Measurement e A&D, Secure Communications,Broadcasting, Radiomonitoring and Radiolocation). La struttura di Ser-vice, presentata nello scorso numero di Tutto_Misure (N. 3 – Ottobre2014) è parte integrante dell’organizzazione Local System - Projectmanagement and Service, che vede l’Ing. Aldo Mastrangelo comeHead of Project System and Service. L’organizzazione è composta danove professionisti con pluriennale esperienza, riconosciuta non solodalla clientela di R&S ma anche dai propri partner: una struttura diriferimento per i Clienti R&S che riconoscono le migliori competenzelocali in termini d’innovazione e soluzioni riguardanti prodotti, inte-grazione e project management.

Mastrangelo sintetizza l’impegno che R&S Italia e la sua organizzazione sono in grado dioffrire: “Abbiamo la competenza e l’esperienza per comprendere e quindi valutare le esi-genze del Cliente. Gestiamo il mix di risorse necessarie al raggiungimento dell’obiettivopianificato, compreso l’eventualmente coordinamento dei partner, e colleghiamo i nostriprodotti con i vari servizi che offriamo per l’intero ciclo di vita del progetto. La nostra atti-vità, attraverso il Project Management, passa da piccoli sistemi a complessi progetti d’inte-grazione, hardware e software, alla formazione, alla gestione della contrattualistica dimanutenzione, sia durante il periodo di garanzia che per tutto il ciclo di vita del proget-to/sistema”. L’esperienza e la professionalità sono riconosciute nelle seguenti referenze ita-liane: Ministero della Difesa, Aeronautica Militare, Marina Militare, Esercito, Carabinieri,Ministero dell’Interno, Guardia di Finanza, Guardia Costiera, Ministero dello Sviluppo Eco-nomico, Presidenza del Consiglio dei Ministri, Enea, ENAV ATC, aziende in ambito Fin-meccanica, RAI, TIMB, Mediaset, Telecom, Vodafone, ecc.Mastrangelo (laurea in ingegneria elettronica con indirizzo telecomunicazioni, conseguitanel 1993) lavora in Rohde & Schwarz Italia dal Novembre 1996. Negli anni ha consoli-dato una notevole esperienza che lo ha portato a ricoprire l’importante incarico di venditadi soluzioni sistemistiche e, nel contempo, di direzione tecnica aziendale. Profilo su Linkedin. Per ulteriori informazioni: aldo.mastrangelo@rohde-schwarz.commobile 335/8103166

NEWS

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ALDO MASTRANGELO: HEAD OF PROJECT SYSTEMAND SERVICE DI R&S ITALIA

Il monitoraggio del processo di assemblaggio permette d’in-crementare la qualità dei prodotti in uscita dai processimanuali, pneumatici e idraulici. Il sistema di monitoraggiodell’andamento della forza è ideale per questo scopo.Il concetto di produzione a zero difetti assume sempre mag-giore importanza, se rapportato alla crescente richiesta di pro-dotti in specifica. L’utilizzo di questo sistema permette l’imme-diato rilevamento delle deviazioni, consentendo di eliminare leparti difettose prima che ulteriori processi ne aumentino il valo-re e comunque prima che il prodotto difettoso raggiunga il

cliente finale. In particolar modo, gli assemblaggi possono essere controllati solo dopo il pro-cesso e tramite una verifica distruttiva. In questo caso, il vantaggio del monitor XY risulta evi-dente, permettendo non solo un controllo non distruttivo ma al 100% su tutte le parti prodotte.Il questo modo la produzione Zero Difetti diventa un obiettivo raggiungibile. Questo sistema può essere integrato in ogni pressa manuale a ginocchiera, pneumatica oidraulica rendendola uno strumento di produzione più affidabile e sicuro. La curva risultan-te permette quindi di definire un modello campione, che dovrà essere rispettato da tutte leoperazioni successive per un dato programma. Questo sistema di misura Kistler è nato persfruttare tutti i vantaggi della tecnologia piezoelettrica, permettendo ampi range di misuracon la massima precisione, alti livelli di sovraccarico, e una vita del sensore di forza com-parabile con la vita della macchina (zero ricambi), grazie alla particolare tecnologiacostruttiva delle celle piezoelettriche. Il sistema di misura della forza Kistler è riconosciuto alivello mondiale per il monitoraggio qualità 100% e offre all’utilizzatore la garanzia di uncontrollo coerente, ripetibile e affidabile, per una maggiore trasparenza sul processo di as -semblaggio e la possibilità di tracciare tutta la produzione, grazie alle funzioni di monito-raggio continuo che caratterizza la famiglia di prodotti maXYmos.Per ulteriori informazioni: www.kistler.com

QUALITÀ AL 100% NEI TEST MANUALI E NEI PROCESSI DI ASSEMBLAGGIO

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ra, rabbia,sorpresa, etristezza, non-ché la condi-zione neu trale(una par -ticolare con-dizione diassenza diemozioni). Ilda tabase èstato re -gistrato in am -bien te acusti-

camente controllatousando due mi crofoniSHURE mo delloSM58LC e un re -gistratore digitaleMARANTZ PMD670a frequenza di cam-pionamento di 48 KHze salvati in formatowav con 16 bit diampiezza, ed è statopoi etichettato daascoltatori esperti as -sociando a ognifrase un’etichettaturadi tipo categoriale.Per introdurre il letto-re al funzionamentodi un SER, descrivia-mo di seg uito i bloc-chi principali sopraidentificati (i-iii) delSER sviluppato recen-

temente [4] nel nostro Dipartimento eapplicato al database EMOVO.a. Data l’importanza di progettare unsistema in grado di stimare sia il con-tenuto emozionale di tipo categorialesia quello di tipo dimensionale (appli-cazioni differenti potrebbero preferirel’una o l’altra predizione), ma dataancora la totale assenza di dataset diparlato emotivo in lingua italiana eti-chettati secondo il modello dimensio-nale, il SER prevede una pre-etichetta-tura che, a partire dalla categoriaemozionale as segnata dai valutatori

in fase di ascol-to, assegni unacoppia di valoridi valenza e atti-vazione (yv,ya)corrispondenti,secondo lo sche-ma riportato inFig. 1.b.b. Ogni fraseviene poi analiz-zata estraendocarat ter is t ichepro sodiche intratti di 30 ms.Inizialmente ogniframe viene clas-sificato come diparlato o di

SISTEMI AUTOMATICIDI RICONOSCIMENTO EMOZIONALE

Il segnale vocale e il segnale video con-tenente l’espressione facciale e postura-le costituiscono il modo meno invasivoe più naturale per attuare un riconosci-mento emozionale. L’analisi della mimi-ca facciale però, nonostante una docu-mentata efficacia soprattutto in emo-zioni a valenza negativa (smorfia didisgusto), può incontrare ostacoli diriservatezza e privacy. L’analisi vocalerimane quindi in moltissimi contesti l’u-nica modalità realmente implementabi-le per il riconoscimento emozionale. Laprogettazione di un sistema di ricono-scimento emozionale dal parlato(Speech Emotion Recognition – SER) sibasa sui 3 passi fondamentali indicatidai blocchi in verde in Fig. 2: (i) eti-chettatura del segnale vocale, (ii) estra-zione delle caratteristiche del segnalelegate al contenuto emozionale, (iii) svi-luppo e ottimizzazione di un modelloregressivo di predizione. Come mostra-to in Fig. 2 la stima emozionale può poiessere utilizzata in un fase decisionale(diagnostica, didattica, mantenimentodella sicurezza, ecc.).

Materiale vocale e risultati del SERI risultati mostrati riguardano il data-base di parlato emotivo EMOVO [3]acquisito presso la fondazione ”UgoBordoni” a Roma che consiste di 588frasi pronunciate da 6 attori profes-sionisti (3 uomini e 3 donne fra i 23 ei 30 anni) che simulano specifiche con -dizioni emozionali: disgusto, gioia, pau -

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ALTRI TEMI�

Figura 1 – (a) Il diagramma del modello dimensionale; (b) Diagramma categoriale delle emozioni

ed etichettatura dimensionale

Figura 3 – Dall’alto al basso: segnale vocale,segnale di energia associato, pitch stimato mediante metodo Cep-

strum e sua modellizzazione Spline

Figura 2 – Schema generale di un sistemadi riconoscimento emozionale

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Figura 4 – Boxplot del coefficiente di determinazione R2 per la stima dimensionale delle emozioni

silenzio (voiced/unvoiced) confrontando l’energia delsegnale vocale con una soglia adattativa. Per ogniframe di parlato vengono poi estratte 520 caratteristicheprosodiche divise in 12 gruppi distinti. Le caratteristicheprosodiche sono legate alla frequenza del segnale voca-le pitch (e sue alterazioni) e alla modulazione di ampiez-za (e sue alterazioni), che come noto possono essereindotte dallo stato emotivo. In Fig. 3 riportiamo un esempiodi un segnale vocale relativo a una frase del database diEMOVO, il corrispondente se gnale di energia, e il corri-spondente se g nale di pitch estratto me diante me todo cep-strum e modellizzato mediante metodo spline [4].c. Il crescente numero di applicazioni che richiedono l’a-nalisi di segnali non stazionari ha prodotto un’altrettan-to vasta popolazione di metodi di regressione. Spesso lacomplessità di tali sistemi (vedi reti neurali) e la loro otti-mizzazione capillare, pur se portando a risultati appa-rentemente ec cellenti, può nascondere fenomeni disovra-apprendimento (overlearning) che possono pesan-temente influenzare la robustezza e la capacità di fun-zionamento in applicazioni reali. Il sistema di riconosci-mento che presentiamo si basa sul metodo di regressio-ne PLS (Partial Least Square), un metodo di regressionelineare che, ga rantendo semplicità e robustezza, pre-senta ottime capacità di generalizzazione in contesti diacquisizione differenti. Per fornire una stima sia dimen-sionale sia categoria le applichiamo poi un classificatorelineare alle stime di valenza e attivazione per assegna-re una categoria emozionale alla frase analizzata [5].Per quantificare la bontà dei risultati di stima abbiamoutilizzato il coefficiente di determinazione R2 per la pre-dizione dimensionale (Fig. 4) e il tasso di Veri Positivi(True Positive Rate) per la predizione categoriale (Tab. 1).

ASPETTI METROLOGICI DELLA STIMA DELLO STATO EMOZIONALE

La grande diversificazione delle potenziali applicazionidi un SER presenta vantaggi e svantaggi. Da una partequesti sistemi ampliano e rendono più “naturale” l’inter-

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ALTRI TEMI�

facciamento fra uomo e macchina,ma d’altra parte l’intrinseca multidisci-plinarietà dell’argomento pone que-stioni importanti di omogeneità e uni-formità dei termini usati, del loro signi-ficato, e delle modalità di interpreta-zione dei risultati. Nonostante i moltisforzi compiuti per l’ottimizzazionedei sistemi di riconoscimento, al finedi renderli flessibili, robusti, e indi-pendenti dal genere, dall’individuo, edal contesto, minore interesse è statorivolto alla caratterizzazione anchemetrologica di tali sistemi.Nonostante ciò, a oggi il termine vir-golettato “measuring emotions” ècitato 24.100 volte sul web, mentre idue termini measuring e emotions sitrovano nel medesimo contesto29.000.000 di volte. Questo fattoprova la necessità di inquadrare lavalutazione dello stato emozionale inun contesto metrologicamente validocombinando posizioni conservative e“futuristiche”, partendo dal presuppo-sto che un processo di misurazionedeva avere paletti formali e accettati,ma deva poter essere riadattato acontesti applicativi nuovi non prece-dentemente conosciuti. Le principaliquestioni da affrontare sono: che cosasia il misurando, quali siano le pro-prietà e i valori di riferimento per talemisurando, quale sia il criterio dimisurazione/valutazione.

Quale misurando per lo stato emozionaleLe proprietà classificatorie sonooggetto d’interesse quali candidatiper quelli che potremmo chiamarenuovi misurandi [6]. Pur non avendoesse una struttura algebrica ricca,unità di misura e scala di misura, mol-tissimi casi applicativi prevedono che

il fenomeno osservato sia descrivibilemediante proprietà classificatorie, icui valori possibili siano cioè catego-rie (classi, etichette, ecc.). Lo statoemozionale potrebbe essere visto co -me una proprietà classificatoria, nonessendo possibile stabilire né un ordi-namento fra stati affettivi né una rela-zione di proporzionalità (sarebbequantomeno bizzarro pensare a gioiamaggiore di tristezza o gioia comemultiplo di piccole gioie). Quello chepossiamo ammettere è che uno statoaffettivo coincida con uno di gioia,ossia ap partenga a quella categoria.D’ora in poi ammettiamo nella nostradiscussione che lo stato emozionalesia una proprietà classificatoria e diconseguenza il nostro misurando.

Quali proprietà e valori di riferimento per lo stato emozionaleConsiderando la descrizione del SERriportata nel precedente paragrafo e imodelli emozionali consolidati in let-teratura (ad esempio le categorieemozionali di Ekman), si comprendecome lo stato affettivo possa es serericonosciuto da un pool di esperti (psi-cologi, linguisti, ecc.) che ascoltino incondizioni controllate (minimizzazio-ne del rumore, possibilità del riascol-to, ecc.) frasi pronunciate da individui(attori o naif) sotto forzata elicitazioneemozionale o in condizione di spon-taneità. Mediante logiche del consen-so (p.es., la categoria più votata vien -e definitivamente assegnata a unacerta frase), l’insieme di frasi registra-te viene etichettato costituendo uninsieme di valori di riferimento per ilmisurando per le proprietà di riferi-mento emozioni primarie. Il misuristapotrebbe obiettare sulla riproducibili-

tà e ripetibilità di tale procedura,questione che effettivamente vieneper ora lasciata come spunto di di -scussione.

Quale processo di valutazioneper lo stato emozionaleDa quanto visto in precedenza, etraendo spunto da quanto psicologi epsichiatri fanno in maniera strutturatada centinaia di anni, lo stato emozio-nale di un individuo può essere valu-tato analizzandone il parlato. Lanecessità di affiancare il riconosci-mento emozionale di esperti con siste-mi computerizzati comporta un’alter-nativa nella logica di riconoscimento.Come opzione potremmo pensare diimplementare il riconoscimento emo-zionale chiedendo il parere di uninsieme di persone che indipendente-mente ascoltano la registrazione èassegnano una categoria emoziona-le. Le diverse modalità, e ovviamentele altre possibili, non sono che criteridifferenti di assegnazione di una cate-goria alla proprietà stato emozionaledell’individuo sotto osservazione. Lediverse modalità possono esseredenominate criteri di valutazione delmisurando alla stregua di differentiprocessi di misurazione implementatiper misurare il valore di una resisten-za elettrica. Un fatto interessante èche un SER fa uso certo di grandezzedifferenti (caratteristiche prosodiche)con strutture algebriche più ricche(grandezze a rapporti, ordinali). Lediverse modalità (ascolto esperto, opi-nione di non esperti, SER) terminanocomunque con l’assegnazione dellacategoria emozionale alla frase regi-strata mediante l’applicazione di uncriterio che, per garantire generalitàal processo, chiameremo, come re -

Tabella 1 – Risultati della stima categoriale delle emozioni [5]

e1 (disgusto) e2 (gioia) e3 (neutrale) e4 (paura) e5 (rabbia) e6 (sorpresa) e7 (paura)

Tasso medio di Veri Positivi per ogni emozione e deviazione standard sui parlatori donna

0,59 (0,02) 0,67 (0,06) 0,75 (0,05) 0,41 (0,09) 0,71 (0,15) 0,51 (0,17) 0,61 (0,17)

Tasso medio di Veri Positivi per ogni emozione e deviazione standard sui parlatori uomo

0,71 (0,10) 0,75 (0,18) 0,88 (0,08) 0,77 (0,20) 0,84 (0,17) 0,64 (0,08) 0,70 (0,11)

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GLIALTRI TEMI

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centemente proposto [7], criterio diindistinguibilità per la proprietà clas-sificatoria in oggetto. Ricordiamoinfatti che, per proprietà sulle qualinon è possibile applicare né un’ope-razione algebrica né un ordinamento,è sempre possibile verificare unaidentità/diversità, quindi un’indistin-guibilità.

I NUOVI SCENARI

In quest’articolo abbiamo introdotto illettore al nuovo contesto della sti macomputerizzata dello stato affettivo diun individuo analizzandone la voce.Abbiamo presentato le caratteristicheprincipali del funzionamento del siste-ma sviluppato e i risultati numericiottenuti frutto di un lavoro recente-mente pubblicato. Si sono affrontatipoi gli aspetti metrologici di baseriguardanti come lo stato emozionalepossa essere visto come un nuovomisurando e quali siano le possibiligeneralizzazioni dei concetti di misu-razione e di valori di riferimento. Rimane non discusso il concetto d’in -certezza, per la sua complessità.Sulla base delle ricerche portate avan-ti sul tema dell’incertezza di una pro-prietà classificatoria [7], possiamoanticipare uno scenario in cui a un mi -surando proprietà classificatoria siasempre possibile associare una fun-zione di distribuzione di probabilitàche assegni a ognuna delle categorieattribuibili al misurando una probabi-

lità. Partendo spun-to dagli studi di Wil-cox del 1967, èquindi possibile de -finire statistiche divariazione (necessa-rie per giungere auna definizione d’in -certezza) anche peruna proprietà classi-ficatoria, calcolan-do apposite statisti-che descrittive apartire dalla distri-buzione di probabi-lità assegnata aquel misurando.

RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI

1. P. Ekman, W. Friesen, P. Ellsworth,Emotion in the Human Face: Guideli-nes for Research and An Integration ofFindings, Pergamon Press, 1972.2. J. Posner, J. Russell, B. Peterson,The circumplex model of affect: anintegrative approach to affective neu-roscience, cognitive development,and psychopathology, Develop. Psy -chopathol. 17 (3) (2005) 715-734.3. C. Giovannella, D. Conflitti, R. San-

toboni, A. Paoloni, Transmission ofvocal emotion: do we have to careabout the listener? The case of the Ita-lian speech corpus EMOVO, ACII09,IEEE publisher (2009): pp. 494-499.4. A. Mencattini, E. Martinelli, G.Costantini, M. Todisco, B. Basile, M.Bozzali, C. Di Natale, Speech emotionrecognition using amplitude modula-tion parameters and a combinfeatureselection procedure. Knowledge-BasedSystems, 63, pp. 68-81, 2014.5. A. Mencattini, E. Martinelli, G.Costantini, M. Todisco, B. Basile, M.Bozzali, C. Di Natale, A multivariatedata processing to evaluate emotionsin speech, XXXI Congresso NazionaleGruppo di Misure elettriche ed Elet-troniche GMEE2014, Ancona 11-13settembre 2014.6. L. Mari, A. Mencattini, A propertytype invariant model of measurementapplied to nominal evaluations, accep-ted to IMEKO Joint Symposium TC1-7-13, Madeira, Portugal, 3-5 Sept 2014.7. L. Mari, A. Mencattini, On uncer-tainty in nominal evaluations, XXXICongresso Nazionale Gruppo diMisure elettriche ed ElettronicheGMEE2014, Ancona 11-13 settem-bre 2014.

Figura 5 – Proposta di strutturazione metrologica di un sistema di valutazione dello stato emozionale

Arianna Mencattini è Assistant Professor in Elaborazione di Imma-gini presso il Dipartimento di Ingegneria Elettronica dell’Università diRoma Tor Vergata. La sua attività di ricerca riguarda sistemi di misu-razione non convenzionali basati sull’analisi di segnali mono e bidi-mensionali per applicazioni in biomedicina, nei beni culturali e nellacaratterizzazione di nanomateriali. È autrice di più di 50 lavori su rivi-ste e congressi internazionali.

Eugenio Martinelli è Assistant Professor in Elettronica presso ilDipartimento di Ingegneria Elettronica dell’Università di Roma TorVergata. La sua attività di ricerca riguarda lo sviluppo di sensori chi-mici e biologici, di sistemi sensoriali artificiali (olfattivi e tattili) e leloro applicazioni, le interfacce e l’elaborazione dei dati. È autoredi più di 130 articoli su riviste e congressi internazionali.

Corrado Di Natale è Professore Ordinario presso il Dipartimentodi Ingegneria Elettronica dell’Università di Roma Tor Vergata docen-te di corsi di Dispositivi Elettronici e Sensori. La sua attività di ricer-ca riguarda lo sviluppo e le applicazioni di sensori chimici e di bio-sensori, di sistemi sensoriali artificiali (olfattivi e tattili), e lo studiodelle proprietà ottiche ed elettroniche di materiali organici e mole-colari. È autore di più di 450 lavori su riviste e congressi interna-

zionali. È stato chair del “9th International Symposium on olfaction and electronicnose” (Roma, 2002) e di “Eurosensors XVIII Conference” (Roma, 2004) e membrodel comitato Organizzativo di conferenze nazionali e internazionali sui sensori.

* Dip. Ingegneria dell’InformazioneUniversità di Brescia H&Wileana.bodini@unibs.it** Dip. Ingegneria Meccanica e Industriale, Università di Brescia H&W*** Dip. Fisica, Università di Pavia e INFN Sez. di Pavia**** Dip. Fisica e AstronomiaUniversità di Padova

Memoria presentata al Convegno del Gruppo Misure Meccaniche e Termiche (MMT)Ancona, 11-13/09/2014

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MISURE PER L’AMBIENTE E IL COSTRUITOI. Bodini *, A. Zenoni **, G. Bonomi **, A. Donzella **, M. Lancini **, G. Baronio **,P. Vitulo ***, F. Fallavollita ***, G. Zumerle ****

Tracciamento di raggi cosmici per il monitoraggio di edifici storiciGLI

ALTRITEMI

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Monitoraggio dallo spazio

MONITORING BUILDINGS FROM SPACEThe idea is to use the detection of cosmic ray muons to monitor historicalbuildings, where conservation constraints are severe and the evolution ofdeformation phenomena may last for months or years. The advantage of theproposed method consists in the cosmic ray capability to cross matter, andthus to monitor parts non reciprocally visible. Feasibility, performances andlimitations of such a monitoring system have been performed using MonteCarlo simulations.

RIASSUNTOIn questo articolo vengono riportati i risultati di uno studio, basato su simu-lazioni Monte Carlo, volto a determinare la fattibilità, le potenzialità e i limi-ti di un sistema di monitoraggio basato sulla rivelazione di raggi cosmici.Tale sistema è stato pensato per applicazioni su edifici storici, dove le defor-mazioni che devono essere misurate avvengono in periodi di tempo lunghianche mesi o anni e dove, per motivi di tutela, è bene che le tecniche uti-lizzate siano conservative.

MONITORAGGIO DI EDIFICI TRAMITE TRACCIAMENTO DI MUONI COSMICI

A livello del mare, i raggi cosmicisono una radiazione principalmentecostituita da muoni, particelle cariche,relativistiche, che hanno una massapari a circa 200 volte quella di unelettrone. I muoni arrivano con unafrequenza di circa 1 muone/(cm2·min),e seguono due distribuzioni: una dienergia, con media attorno ai 3 GeV,e una angolare che ha il suo massimoallo zenith [1].Le tecniche per la rivelazione deimuoni cosmici sono consolidate nel-l’ambito della Fisica delle Alte Ener-gie, e di recente stanno trovandoapplicazione anche in ambito indu-striale, soprattutto della sicurezza, adesempio per escludere il trasporto ille-gale di materiale radioattivo, o permonitorare gli scarti nella fusione deimetalli [2, 3].Questo lavoro vuole sfruttare la capa-cità dei cosmici di attraversare mate-riali anche non trasparenti alla luceper ipotizzare un sistema di monito-raggio robusto, non invasivo, in gra -

do di lavorare in ambienti debolmen-te controllati, per misurare le defor-mazioni di edifici, scegliendo comecaso di studio un edificio storico sim-bolo della città di Brescia, ovvero il“Palazzo della Loggia”, edificato nel1574 d.C. e oggi sede del Sindaco,mostrato in Fig. 1.Per mezzo di simulazioni Monte Carlosono stati indagati la fattibilità, le prestazioni e i possibili limiti di tale

sistema. In particolare è stata stimatal’incertezza di misura del sistema infunzione del tempo di acquisizione, ei risultati ottenuti sono stati confrontaticon quelli ricavati per mezzo di unsistema di tipo meccanico, servito permonitorare “La Loggia” per più didieci anni, dal 1990 al 2001 [4].

IL CASO DI STUDIO

Da quando è stato completato, ilPalazzo della Loggia ha subito unalunga serie di danni, trasformazioni,interventi, alcuni dei quali hannoseriamente compromesso la stabilitàstrutturale dell’edificio. In particolare,la volta lignea di copertura a padi-glione è stata completamente rico-struita nel 1914. Essa ha un’altezzamassima di 16 m e una base rettan-golare pari a 25 m × 50 m.La struttura di copertura è costituita da7 archi principali a traliccio di 12,5 mdi raggio e da archi secondari sem-plici, collegati tra loro in sommità dauna trave di spina, anch’essa a tralic-cio. Sin dalla loro costruzione, gliarchi principali sono stati interessatida un vistoso abbassamento in chiavee da conseguenti cedimenti orizzonta-

Figura 1 – Immagine del “Palazzo della Loggia”, situato a Brescia,

in Italia, edificato nel 1574

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li verso l’esterno. La progressiva fles-sione della trave a spina è stata misu-rata ripetutamente negli anni e la frec-cia massima risultava di 190 mm nel1923, di 250 mm nel 1945 e di800 mm nel 1980.

Monitoraggio di tipo tradizionaleNel 1990 è stato allestito un sistemadi misura per tenere sotto controllo levistose deformazioni della volta di co -pertura del Palazzo e i percettibili fuo -ri-piombo delle pareti perimetrali. Lemi sure sono state acquisite in modocon tinuo per un periodo complessivodi undici anni, fino al 2001.Cavi di 2,0 mm di diametro, di mate-riale diverso, acciaio e invar, sonosta ti accoppiati e ciascuna coppia èstata tirata, e mantenuta in tensione,tra punti simmetrici di un arco princi-pale, su tre livelli diversi, congiungen-do i punti A1-B1, A2-B2, A3-B3, visi-

bili in Fig. 2, ripetendo l’operazionesu quattro dei sette archi principali.La deformazione dei cavi tirati èstata costantemente misurata e depu-rata dalle deformazioni giornaliere e

stagionali. Da questo lungo periododi monitoraggio è emerso che lacopertura si deforma di circa1 mm/anno [4].

IL SISTEMA DI MONITORAGGIO PROPOSTO

Struttura del sistemaI muoni che attraversano il Palazzodella Loggia sono circa 210.000 muoni/s e corrispondono a circa10.000 muoni/(m2·min).Il componente su cui si basa il sistemadi monitoraggio proposto è un rivela-tore di particelle costituito da due stra-ti di fibre scintillanti di sezione qua-drata di lato 3 mm e lunghezza 360 mm.In ciascuno strato le fibre scintillantisono affiancate una all’altra e, nel ri -velatore, fibre di strati diversi sonoortogonali fra loro, come mostrato inFig. 3a, in modo da ottenere una geo-

Figura 2 – Posizionamento del telescopio (T) di rivelazione e dei rivelatori bersaglio (B1, B2, B3) sul Palazzo della Loggia. Sono visibili anche i punti A1, A2 e A3,

simmetrici dei rispettivi Bi

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deciso di utilizzare la deviazione stan-dard delle distribuzioni come stimadell’incertezza del sistema u, doveu = RMSdistr/√N, RMSdistr è la devia-zione standard dell’intera popolazio-ne e N è il numero di muoni che attra-versano il bersaglio e il telescopio.L’incertezza complessiva del sistemadi misura dipende (i) dalla geometriadel sistema, ovvero dall’angolo solidoche il telescopio di rivelazione copree che determina la numerosità dellapopolazione, in un certo tempo, (ii)dai materiali interposti, (iii) dalladurata delle acquisizioni.

Simulazioni Monte CarloPerché il sistema proposto sia idoneoal monitoraggio di un edificio storicocome il Palazzo della Loggia le sueprestazioni devono essere almenoequivalenti a quelle diun sistema tradizionalecome quello preceden-temente presentato. Inparticolare, deve esse-re in grado di ricono-scere uno spostamentodi 1 mm/anno e didistinguere tra sposta-menti sistematici e spo-stamenti ciclici, giorna-lieri o stagionali, chepossono raggiungere i4 mm di differenza traestate e inverno.Per valutare le prestazioni del siste-ma di monitoraggio proposto sonostate eseguite simulazioni MonteCarlo sfruttando il software Geant4,in grado di gestire le interazioni delleparticelle con la materia. Il softwarericeve in ingresso le seguenti informa-zioni: (i) la geometria del Palazzo

della Loggia, così comerappresentata in Fig. 2;(ii) le dimensioni deirivelatori; (iii) la loroposizione reciproca equella rispetto alla geo-metria del palazzo: inparticolare, T in Fig. 2si trova 3,0 m sotto lasoletta della copertura,B1, B2 e B3 si trovanocirca a 3,5 m, 7,5 m e13 m, rispettivamente,

da T; (iv) la larghezza delle fibre scin-tillanti, pari a 3 mm, che rappresentala risoluzione spaziale minima delrivelatore; (v) la distribuzione spettra-le e quella angolare con cui arrivanoi muoni cosmici alla superficie terre-stre; (vi) i materiali coinvolti, ovveroquelli di cui sono costituiti i rivelatori equelli che compongono le strutturelignee e murarie che s’interpongonofra bersaglio e telescopio.In Fig. 4a e 4b sono mostrate le di -stribuzioni in uscita dal Monte Carlo,per una simulazione equivalente a15 giorni di acquisizione e cheriguardano rispettivamente i punti B1e B3. Confrontando questi due grafi-ci emerge come, a parità di tempo diosservazione, la geometria influenzifortemente la dispersione delle distri-buzioni.

PRESTAZIONI DEL SISTEMA DI MONITORAGGIO

L’andamento dell’incertezza del sistemain funzione del tempo è fondamentaleper comprendere se il sistema propostoè competitivo rispetto ai sistemi tradizio-nali, almeno per quanto riguarda le pre-stazioni metrologiche. Tale andamentoè mostrato in Fig. 5, da cui emergecome uno spostamento di 1 mm siafacilmente rivelabile in un tempo massi-mo di 9 giorni se si sta monitorando ilpunto B3. Uno spostamento di 2 mm,semiampiezza di uno spostamento sta-gionale, è rilevabile, nel caso più sfavo-revole, in circa 3 giorni. I requisiti mini-mi che il sistema deve avere, almenodal punto di vista metrologico, risultanoquindi ampiamente rispettati, e sono giàstate studiate soluzioni che permettono

metria planare che permetta di legge-re le coordinate XY del punto in cui ilmuone intercetta il rivelatore.Ciascuna fibra scintillante viene poiletta da un fotomoltiplicatore al silicioe le dimensioni complessive di cia-scun rivelatore sono quelle di un qua-drato di lato 400 mm.Tre di questi rivelatori sono stati alli-neati verticalmente e posti fra loro auna distanza fissa di 500 mm inmodo da realizzare un telescopio dirivelazione (T), mostrato in Fig. 3b,rispetto al quale vengono misurati glispostamenti. T va posizionato in mo -do che fornisca un sistema di riferi-mento fisso. Un ulteriore rivelatore,definito bersaglio, è posizionato neipunti di cui si vuole determinare lospostamento, che in Fig. 2 sono iden-tificati come B1, B2 e B3.In questa prima versione del sistemavengono utilizzati per il monitoraggiosolo i muoni che attraversano unasola volta il bersaglio e tutti e tre i rive-latori del telescopio. I tre punti acqui-siti dal telescopio vengono interpolatiai minimi quadrati in modo da ottene-re una retta che viene prolungata finoal bersaglio. Le differenze �x e �y frale coordinate rivelate dal bersaglio alpassaggio del muone e quelle delpunto ottenuto sul bersaglio prolun-gando la retta interpolante sono duevariabili casuali: il valore della mediadella distribuzione è la quantità chepuò fornire informazioni relative allospostamento del bersaglio rispetto a T.L’incertezza di misura del sistema rive-ste quindi un ruolo fondamentale perdeterminare se le medie di due distri-buzioni successive nel tempo sianosignificativamente diverse tra loro.In questa prima fase di studio si è

Figura 3 – (a) Disposizionedelle fibre scintillanti in ciascun rivelatore del sistema di misura;

(b) Telescopio di rivelazione

Figura 4 – Distribuzione della variabile casuale �x in uscita dallesimulazioni Monte Carlo corrispondenti a un periodo di acquisizione

di 15 giorni se il bersaglio è posizionato in (a) B1, (b) B2

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Ileana Bodini è asse-gnista di ricerca presso ilDipartimento di Ingegne-ria dell’Informazione del-l’Università di Brescia. Sioccupa di visione, dia-

gnostica per mezzo di misure di vibra-zione, allestimento e gestione di siste-mi di misura in ambienti debolmentecontrollati e analisi e interpretazionedei dati.

di migliorare almeno di un fattore cin-que la stima dell’incertezza [5, 6].

RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI

[1] Beringer J. et al. (Particle DataGroup), “The Re view of Particle Physics”,

Phys. Rev. D, 2012,vol. 86[2] Riggi S, “Muontomography ima-ging algorithmsfor nuclear threatdetection insidelarge volume con-tainers with theMuon Portal detec-tor”, Nucl. Instrum.Meth A, 2013,vol. 728, pagg.59-68[3] Gilboy W B etal., “Industrial

radiography with cosmic-ray muons: Aprogress report”, Nucl. Instrum. MethA, 2007, vol. 580, pagg. 785-787[4] Bellini A et al., “Il palazzo dellaLoggia di Brescia – Indagini e proget-ti per la conservazione”, 2000,Starrylink editrice, Brescia

[5] Bodini I et al., “Cosmic ray detec-tion based measurement systems: apreliminary study”, Meas. Sci. Tech-nol., 2007, vol. 18, pagg. 3537-3546[6] Zenoni A et al., “Historical buil-ding stability monitoring by means ofa cosmic ray tracking system”,arXiv:1403.1709, 2014

Figura 5 – Andamento dell’incertezza del sistema di monitoraggioin funzione del tempo

andrea.cataldo@unisalento.it* Dip. Ingegneria dell’InnovazioneUniversità del Salento - Lecce** Dip. Ingegneria Elettrica e dell’Informazione - Politecnico di Bari*** Dip. Ingegneria dell’Informazione,Elettronica e Telecomunicazioni -Università di Roma “La Sapienza”

Memoria presentata al Convegno dell’Associazione GMEEGruppo Misure Elettriche ed ElettronicheAncona, 11-13/09/2014

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MISURE PER L’AMBIENTE E IL COSTRUITOAndrea Cataldo *, Egidio De Benedetto *, Giuseppe Cannazza **, Nicola Giaquinto **, Emanuele Piuzzi ***

attraverso la tecnica della riflettometria nel dominio del tempoGLI

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Health monitoring in materiali edili con elementi sensibili embedded a basso costo

HEALTH MONITORING OF BUILDING MATERIALS AND STRUCTURESTHROUGH PASSIVE, DIFFUSED, EMBEDDED SENSING ELEMENTSA time-domain reflectometry (TDR)-based system for monitoring moisturecontent in building structures and materials is presented. This systememploys simple, low-cost, flexible bi-wires, which act as “distributed” sen-sing elements (SE’s), which are embedded permanently inside the structure.The SE’s can be used both for monitoring the hydration process of the freshmixture and, successively, for monitoring water infiltrations or moisturevariations of the structure.

RIASSUNTOQuesto lavoro riguarda la validazione sperimentale di un sistema di misu-ra basato sulla riflettometria nel dominio del tempo (TDR) per il monitorag-gio del contenuto d’acqua in strutture e materiali edili. Il sistema presentatoimpiega semplici elementi sensibili (ES) “distribuiti” e flessibili. Tali ES ven-gono integrati nella struttura da monitorare e possono essere utilizzati permonitorare sia l’idratazione della miscela fresca, sia le variazioni di umidi-tà della struttura in esercizio.

ESIGENZE DI MONITORAGGIO DELL’UMIDITÀ NELLE STRUTTURE EDILI

È noto che la presenza di umiditànelle strutture murarie può provocareseri danni di natura strutturale (provo-cando ad esempio la corrosione pre-matura delle barre d’acciaio dellearmature), oltre a essere causa dieffetti negativi igienico-sanitari e dicarattere estetico. Pertanto, è fonda-mentale monitorare costantemente ilcontenuto di umidità o la variazionenel tempo del contenuto d’acqua nellestrutture murarie. Molte delle soluzionipresenti allo stato dell’arte si basanosu sensori puntuali inseriti nella struttu-ra da monitorare. In questo caso,quindi, è necessario inserire nellastruttura una moltitudine di sensori e,come diretta conseguenza, risulta dif-ficile ottenere una buona risoluzionespaziale del profilo di umidità [1].Inoltre, i sensori tradizionali sono perlo più attivi, ovvero richiedono la pre-senza di batterie on-board per il fun-zionamento (eccetto per alcuni siste-mi, di recente sperimentazione, che

permettono la ricarica wireless) e pro-cedure di calibrazione talvolta labo-riose, nonché scarsa integrabilità consistemi di telegestione.Partendo da queste considerazioni, lapresente attività di ricerca riguardal’implementazione di un sistema dimonitoraggio dello stato di salute,associato al contenuto d’acqua resi-duo, in strutture edilizie basato sullariflettometria nel dominio del tempo(time domain reflectometry, TDR). Talesistema prevede che, già in fase diposa in opera della struttura, gli ele-menti sensibili (ES) bifilari a bassissimocosto (simile a quelli impiegati in [2-4]per la localizzazione di perdite in con-dotte idriche interrate) vengano inglo-bati all’interno della struttura. Unsegnale elettromagnetico (EM) vienequindi fatto propagare in tali ES e, dal-l’analisi dei segnali riflessi, è possibilesia monitorare nel tempo l’avanzamen-to dello stato d’indurimento di calce-struzzi, sia effettuare controlli ex-postfinalizzati alla localizzazione di profilidi contenuto di acqua residui e/o ineccesso, quali infiltrazioni, o altre con-dizioni associabili a effetti di degrado.

Una volta installati, gli ES rimangonopermanentemente inseriti nella strutturae possono essere “interrogati” quandosi ha necessità di acquisire il profiloriflettometrico diffuso. Trattandosi di ESpassivi, essi non richiedono la presen-za di batterie. L’implementazione sularga scala di tale metodologia portaal concetto di allestimento di vere eproprie “reti di elementi sensibili”.

SISTEMA PER IL CONTROLLO EX-ANTE DELLE STRUTTURE EDILI:MONITORAGGIO DEL PROCESSOD’IDRATAZIONE DEL CEMENTO

Di seguito si riportano i risultati otte-nuti nella validazione preliminare delsistema eseguita su un campione dimalta cementizia realizzato con rap-porto pari a 2:6:1 (cemento/sab-bia/acqua) e di dimensioni pari a45,0 x 8,6 x 3,0 cm3. La Fig. 1mostra la preparazione del campionee la disposizione dell’ES. Le lettere Bed E indicano, rispettivamente, l’inizioe la fine dell’ES. L’ES consiste di duefili di rame paralleli (sezione trasver-sale del singolo filo pari a circa1 mm2), inglobati e separati l’un dal-l’altro da una guaina in PVC.

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Lo strumento TDR utilizzato per le misure è l’HyperlabsHL1500: è un’unità riflettometrica portatile, adatta adapplicazioni in situ, che genera un segnale in tensione agradino di ampiezza pari a 250 mV e con un tempo disalita pari a circa 200 ps.Il processo d’idratazione del campione è stato monitoratoper 29 giorni acquisendo, nei diversi giorni, il corrispon-dente riflettogramma TDR (Fig. 2). Com’è noto, un rifletto-gramma riporta l’andamento del coefficiente di riflessione(ρ) in funzione della distanza apparente dapp percorsa dalsegnale EM che si propaga attraverso l’ES. Nelle misureTDR, la quantità ρ è definita come il rapporto tra l’am-piezza del segnale in tensione riflesso e l’ampiezza delsegnale incidente. Dalla Fig. 2 si può notare che, al pro-cedere del processo d’idratazione, l’ascissa corrisponden-te al punto di fine dell’ES diminuisce (spostandosi da

a ). Questo effetto è dovuto al fatto che

dapp è funzione della costante dielettrica efficace delmezzo di propagazione ), secondo la seguente for-mula [5]:

Pertanto, poiché l’acqua ha permettività dielettrica relativapari a circa 78 mentre la permettività del cemento e dell’i-nerte è tipicamente dell’ordine di 3-4, man mano che l’ac-qua reagisce (e, in parte, evapora) il valore di della

miscela diminuisce. La Fig. 3 mostra l’andamento di

nel tempo.

SISTEMA PER IL CONTROLLO EX-POSTDELLE STRUTTURE EDILI: MONITORAGGIO DELL’UMIDITÀ DI RISALITA

Per verificare la possibilità d’impiegare il sistema di mi su raproposto an che per il monitoraggio ex-post delle strutture,è stato realizzato il seguente esperimento. Una volta tra-scorsi 29 giorni, il campione è stato posizionato a contat-to con terreno umido, in modo da favorire il fenomeno

dE finaleapp

−dE inizialeapp

−

εeff

εeffappd d≈ ( / )2

ε eff

ε eff

Figura 1 – Fase di preparazione del campione (sopra); campione estratto dalla cassaforma

dopo 29 giorni (sotto)

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GLIALTRI TEMI

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della risalita. Nello specifico, il campio-ne è stato posizionato in modo tale chel’ES risultasse perpendicolare al pianodi appoggio: il campione è stato man-tenuto in questa configurazione per15’. La Fig. 4 mostra il confronto trariflettogramma acquisito prima e dopola risalita di acqua: si può notare chec’è stato un allungamento della lun-ghezza apparente totale dell’ES. L’immagine in basso di Fig. 4 mostrail confronto tra le derivate prime deiriflettogrammi, in cui, com’è noto,viene enfatizzato (come picco) ilpunto che nel riflettogramma corri-

sponde alla fine dell’ES (punto E).Per confronto, la Fig. 5 mostra l’im-magine ottenuta tramite una termoca-mera del campione, prima e dopo larisalita di acqua.

NOTE APPLICATIVE DEL SISTEMA PRESENTATO

I risultati preliminari fin qui presentatipossono avere interessanti ricaduteapplicative per applicazioni di monito-raggio in strutture edilizie. Ad esempio,in un edificio in cui siano stati installatipiù ES passivi, le connessioni tra i ter-minali degli ES e lo strumento possonoessere ricavate attraverso derivazioni eprese da pannello (similmente agliimpianti elettrici). In questo modo,quando si volesse eseguire una misuradi controllo sulla struttura, basterebbecollegare lo strumento ai singoli connet-tori ed effettuare il controllo, avendo adisposizione la topologia preliminaredella “rete” di ES (stabilita, ad esempio,in fase di progetto). Inoltre, è opportunoprecisare che il sistema descritto potreb-be anche essere impiegato anche perfini di health monitoring delle strutture.Infatti è noto che, correlando opportu-namente i profili TDR rivelati allo statoeffettivo del fenomeno sotto osservazio-ne (cioè calibrazione del sistema), latecnica TDR può essere impiegataanche per individuare la presenza dicricche ed eventuali altri fenomeni didegrado con possibilità di localizzazio-ne spaziale del tratto interessato dallospecifico fenomeno.

RICONOSCIMENTI

This work was carried out within theTechnology Transfer Programme “AnInnovative Diffused Monitoring of Moi-sture and Health in Building Structures”,

and has received funding from the Euro-pean Union 7th Framework Programmefor research, technological develop-ment and demonstration under theTETRACOM grant agreement no.609491.Figura 2 – Evoluzione temporale del riflettogramma

al procedere dell’idratazione del campione

Figura 3 – Evoluzione temporale del valore

di al procedere dell’idratazione ε eff

Figura 4 – Confronti tra i riflettogrammi acquisiti prima e dopo l’infiltrazione di acqua (in alto) e tra le rispettive derivate prime (in basso)

Figura 5 – Immagini all’infrarosso del campione prima (a sinistra)

e dopo (a destra) la risalita di acqua

RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI

1. A. Cataldo, G. Cannazza, E. DeBenedetto, N. Giaquinto, “A TDR-based system for the localization ofleaks in newly installed, undergroundpipes made of any material,” Measure-ment Science and Technology, vol. 23,no. 10, 2012, p. 105010.2. A. Cataldo, E. De Benedetto,“Broadband reflectometry for diagno-stics and monitoring applications,” IEEESensors Journal, vol. 11, no. 2, pp.451-459, 2011.3. A. Cataldo, G. Cannazza, E. DeBenedetto, N. Giaquinto, “Riflettome-tria a microonde per l’individuazione diperdite in condotte idriche interrate”,Tutto_Misure vol. XIV no. 2, pp. 121-124 (2012).4. A. Cataldo, G. Cannazza, E. DeBenedetto, N. Giaquinto, M. Miraglia,S. Ancora, “S.I.M.P.Le.: il nuovo siste-ma a microonde per la ricerca di per-dite in condotte idriche e fognarie”.Tutto_Misure Vol. XV no. 3, pp. 207-210 (2013).5. A. Cataldo, E. De Benedetto, G.Cannazza, “Hydration monitoringand moisture control of cement-basedsamples through embedded wire-likesensing elements”, IEEE Sensors Jour-nal, in stampa, DOI: 10.1109/JSEN.2014.2360712.

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GLIALTRI TEMI

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Andrea Cataldo è Ricercatore Confermatonel settore delle Misure Elettriche ed Elettroni-che presso il Dipartimento di Ingegneria del-l’Innovazione dell’Università del Salento. Lesue principali attività di ricerca riguardano lemisure riflettometriche a microonde, la caratte-

rizzazione dielettrica di materiali, e lo sviluppo di sistemi perla diagnostica e il monitoraggio.

Egidio De Benedetto si è laureato in Inge-gneria dei Materiali, ed è Dottore di Ricerca inIngegneria dell’Informazione. Attualmente èassegnista di ricerca presso il Dipartimento diIngegneria dell’Innovazione dell’Università delSalento.

Giuseppe Cannazza si è laureato in Fisicapresso l’Università del Salento. Attualmente èassegnista di ricerca presso il Dipartimento diIngegneria dell’Innovazione dell’Università delSalento.

Nicola Giaquinto è Professore Associato diMisure Elettriche ed Elettroniche presso ilDipartimento di Ingegneria Elettrica e dell’In-formazione del Politecnico di Bari. I suoi prin-cipali interessi di ricerca riguardano l’elabo-razione numerica dei segnali per le misure e

la sensoristica, i modelli matematici per le misure e le pro-blematiche teoriche relative alla definizione e alla valutazio-ne dell’incertezza di misura.

Emanuele Piuzzi è ricercatore confermatodi Misure Elettriche ed Elettroniche presso ilDipartimento di Ingegneria dell’Informazione,Elettronica e Telecomunicazioni dell’UniversitàSapienza di Roma. I suoi principali interessi diricerca riguardano le misure di permettività

complessa, la strumentazione biomedica e la valutazionedell’esposizione ai campi elettromagnetici.

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Politecnico di Barigiuseppe.dinardo@poliba.itlaura.fabbiano@poliba.itgaetano.vacca@poliba.it

Memoria presentata al Convegno del GruppoMisure Meccaniche e Termiche (MMT)Ancona, 11-13/09/2014

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MISURE DI FLUIDIGiuseppe Dinardo, Laura Fabbiano, Gaetano Vacca

Una nuova e più semplice procedura per la sua misuraGLI

ALTRITEMI

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Portata volumetrica di condotte a sezione quadrata

A NEW PROCEDURE FOR A RAPID ESTIMATION OF THE FLOW RATE IN SQUARE CROSS SECTION DUCTSFocus of the present work is the evaluation of the fluid flow rate in a pipe ofsquared cross section through the direct measurement of the mean velocity ata fixed location of the section. The method simplifies and improves the proce-dure suggested by the technical standard EN 12599. Here it is shown that theproposed methodology allows the estimation of the flow rate with higher accu-racy than the normed one does, estimating errors smaller than those acceptedin common practice.

RIASSUNTOObiettivo del lavoro è la proposta di una procedura semplificata per la valu-tazione della portata volumetrica di un fluido che scorre in una condotta asezione quadrata. Questa si basa sulla misura diretta, effettuata in un puntostabilito della sezione della condotta, della velocità media del fluido. Dati spe-rimentali mostrano che il metodo proposto, oltre a semplificare notevolmente laprocedura di misura suggerita dalla norma EN 12599, permette la stima dellaportata con minore incertezza.

INTRODUZIONE

Risalire alla portata volumetrica attra-verso la misura della velocità media delfluido, nel caso generale di condottacircolare e flusso turbolento (il più comu-nemente riscontrabile in ambito indu-striale), è un’operazione facile, veloce esostanzialmente precisa [1]: è infatti suf-ficiente, analogamente a quanto avvie-ne ad esempio nel caso di misure contubo di Preston, misurare la velocità delfluido in un determinato punto dellasezione. Si può in dettaglio dimostraresperimentalmente che misurare la velo-cità del fluido (per esempio attraverso iltubo di Pitot o un opportuno anemome-tro) a una distanza dall’asse della con-dotta pari a circa 3/4 del raggio dellastessa, equivale a misurare la velocitàmedia del fluido [2]. Questo approccioriduce di molto il tempo necessario allamisurazione richiedendo solo un unicopassaggio attraverso cui introdurre lo stru-mento, e da richiudere eventualmentedopo aver effettuato le misure necessarie.In questo lavoro, le considerazioni vali-de per le condotte a sezione circolare

vengono estese a quelle a sezione qua-drata, caratterizzando metrologica-mente la procedura di misurazioneproposta e presentando i risultati cosìot tenuti. In particolare la portata volu-metrica è valutata in accordo a quantoprescritto dalla normativa UNI EN12599 [3] eseguendo misure di veloci-tà all’interno di una piccola galleria delvento con anemometro laser doppler(LDA). I risultati ottenuti portano a unarelazione empirica parametrica chepermette di individuare il punto internoalla sezione della condotta dove ese -guire le misure di velocità media.

CONFRONTO TRA LA PROCEDURADI MISURA PRESCRITTA DALLANORMA UNI EN 12599-2012E IL METODO PROPOSTO

Valutazione della portata in condotte a sezione circolareLa norma prescrive che il profilo di velo-cità venga determinato almeno su duediametri tra loro perpendicolari; secon-do prescrizione, i punti di misura devo-

no essere scelti in maniera tale che aogni misura corrisponda una coronacircolare di uguale area. Misurato ilprofilo di velocità, si potrà calcolarela velocità media e da questa risalirealla portata. È evidente che un mag-gior nu mero di punti di misura garan-tisce una stima della portata più accu-rata. La procedura di misura di velo-cità media, invece, prevede la misuradella velocità in un unico e ben defi-nito punto della sezione, che si trovaa una distanza pa ri a circa 3/4 delraggio dall’asse della condotta.Per flussi laminari e profilo completa-mente sviluppato, la velocità media delflusso è data da:

(1)

dove R è il raggio della condotta e

(2)

Questa semplice equazione perde lasua validità per flussi turbolenti, per iquali è possibile risalire alla velocitàpuntuale del flusso attraverso laseguente formula empirica:

(3)

in cui il numero n è legato al numero diReynolds così come riportato in [2].Integrando quest’ultima equazione otte-niamo la velocità media in funzione

VVR

rR

drVR= −

=∫0

2

20

0 2 12π

π

V pR

l0

214

= ∆µ

VV

rR

n

0

1

1= −

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(7)

in cui x è la distanza del genericopunto dall’asse della condotta.

VERIFICA SPERIMENTALE DEL MODELLO PROPOSTO

Per verificare la correttezza del mo -dello proposto, che prevede la misuradella velocità media a una distanzadall’asse della condotta pari a circa3/4 del raggio equivalente, i test spe-rimentali sono stati condotti in una pic-cola galleria del vento che consiste inun circuito aperto all’interno del qualela velocità massima dell’aria misuratalungo l’asse della galleria è di 32m/s, ottenuta attraverso un ventilatoreaspirante.

V xV

xReq c

n( )

_0

1

1= −

portata volumetrica, suggerisce di divi-dere la sezione quadrata in i elementidi equivalente area Si. In questo modola velocità media è calcolabile come lamedia aritmetica delle velocità puntualimisurate al centro della sotto area Si.Con l’obiettivo di poter risalire al valoredi portata fluida effettuando una solamisura di velocità, gli autori introduco-no il concetto di raggio equivalente,ovvero il raggio della sezione circolareattraverso la quale fluisce la stessa por-tata volumetrica che scorre nella tuba-zione a sezione quadrata:

(6)

in cui l è la dimensione del lato dellacondotta.Ciò permette di estendere il metodo dimisura della velocità media per unacondotta a sezione circolare al casodi condotte a sezione quadrata:

R l l

eq c_ = ≅2

2π

della velocità misurata al centro del-l’asse della condotta:

(4)

o anche l’espressione della velocitàmedia come funzione della velocitàpuntuale V(r):

(5)

Dati sperimentali dimostrano che auna distanza dall’asse r = 0,758 R, lavelocità puntuale V(r) coincide con ilvalore di velocità media del flusso.

Valutazione della portata in condotte a sezione quadrataNell’allegato D dello standard tecnicoEN 12599-2012 si analizza il caso dicondotte a sezione quadrata: la proce-dura descritta per la misura della velo-cità media, dalla quale risalire poi alla

VV

nn n0

221 2 1

=+ +( )( )

V rV

n nn

rR

n( ) ( )( )= + + −

1 2 12

12

1

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GLIALTRI TEMI

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; 2014 GLI

ALTRI TEMI�

Il condotto convergente di accelerazio-ne della corrente, lungo 1,125 m, haun rapporto di contrazione di 4:1, men-tre il volume di prova ha una lunghez-za di 0,600 m e una sezione trasver-sale quadrata con lato di 0,153 m. Lepareti del volume di prova sono in ple-xiglass, a eccezione di quella dedicataall’accesso ottico dello strumento laserche è costruita in vetro al fine di limita-re i fenomeni di diffrazione del raggioluminoso. Il diffusore, lungo 1,200 m,ha una sezione d’ingresso quadrata euna sezione di uscita circolare(φ = 0,355 m). All’uscita del diffusore èinserita la ventola assiale azionata daun motore asincrono trifase la cui velo-cità di rotazione è controllata da uninverter. La sezione di prova è posta auna distanza di 0,400 m dall’uscita delconvergente, come rappresentato sche-maticamente in Fig. 1.Il profilo di velocità della corrente flui-da è ottenuto con l’anemometro laserdoppler (LDA) 2D della Dantec Dyna-mics 0; la sonda laser è montata su unsistema di movimentazione meccani-ca, sia orizzontale che verticale, conpasso 4,5 ± 0,1 mm.

Procedura di misuraI punti di misura all’interno della sezio-ne di prova, come illustrato in Fig. 2,sono scelti in accordo con quanto pre-scritto dalla normativa in vigore per le

condotte a sezione circolare. Il percor-so seguito dalla sonda laser è indicatoin Fig. 3.Le misure di velocità, effettuate per tredifferenti portate, sono state ripetute percinque volte in ogni punto. Ogni seriedi misure è stata eseguita dopo circa60 minuti dalla serie precedente. I pro-fili di velocità medi sono stati ottenuti

mediando le misure di velocità puntualisui quattro assi di riferimento (i due assiprincipali e le due diagonali) dellasezione della condotta.

Confronto tra il profilo di veloci-tà teorico e quello sperimentaleI profili teorici di velocità sono ricavatidall’Eq. (7), dove il parametro empiri-co n è stato determinato dalla regres-sione logaritmica dei dati sperimentali.A titolo di esempio si riporta il confron-to tra i profili medi di velocità teorico e

sperimentale per la velocità dirotazione a 25 Hz, Fig. 4, e ilconfronto tra i valori teorico esperimentale della velocitàmedia, Tab 1.Per ogni portata testata la veloci-tà media sperimentale è ottenutasemplicemente da:

dove Vi è la i-esima velocitàmedia pesata dei valori di velo-cità puntuale ottenuti dalle rileva-zioni laser. Dal modello empiricosi ricava che, per tutte le portate

testate, la velocità media è posizionata,con un’incertezza inferiore al 3%, auna distanza dell’asse di circa 0,776 •l/2 (o 0,776 • Req,c).

VALUTAZIONE SEMPLIFICATA E PRECISA DELLA PORTATA FLUIDA

L’obiettivo del lavoro è stato quel-lo di mettere a punto una proce-dura sperimentale basata su unmodello empirico, che porti alladeterminazione della portata flui-da in condotte a sezione qua-drata attraverso un’unica misuradella velocità di flusso. Le rileva-zioni sperimentali hanno permes-so di verificare che anche persezioni quadrate è possibile mi -surare la velocità media nellasezione di prova in un ben defi-nito punto distante dall’asse dellacondotta di 0,776 • l/2. L’incer-tezza relativa alla velocità mediaricavata dal modello teorico,

rispetto alla velocità media sperimenta-le è risultata inferiore al 3%.

RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI

1. Baker, R. C., “Flow MeasurementHandbook: Industrial Designs, Opera-ting Principles, Performance, andApplications”. Cambridge UniversityPress. 2005.2. Baker, R. C. “An IntroductoryGuide to Industrial Flow. Mechanical

V Vmean i

i. ,exp =

=∑1

25 1

25

Figura 1 – Sezione di prova della galleria

Figura 2 – Punti di misura nella sezione di prova

Figura 3 – Percorso seguito dalla sonda LDA all’interno della sezione di prova

Figura 4 – Confronto tra il profilo di velocità medio teorico e quello medio sperimentale relativo alla frequenza di rotazione del ventilatore di 25 Hz

Gaetano Vacca è pro-fessore Ordinario di Mi -sur e Meccaniche e Termi-che presso il Dipartimen-to di Meccanica, M ate -ma tica e Management

del Politecnico di Bari. La sua attività diricerca è attuamente incentrata sulleapplicazioni delle tecnologie laser allemisure fluidodinamiche e alle vibrazionimeccaniche; altri suoi interessi sono nelcampo delle misure biometriche e dellavalutazione dell’incertezza di misura.

Laura Fabbiano è bor-sista post-doc di MisureMec caniche e Termichepresso il Dipartimento diMeccanica, Matematicae Management del Po li -

tecnico di Bari. I suoi interessi di ricercasono nel campo delle misure fluidodina-miche e delle vi brazioni meccanicheottenute utilizzando le tecnologie laser;altri suoi interessi ri guar dano la valuta-zione dell’incertezza di mi su ra e le mi -sure biometriche.

Giuseppe Dinardo èborsista post-doc di Misu-re Meccaniche e Termi-che presso il Dipartimen-to di Meccanica, Mate-matica e Management

del Politecnico di Bari. Interessi scientifi-ci: tecnologie laser per misure di veloci-tà, portata fluida, vibrazioni, processa-mento di segnali, sensori a fibra ottica.

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GLIALTRI TEMI

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Tabella 1 – Confronto tra il profilo di velocità medio teorico e quello medio sperimentale alle diverse portate sperimentate

Vmean,th [m/s] Vmean,exp [m/s] ⏐ΔV⏐ ⏐ΔV%⏐

10 Hz 5,07 4,95 0,12 2,42

25 Hz 15,05 14,73 0,32 2,17

40 Hz 24,65 24,24 0,41 1,69

Engineering” Publications Limited,London. 1996.3. Ventilation for buildings - Test proce-dures and measurement methods tohand over air conditioning and ventila-tion systems.” [Online]. Available:http://store.uni.com/magento-1.4.0.1/index.php/uni-en-12599-2012.html. [Accessed:10 ottobre 2014]4. www.dantecdynamics.com/flowlite-lda-systems [Accessed:10 ottobre 2014]

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La pagina di Accredia

A cura di Rosalba Mugno e Francesca Nizzero

Notizie dall’Ente di accreditamentoLA

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DIACCREDIA

�

THE PAGE OF ACCREDIAThe National Accreditation Organisation is nowpart of the staff of Tutto_Misure, as a permanentstrategic partner, ensuring a high added-value con-tribution to the quality of the Magazine, in the con-text of the measurement and testing sector, for thebenefit of the industry.

RIASSUNTOL’Ente unico di accreditamento nazionale ha unruolo attivo nella squadra di “TUTTO_MISURE”,

garantendo valore aggiunto a livello contenutistico per quanto riguardal’ambito delle misure e delle prove.

È STATA INAUGURATALA NUOVA STRUTTURA DEL DIPARTIMENTO LABORATORIDI TARATURA DI ACCREDIA

I nuovi uffici del Dipartimento Taraturadi Accredia (Torino, presso l’I.N.Ri.M.)sono stati ufficialmente inaugurati il28 ottobre scorso. Lasciamo il reso-conto della giornata (pubblicato apag. 11, come Tema di questonumero) a chi con più autorevolezzae minor coinvolgimento delle sotto-scritte ha vissuto questa importanteoccasione. Una cosa però ci per-mettiamo di scriverla: auguri allastruttura e alle persone che la costi-tuiscono. Auguri alla segreteria, SariPienihäkkinen e Daniela Rossanino;ai funzionari tecnici Federico Ma -rengo, Paola Pedone, Giulia Surianie Maria Pia Toni; al collaboratorefisso Diego Orgiazzi e ai tecniciAnnalisa Abbascià e Nello Palom-ba.

CORSO ANNUALE DI AGGIORNAMENTO DEGLI ISPETTORI ACCREDIA-DT

Il 29 ottobre u.s. il Dipartimento hatenuto il corso annuale di aggiorna-

mento per gli ispettori qualificati perle valutazioni dei Laboratori di taratu-ra. Il corso ha registrato un’ottima par-tecipazione: ben 54 su 72 ispettori,oltre a ispettori in formazione edesperti. La giornata, organizzata all’inse-gna del continuo e reciproco scam-bio di esperienze e opinioni, si èconclusa con la definizione di unelenco di modifiche operative(modalità di verbalizzazione delleevidenze, gestione delle attività aseguito di valutazioni documentali,modifiche ai regolamenti legate allepratiche di rinnovo, definizionedelle tabelle di accreditamento) chesi concretizzeranno nell’anno incorso e in iniziative che partirannoa gennaio 2015. Come prassi per il Dipartimento, lacollaborazione degli ispettori è un ele-mento imprescindibile per assicurarel’alto livello del servizio offerto ai cen-tri, e questa è stata l’occasione peraverne la conferma. L’obiettivo, con-diviso alla fine della giornata, è quel-lo di perseguire una maggiore unifor-mità di valutazione in una situazionein cui il numero di ispettori sta veloce-mente crescendo e la presenza diesperti interni all’I.N.Ri.M. è pari aquella degli esterni.

RUOLO DEL DIPARTIMENTO INEA – EUROPEAN CO-OPERATIONFOR ACCREDITATION

Riunione del Comitato Labora-tori di EA (EA LC) a Londra(Windsor) di Mario Mosca – Direttore del Dipartimento Laboratori di TaraturaNella riunione che si è tenuta lo scor-so 10 e 11 settembre, presieduta dalcompianto Dott. Paolo Bianco allapresenza di circa 60 rappresentantidi Enti di Accreditamento e di alcuniimportanti stakeholder tra cui Eurolab,sono state approvate la guida EU -RACHEM sull’accreditamento deiLaboratori di microbiologia, la guidaper l’accreditamento dei Laboratorime dici in conformità alla norma ISO15189 e la guida EA-4/15 sull’accre -ditamento delle prove non distruttive.Si è discusso sull’accettazione di opi -nioni o interpretazioni nei certificati ditaratura e nei rapporti di prova. Laposizione di ACCREDIA è di preclu-derne la possibilità, mentre tra gli altriEnti e gli stakeholder si profila la ten-denza ad accettarli. L’EA LC ha deli-berato di emettere una guida cheammette la definizione di opinioni einterpretazioni a partire dalle misurefatte, purché espresse da personacompetente e con esperienza verifica-bile, e tali da non essere confuse conl’attività condotta da organismi diispezione o con la certificazione diprodotto.

Rosalba Mugno (Vice Direttore Dipartimento Tarature, Accredia, Torino)r.mugno@accredia.itFrancesca Nizzero (Ufficio Comunicazione, Accredia, Roma)f.nizzero@accredia.it

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Non da ultimo si è ampiamente di-scusso sul problema dell’estensionedell’accreditamento ai produttori dimateriali di riferimento.

Riunione del Working Groupdel Comitato Laboratori di EA LC WG ILC Cal a COPENHAGEN di PaolaPedone – Funzionario TecnicoLaboratori di taraturaIl WG organizza confronti interlabo-ratorio a cui gli organismi europei fir-matari di EA MLA devono far parteci-pare i propri Laboratori a garanziadell’adempimento dei requisiti previ-sti.Nella riunione che si è tenuta lo scor-so 10 e 11 settembre presieduta daMartin Czaske (DAKKS) in qualità diconvener ed Erik Bruun Lorentzen(DANAK) in qualità di co-convener edi segretario, alla presenza di circa25 delegati, è emersa la necessità diaggiornare il documento EA/2-14,nello specifico il flow chart che sche-matizza l’intero processo di organiz-zazione degli ILC. All’interno del WG e in relazione aciascun ILC sono stato individuati i sot-togruppi che si occupano di pre -parare e presentare al resto del WGl’ILC di propria competenza, gestire irapporti con i PT provider individuati,in particolare le offerte da porre invotazione, preparare gli inviti versoOrganismi di accreditamento. Il WGha deliberato che il PT Provider chefornirà l’ILC di umidità sia DanishTechnological Institute e ha definito ilpiano quinquennale. Durante la riu-nione sono state presentate due pro-poste di ILC, una per i blocchetti pian-paralleli corti presentata da PaolaPedone e la seconda per tempo e fre-quenza presentata da Adelina Leka.Entrambe le proposte sono stateaccolte.

MATERIALI DI RIFERIMENTO:COSA BOLLE IN PENTOLA

La situazione normativa La normazione sui materiali di riferi-mento è a cura di ISO REMCO, chenel 2012 ha emesso la risoluzione

ILAC Resolution GA 16.20 (2012): As ISO Guide 34:2009 includes nor-mative references to ISO/IEC 17025and ISO 15189, the General Assemblyresolves that accreditation of referencematerial producers is conducted inaccordance with ISO Guide 34:2009alone. This resolution rescinds ILACresolution 8.12. In addition ILACR6:07/2012 will be amended to reflectthis decision.A livello internazionale due regioni(APLAC – Asia Pacifico e IAAC –America) hanno stabilito i loro Accor-di Multilaterali (MLA/MRA) in confor-mità alla ILAC GA 16.20. ILAC stavalutando di estendere ILAC MRA alloscopo accreditamento dei Produttoridi Materiali di Riferimento (RMP).

La situazione europeaIn merito all’accreditamento di RMP,EA, che non ha ancora esteso l’EAMLA per questo scopo, sta studiandoil caso, e l’EA LC ha stabilito una TaskForce (TFG RMP & PTP) di cui MarioMosca è il convenor. A oggi, ACCRE-DIA-DT ha accreditato 4 RMP a parti-re dal 2005 (a suo tempo come SIT),di cui uno solamente come RMP, e sistanno preparando i Regolamenti(generali e tecnici) per questo scopoin conformità alla sola ISO Guide 34.Al momento i Regolamenti RG-13 eRT-25 coprono sia i requisiti contrat-tuali per i Laboratori di taratura, siaper i Produttori di Materiali di riferi-mento.

Problemi di compatibilità con ilRegolamento (CE) n. 765/2008Il Regolamento comunitario n. 765del 2008, all’art. 2, punto 10, stabili-sce che l’accreditamento viene atte-stato in conformità a norme armoniz-zate. Altri Regolamenti illustrano aquali requisiti debbano rispondere lenorme per essere inserite nell’elencodelle norme armonizzate. La ISOGuide 34, pur contenendo i requisitiper l’accreditamento di RMP, non ènorma, né norma armonizzata. In attesa delle decisioni degli organideliberanti di EA (EA EX e AssembleaGenerale EA) da sottoporre ai Comi-tati di ACCREDIA, il Dipartimento con-tinua a lavorare all’emissione dei

Regolamenti ACCREDIA necessari peroperare correttamente in questocampo.

ATTIVITÀ E PROSSIMI APPUNTAMENTI

Politica sulla riferibilità per il Dipartimento Laboratoridi taraturaCon questa politica, ACCREDIA rico-nosce che la principale fonte di riferi-bilità restano gli Istituti MetrologiciNazionali (NMI) operanti nel qua drodell’accordo CIPM-MRA nei limitidelle capacità metrologiche (CMC)internazionalmente accettate e pubbli-cate nel KCDB dal BIPM e i Laborato-ri di taratura accreditati da Enti diaccreditamento firmatari dell’AccordoEA-MLA o ILAC-MRA per lo scopo“taratura” (calibration) nel quadro enei limiti previsti dalle CMC pubblica-te da AB, ma non intende chiudere laporta agli NMI che rilasciano certifi-cati di taratura al di fuori dell’Accor-do CIPM-MRA e delle CMC pubblica-te nel KCDB del BIPM.In particolare, per questi ultimi AC -CREDIA elenca alcuni criteri che sipossono prendere in considerazione(l’elenco non è esaustivo né dirimen-te):– per la taratura in oggetto non esi-stono CMC pubblicate; – esistono NMI che potrebbero effet-tuare la taratura in conformità alleproprie CMC ma il trasporto del cam-pione viaggiatore comporta rischi ele-vati per la sua incolumità e per il man-tenimento delle sue caratteristichemetrologiche; – l’NMI che offre la taratura non ha laCMC pubblicata, ma la sta per otte-nere e può dimostrare di avere parte-cipato con successo a confronti chia-ve organizzati a questo scopo, negliultimi 3 anni;– l’NMI che offre la taratura non ha laCMC pubblicata per gli stessi para-metri metrologici oggetto della taratu-ra richiesta, ma per campi molto vici-ni e dichiara che la diversità dei para-metri interessati è ritenuta internazio-nalmente non significativa dal puntodi vista metrologico.

LA PAGINADI ACCREDIA

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Associazione dei LaboratoriItaliani di Taratura - A.L.A.T.I.

a cura di Massimo MortarinoLA

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DIA.L.A.T.I.

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A.L.A.T.I. - THE ASSOCIATION OF THE ITALIAN CALIBRATION LABORATORIESThis page is devoted to the discussion of associati-ve and technical aspects, the collection of contribu-tions from the Members of the Association, and theformulation of proposals in the framework of thecollaboration between the Association and theAccreditation Institution ACCREDIA.

RIASSUNTOQuesta rubrica è uno spazio permanente dedicato

all’Associazione per discutere temi, raccogliere contributi dagli associati,portare avanti proposte nell’ambito della collaborazione con l’Ente diAccreditamento ACCREDIA.

Cari Lettori,in occasione della tavola rotonda“Accreditamento e Taratura: strumentiper la competitività” svoltasi pressol’I.N.Ri.M. nel pomeriggio del 28 diottobre scorso, e la seguente inaugu-razione del Dipartimento di Taraturadi ACCREDIA (approfitto per fare imigliori auguri, sia personali che anome dell’Associazione agli amici delDipartimento Taratura di ACRREDIA),nella logica del contenimento dei costia cui tutti ormai siamo più che abitua-ti, si è tenuta, nella mattinata dellastessa giornata e sempre pressol’I.N.Ri.M., l’assemblea dei soci dellanostra associazione.Ovviamente oltre ai compiti istituzio-nali derivati dalla stessa (comunica-zione del Presidente, approvazionedel bilancio, rinnovo delle cariche,ecc.) che vi risparmio per ovvie ragio-ni, a mio modo di vedere abbiamoraggiunto degli importanti traguardidei quali vengo a parlarvi. Innanzi

tutto abbiamo posto in essere la riso-luzione di un vecchio peccato origi-nale presente nel nostro Statuto, cheim pediva ai Laboratori pubblici di as -sociarsi. Viste le richieste ricevute inproposito da importanti Laboratori diEnti pubblici, ci è sembrato logico eim portante aprire il nostro spazio a -nche alle istituzioni pubbliche spessodeterminanti con il loro lavoro nellavita di noi tutti. E per fare ciò abbiamo revisionato(pardon: modificato) il nostro Statuto,che è in fase di ratifica da parte delConsiglio Direttivo.Un’altra importante novità, che vanella logica del contenimento deicosti senza snaturare lo scopo dellanostra Associazione, è quella chepermetterà di poter tenere le assem-blee anche con l’ausilio di mezziinformatici quali videoconferenza oteleconferenza.Anche questo mi sembra un passoavanti significativo, considerato che i

nostri soci provengono da tutte leparti del territorio nazionale, ed ècosa non facile riuscire a coinvolgerlitutti in un unico posto fisico; come piùvolte ribadito anche in questa circo-stanza le rete e la tecnologia ci ven-gono in aiuto.A proposito di rete, A.L.A.T.I. confer-ma e rafforza la collaborazione con ilfo rum www.misurando.org dovealcuni soci hanno già dato la propriadisponibilità a rivestire il ruolo dimoderatore o di esperto all’internodella varie sezioni presenti nel forum.All’interno dello stesso è stata apertauna sezione dedicata interamente anoi e nella quale a breve i soci tuttiavranno la possibilità di accedere aun’area riservata che permetterà loscambio, oltre che dei documenti isti-tuzionali, anche delle informazioniinerenti la vita e le iniziative dell’As-sociazione.Ovviamente tutto quello che vi ho pro-posto fino ad adesso risulterà prope-deutico alla creazione, a breve, delsito web dell’Associazione che, purmantenendo una stretta sinergia conil forum, permetterà in più alle azien-de o laboratori soci di A.L.A.T.I. diavere una vetrina verso l’esterno contutta una serie di utility propedeuticheal proprio business; cosa che per ovvimotivi risulta preclusa a un forumcome “misurando” che è e deve rima-nere un terreno neutro e scevro daqualsiasi iniziativa di tipo commer-ciale.Nella logica della collaborazione conil forum e ritenendolo appunto un otti-mo strumento di condivisione, ènostra intenzione “restaurare” quelliche un volta erano i Gruppi di Lavorodei Sottocomitati Tecnici del SIT, spari-ti definitivamente dopo che il SIT èconfluito in ACCREDIA.È nostra intenzione dare a questi GLuna connotazione forse meno ufficialema decisamente più operativa, svilup-

Rubrica a cura di Paolo Giardina (garden67@gmail.com assoalati@gmail.com)

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pando meglio le sezioni già in essereall’interno del forum come sezionispecialistiche e nella maggior partedei casi di stampo prevalentementetecnico che, senza presunzione diesaustività potrebbero avere comeargomenti quelli sotto proposti:

• Sviluppo di Guide tecniche/nuovelinee guida;

• Metodi di taratura e loro validazio-ne;

• Discussioni su nuove Norme tecnichedi settore o nuove linee guida;

• Attività di taratura quotidiane ostraordinarie;

• Sviluppo di nuove metodologie ditaratura;

• Altri problemi tecnici inerenti i GL;

• Proporre attività future che necessi-tano di un confronto comune.

Ogni sezione sarà seguita da unmoderatore, che avrà il compito ditenere le redini delle discussioni.Sarà aperta quindi una sezione“Gruppi di lavoro Laboratori” e i rela-tivi sotto-forum potrebbero essere sud-divisi proprio come lo erano i vecchiGL, ovvero:

• ACUSTICA;

• FORZA E MOMENTO TORCENTE,DUREZZA;

• GRANDEZZE ELETTRICHE, TEMPOE FREQUENZA

• LUNGHEZZA, CMM;

• MASSA, VOLUME;

• PRESSIONE;

• QUANTITÀ DI SOSTANZA;

• RADIAZIONI IONIZZANTI;

• TEMPERATURA, UMIDITÀ.

Le varie sezioni saranno motivo diconfronto quotidiano (a distanza) edaranno la possibilità di lavorare atti-vamente ai progetti proposti con loscopo di dare continuità al lavoro peril raggiungimento di obiettivi comuni.Naturalmente, pur con moderate

forze in campo le iniziative dellanostra Associazione non si esaurisco-no solo a quanto vi ho presentato finoa ora. Un aspetto cruciale, scaturitoanche dall’assemblea, è rappresenta-to dalle esigenze/necessità di forma-zione tecnico - gestionale presentiall’interno dei laboratori.Alla luce del riscontro decisamentepo sitivo avuto dai partecipanti dopola sua prima edizione, sono a comu-nicare che l’Associazione riproporràdi nuovo il corso relativo alla gestionedel sistema informativo nei Laboratorinella logica del documento ACCRE-DIA DT-02-DT; la formula di parteci-pazione sarà la stessa, ovvero di gra-tuità per i soci e a pagamento per inon soci, che se iscritti al corso avran-no per un anno l’iscrizione gratuitaall’Associazione. Preciso che non visarà limite di numero di persone perazienda partecipante.Tuttavia, se il corso sul DT-02-DT risul-ta già codificato e consolidato, anchese verrà riproposto con alcune inte-ressanti novità, il nostro intento non èquello di fermarci qui. È nostra inten-zione sviluppare un vero servizio diformazione per i Laboratori soci (ac -creditati o in fase di accreditamento),che permetta di condividere spazi for-mativi presso le strutture dei soci stes-si (ovviamente di coloro che decide-ranno di aderire all’iniziativa).Siamo infatti consapevoli che, nei La -boratori accreditati ad esempio, esisteuna notevole fonte d’informazioni ecompetenze di personale altamentequalificato che può essere messo adisposizione di tutti coloro che sonointeressati, ad esempio negli spaziformativi già organizzati all’internodelle aziende, con il vantaggio dipoter toccare con mano e fare espe-rienza diretta con strumentazione emetodologie già collaudate.Anche in questo caso la rete ci vienein aiuto, in quanto queste esperienzesaranno condivise all’interno del sitodell’Associazione e, nelle varie formeche verranno decise e concordate daisoci, ogni evento organizzato da unsocio inerente il piano formativo sulproprio personale, sia in ambitogestionale della qualità che tecnico,potrà essere proposto anche ad altri

soci sia gratuitamente sia a costi age-volati, che l’Associazione riuscirà aconcordare con i fornitori di questiservizi.Non escludo, ovviamente l’utilizzodella rete anche per la fornitura adistanza di formazione, a patto chel’argomento lo consenta, tramite l’au-silio della formula dei webinar, giàcollaudata ad esempio all’interno delforum www.misurando.org”.Come avrete notato, in questa miabreve, ma intensa memoria mi sonoastenuto nel trattare argomenti conconnotazioni meno tecniche ma più“politiche”, ad esempio nei confrontidell’ente di accreditamento nel qualeA.L.A.T.I. conta di entrare come socio(art. 1 del proprio statuto: Costituzio-ne e Denominazione “In seguito allacostituzione di ACCREDIA come enteunico di accreditamento, e la neces-sità di avere una rappresentanzasignificativa si è costituita l’Associa-zione dei Laboratori Accreditati di Ta -ratura Italiani la cui sigla è ALATI”)per portare la voce dei Laboratori diTaratura in seno all’Ente di Accredita-mento. Argomenti spesso scaturiti daproblematiche che i soci ci pongono,come i costi di accreditamento, rin-novo o sorveglianza, divenuti spessoinsostenibili, soprattutto per piccolerealtà laboratoriali; e su questo comeAssociazione avremmo diverse coseda dire e varie proposte da fare adACCREDIA.Purtroppo mi trovo, per l’ennesimavolta, a constatare l’amara realtà dinon avere raggiunto ancora la soste-nibilità economica per fare quest’ulti-mo ma importante passo, che ci per-metterebbe a pieno titolo di fare lenostre rivendicazioni e proposte neiconfronti dell’Ente di Accreditamento.Esorto quindi i Laboratori tutti, ovvia-mente nei limiti delle proprie disponi-bilità, di entrare a far parte dellanostra famiglia nella varie forme chel’Associazione propone, e di parteci-pare attivamente alla vita della stessacon i mezzi che pian piano stiamomettendo a punto, sempre nella logicadel principio di sostenibilità.Un caro saluto a tutti e alla prossima.

Paolo Giardina

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Le pubblicazioni di IMEKOIMEKO publicationsL

APAGINA

DIIMEKO

�A cura del Prof. Paolo Carbone (paolo.carbone@unipg.it)Dip. di Ingegneria, Università di Perugia

IMEKOIMEKO, International Measurement Confederation,has been added to the permanent collaborations tothe Journal starting from the beginning of 2014.This section contains information about the Asso-ciation, publications, events and news of interest toour readers.

RIASSUNTOIMEKO, International Measurement Confederation,si è aggiunta tra i collaboratori stabili della Rivista

a partire dall’inizio del 2014. Questa rubrica contiene informazioni sul-l’Associazione, pubblicazioni, eventi, e notizie di utilità per i nostri lettori.

IMEKO gestisce un’intensa attivitàpubblicistica che rende conto dellenumerose attività scientifiche condotteal proprio interno. Le pubblicazioniscientifiche di IMEKO sono rappre-sentate da:• Measurement;• ACTA IMEKO;• Atti dei Congressi organizzati dallecommissioni tecniche (TC event series).Measurement (www.journals.elsevier.com/measurement) è larivista scientifica, ampiamente nota aicolleghi ricercatori del GMEE e delGMMT, pubblicata 10 volte all’anno daElsevier. Ha una lunga storia editoriale epubblica articoli scientifici in tutti i settoriche hanno a che fare con la ricerca, losviluppo e l’applicazione delle misure edella strumentazione. Oltre a pubblicarelavori sottoposti direttamente dagli auto-ri, Measurement pubblica periodicamen-te versioni estese di articoli scientifici pre-cedentemente presentati a congressiIMEKO. Il suo impact factor, relativo al -l’anno 2013, è pari a 1.526.ACTA IMEKO, pubblicata 4 volteall’anno, è la rivista IMEKO di più re -cente creazione. All’inizio della storia diIMEKO, il nome ACTA IMEKO era asso-ciato alla pubblicazione de gli atti deicongressi internazionali IMEKO. Treanni fa è stato deciso di uti lizzare nuo-

vamente questa dicitura, per battezzarela nuova rivista pubblicata interamenteonline. Si tratta di una rivista totalmente adaccesso aperto, consultabile all’indiriz-zo: http://acta.imeko.org/index.php/acta-imeko. Pubblica versioniestese di articoli scientifici presentati acongressi IMEKO e, occasionalmente,numeri speciali. La rivista numero 1 diquest’anno è stata dedicata alla gior-nata mondiale della metrologia, ilworld metrology day (www.world-metrologyday.org), che si è tenu-ta, come ogni anno, il 20 maggio. Ilnumero speciale della rivista, curatodal Prof. Luca Mari della LIUC - Uni-versità Carlo Cattaneo, contiene unaselezione di articoli già presentati acongressi IMEKO, significativi per losviluppo della scienza delle misure.Gli articoli sono accessibili all’indiriz-zo: http://acta.imeko.org/index.php/acta-imeko/issue/view/6.ACTA IMEKO è una rivista alimentatadalle pubblicazioni presentate ai con-gressi organizzati dalle varie Commis-sioni Tecniche IMEKO e quindi copre adampio spettro tutto l’ambito delle misuree della strumentazione di misura.

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Uno dei punti di forza di IMEKO è

rappresentato dall’insieme dei con-gressi scientifici organizzati dallecommissioni tecniche. Gli atti di questicongressi sono resi disponibili daalcuni anni sul sito di IMEKO all’indi-rizzo: www.imeko.org. Seguendoil link proceedings si avrà accesso acirca 5.000 articoli scientifici pubbli-cati a partire dal 2001. Questa basedati rappresenta un importante patri-monio di conoscenze nel settore dellemisure ed è consultabile in modalitàad accesso libero.Inoltre, approssimativamente una vol -ta all’anno, IMEKO pubblica un bol-lettino sul proprio sito web www.imeko.org, nel quale sono riassuntele attività effettuate nell’anno, gli esitidelle riunioni degli officer di IMEKO ealtre notizie d’interesse per chi sioccupa di misure.Altri documenti sono liberamente sca-ricabili dal sito IMEKO. Si tratta dipresentazioni, di documenti di gover-no dell’associazione e di newsletter.L’attività pubblicistica di IMEKO èmolto intensa e rappresenta una delleprincipali attività dell’associazione,della quale la comunità dei tecnici edegli esperti delle misure può benefi-ciare, in larga parte, in modo gratuito.

USCITO IL TERZO NUMERO DI ACTA IMEKO DEL 2014

All’indirizzo http://acta.imeko.org/index.php/acta-i m e k o / i s s u e /view/8/showTocpotete trovare il terzonumero della rivistaopen-access ACTA

IMEKO del 2014. Si tratta di una issue che contiene laversione estesa di 12 articoli presen-tati all’ultimo IMEKO World congress.Buona lettura!

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M. Catelani 1, L. Cristaldi 2, M. Lazzaroni 3

FTA – L’albero delle Avarie - Parte I

1 Università degli Studi di Firenzemarcantonio.catelani@unifi.it2 Politecnico di Milanoloredana.cristaldi@polimi.it3 Università degli Studi di Milanoe INFN - Sezione di Milanomassimo.lazzaroni@unimi.it

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INTRODUZIONE

Dopo una breve panoramica sui meto-di FMEA/FMECA [1-8], in questa me -moria è illustrata un’altra tecnica dianalisi della fidatezza molto utilizzatain ambito industriale: l’analisi dell’albe-ro delle avarie, nota anche come FTA(Fault Tree Analysis).Le tecniche di analisi della fidatezzasono di grande aiuto quando si è nellacondizione di dover prendere decisioniinerenti l’affidabilità di un componenteo di un sistema, semplice o complessoche sia. A tal proposito è bene sottoli-neare che la conoscenza che si hacirca un sistema può essere ottenuta indiversi modi, ma quasi sempre essa èparziale e si è pertanto chiamati a pren-dere decisioni in condizioni d’incertez-za. È per questo motivo che è bene cheil processo decisionale si basi su unaprocedura che, a priori, identifichi leinformazioni e i dati necessari al fine diprendere una decisione, stabilisca unprogramma sistematico per l’acquisi-zione delle informazioni, e infine speci-fichi l’analisi da condurre sui dati e sulleinformazioni acquisite.Si può pertanto affermare che l’analisidi un sistema è un processo il cui scopoè l’acquisizione ordinata, secondo tem -pi prestabiliti, dei dati e delle informa-

zioni pertinenti a una particolare deci-sione. In tal senso l’analisi dell’alberodelle avarie può essere vista come unmetodo di analisi di sistema di tipodeduttivo. L’analisi consente di determi-nare la probabilità di accadimento diun evento “finale” di guasto in funzionedel verificarsi di eventi di guasto “inter-medi”. FTA consente di apporre le do -vute modifiche al progetto onde ridurrei rischi a esso connessi in termini di ava-rie e/o malfunzionamenti.

L’ALBERO DELLE AVARIE

Come premesso, l’analisi dell’alberodelle avarie, per la quale una dellenorme di riferimento è la CEI 56-31, èuna metodologia impiegata nello studiodell’affidabilità di un dispositivo o di unsistema. Come per FMEA e FMECA [1-8], anche la FTA trova la sua correttaapplicazione durante le prime fasi dellaprogettazione. Prima di presentare lametodologia conviene dare una giustifi-cazione al fatto che si opera, in questocaso, in termini di guasto o di malfun-zionamento, e non prendendo in consi-derazione eventi che definiscono con-dizioni di corretto funzionamento. Unodei motivi risiede nel fatto che apparespesso più semplice definire e modelliz-

zare un guasto, inteso come evento sfa-vorevole. Si pensi infatti a quanto possaessere complesso modellizzare unacondizione di “successo” in termini digra do di utilità, di efficienza, di carat-teristiche, ecc. Queste grandezze, dinor ma, sono meglio modellate da va -riabili continue che in termini di varia-bili/eventi discreti. Viceversa, può esse-re più agevole riconoscere un evento diguasto o di malfunzionamento.In aggiunta, dato il sistema oggetto distudio, si ha in genere un numeroassai contenuto di combinazioni diguasto – tali combinazioni sono nor-malmente denominate “alberi delleavarie” – ri spetto al corrispondentenumero di al beri che individuano l’in-sieme degli even ti favorevoli.L’albero delle avarie, talvolta detto albe-ro dei guasti sebbene i termini guasto eavaria non siano sinonimi, si presentasotto forma di un diagramma raffigu-rante la relazione tra l’evento oggettodi studio – guasto e/o non conformità –e le cause che potrebbero determinarlo.Le informazioni che si traggono da unatale analisi consentono d’identificare:• i fattori che influenzano l’affidabilitàe le prestazioni del sistema, per es. imodi di guasto dei componenti, glierrori dell’operatore, le condizioniambientali, ecc.;• i requisiti del sistema che potrebberorivelarsi fra loro incompatibili;• la presenza di specifiche di progettoche comportino una diminuzione delleprestazioni;

FTA – FAULT TREE ANALYSIS PART IIn this paper a new technique denoted as FTA (Fault Tree Analysis) is pre-sented. It can be considered as an integration of other well-known approa-ches (FMEA and FMECA), which can be used in the availability evaluationof complex systems and equipment.

RIASSUNTOObiettivo di questo lavoro è presentare una tecnica di analisi dei guasti cheintegra le già trattate FMEA/FMECA. In tal senso FTA (Fault Tree Analysis)rientra nelle metodologie che possono essere impiegate per una valutazio-ne della disponibilità di sistema. In questo articolo saranno presentati gliaspetti teorici, rimandando a un successivo intervento la presentazionedella parte applicativa.

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tale decisione. L’albero dei guasti ori-gina dal cosiddetto evento finale otop event, che rappresenta peresempio una condizione di pericolo oil mancato raggiungimento di deter-minate prestazioni e, per mezzo diopportuni legami logici, sono indivi-duate e rappresentate graficamente lecause che portano a tale evento. Iltop event è quindi l’evento che èassolutamente necessario scongiura-re. Graficamente l’albero è costituitoda un insieme di blocchi logici le cuifunzioni possono essere svariate (inTab. 1 sono riportati i significati dialcuni simboli: per la lista completa siveda la norma CEI 56-31).Il top event è sempre l’uscita di unaporta logica (gate) i cui ingressi, dettieventi di ingresso, sono le possibilicause e condizioni che possono farricorrere il top event. A loro volta gliingressi possono essere visti comeeventi di uscita di gate a più bassolivello. L’albero termina quando si haa che fare con eventi che non neces-sitano di essere ulteriormente svilup-pati, o che sono sviluppati in un altroalbero o che sono, per loro natura,non ulteriormente sviluppabili (dettianche eventi primari).Due concetti sono assai utili nell’attivitàdi costruzione di un albero dei guasti:Cause dirette - Sono le cause direttenecessarie e sufficienti affinché si veri-fichi l’evento finale. Queste cause sonosuccessivamente considerate come ulte-riori eventi finali per lo sviluppo dellarimanente parte dell’albero;Unità elementari (o di base) -Sono le unità logiche dell’FTA il cui ulte-riore sviluppo non fornirebbe informa-zioni utili; un’unità elementare può esse-re costituita dal componente singolo.La costruzione dell’albero passaanche attraverso la definizione diopportuni eventi come qui di seguitoelencato (si veda a tal proposito anco-ra la Tab. 1 già citata);Eventi Primari: Sono gli eventi chenon sono, o non devono essere, ulte-riormente sviluppati. A tali eventi èpossibile associare la relativa proba-bilità. Fanno parte di questa catego-ria gli eventi di base, gli eventi nonulteriormente sviluppati, gli eventi dicondizione, gli eventi esterni;

• la presenza di eventi comuni, ovve-ro di eventi che influenzano più com-ponenti e che possono, in conseguen-za di ciò, annullare per esempio ibenefici legati alla ridondanza.Quest’analisi è una tecnica che vienelargamente utilizzata anche in presen-za di sistemi che coinvolgono differenticontesti: impianti a rischio (centralinucleari e impianti ad elevato rischioambientale), sistemi di comunicazione,industria di processo, automotive, tra-sporti, ecc.

REALIZZAZIONE DELL’ALBERO DELLE AVARIE

La costruzione dell’albero delle avarieviene solitamente condotta secondo laseguente procedura:Fase 1: Costruzione dell’alberologico. Si definisce l’evento critico fina-le (top event) e si procede con laricerca delle cause che possono deter-minarlo, risalendo fino agli eventi pri-mari secondo la tecnica top-down –dal generale al particolare.Fase 2: Valutazione probabilisticadell’albero. La probabilità di accadi-mento dell’evento finale viene opportu-namente stimata associando una proba-bilità a ogni evento primario e combi-nando le varie probabilità secondo lerelazioni evidenziate dall’albero, permezzo del calcolo delle probabilità.In tal modo, per ogni evento finale sideterminano le catene di eventi prima-ri in grado di provocarlo individuandoeventualmente quale fra queste ha lamaggior probabilità di verificarsi. Sullascorta di quanto dedotto dall’alberodelle avarie si individuano le modificheprogettuali necessarie a migliorare l’af-fidabilità del prodotto. Va da sé cheuna tale analisi consente un confrontofra diverse alternative progettuali alme-no dal punto di vista dell’affidabilità. Ingenere, tuttavia, la costruzione di untale albero non è impresa di pococonto. È infatti richiesta un’analisiapprofondita del sistema, consideran-do anche il fatto che la metodologiapresenta alcune limitazioni:1. L’analisi dell’albero dei guasti sibasa sull’ipotesi di guasti statistica-mente indipendenti;

2. Il tasso di guasto dei componentiviene generalmente considerato co -stante;3. Generalmente, l’analisi dell’alberodei guasti non si presta bene a descri-vere guasti causati da sequenze dieventi. Questo è il caso di guasti chepossono esseri indotti dalla particola-re sequenza con cui alcuni eventi siverificano;4. L’albero dei guasti non costituisce unmodello di tutti i possibili modi di gua-sto (come invece è la metodologiaFMEA/FMECA) essendo incentrato sultop event che corrisponde a un parti-colare modo di guasto, includendo per-tanto solo gli eventi che contribuisconoall’instaurarsi dello stesso;5. Infine l’albero dei guasti è unmodello meramente qualitativo nel-l’ambito del quale può essere utile, edè possibile, effettuare un’analisi quan-titativa considerando le informazionirelative alle probabilità di accadimen-to di eventi.Per un approfondimento sulle limita-zioni di questo e di altri metodi dianalisi si può fare riferimento allaTab. 2 della norma CEI 56-10.Per effettuare un’analisi dell’alberodelle avarie è necessario stabilireinnanzitutto la struttura del sistema,quali sono gli eventi da considerare el’approccio da seguirsi. Il sistema inesame dovrebbe essere descrittomediante:• un resoconto ove si evincano gliobiettivi del progetto;• la definizione dei limiti del sistema:tali limiti possono essere elettrici, mec-canici o le interfacce;• la definizione della struttura fisicadel sistema;• l’identificazione delle operazioni edelle prestazioni previste;• la definizione delle condizioniambientali.Successivamente vengono definiti glieventi da prendere in considerazione.Devono essere considerati tutti glieventi, compresi quelli derivanti dallecause ambientali, dagli errori umani edal software. Un evento, dopo esserestato considerato, può essere scartatose non applicabile; in tal caso si devedare ampia documentazione allemotivazioni che hanno portato a una

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ma che a un certo istante i due eventisono contemporaneamente validi. Peresempio, l’evento B può verificarsiparecchio tempo prima dell’evento D:questa situazione di per sé non portaall’evento finale. Se quando si verifical’evento D l’evento B è ancora in esse-re, ecco che si ha l’evento finale.Dall’esempio appena fatto, ancorchésemplice, si evince una importantecaratteristica della FTA. La FTA con-sente d’identificare le cause e le con-dizioni (ingressi dell’albero) affinchési verifichi l’evento finale (uscita dal-l’albero). Tuttavia, come notato nell’e-sempio, una volta noto tale legamenessuna deduzione circa le relazionitemporali fra eventi è possibile. In unalbero dei guasti è possibile rappre-sentare anche le cause comuni. Nelseguente esempio, tratto dalla normacitata, la causa comune è l’evento B,che infatti risulta in ingresso contem-poraneamente a due gate (Fig. 2).A ogni evento riportato sull’albero deiguasti è possibile associare la proba-bilità con cui si manifesta. La proba-bilità con cui una causa di un modo diguasto si manifesta è solitamentedeterminata con analisi ingegneristi-che, e può essere utilizzata nella valu-tazione dell’indisponibilità complessi-va del sistema. La stima di quanto unacausa di guasto impatta sull’indispo-nibilità finale indirizza l’analisi su unramo dell’albero piuttosto che su unaltro.

CONCLUSIONI

In questo articolo si è presentata latecnica FTA nelle sue parti essenziali.Importante sottolineare che tale tecni-ca si basa, come punto di partenza,sull’individuazione dell’evento di gua-sto principale (top event) e analizza,in termini di guasto e malfunziona-mento, tutto ciò che concorre a gene-rare il top event. Associando la pro-

babilità di accadimentoagli eventi individuati èpossibile risalire, consemplici calcoli, allaprobabilità di accadi-mento dell’evento top.FTA rappresenta quindi

Eventi Intermedi: Sono gli eventi/guasti causati da uno o più eventi ante-cedenti per mezzo di una porta logica(gate);Porte logiche (gate): Sono le portelogiche OR, AND, INHIBIT, EXCLUSIVE-OR;Eventi di trasferimento: Sono glieventi che provengono da altri alberi oche vengono trasferiti ad altri alberi.Sono utilizzati principalmente per con-catenare gli alberi e per rendere piùordinato dal punto di vista grafico l’al-bero, per esempio, sviluppando partidiverse su fogli diversi.

ANALISI DELL’ALBERO

Come anticipato nel precedente para-grafo, l’albero delle avarie si originadal cosiddetto evento finale o topevent, che rappresenta, per esempio,una condizione di pericolo o il manca-to raggiungimento di determinate pre-stazioni; per mezzo di opportuni lega-mi logici, sono poi individuate e rap-presentate graficamente le cause cheportano a tale evento. La scelta del topevent è pertanto un’operazione dacondursi con una certa prudenza: sel’evento si rivela troppo generale l’ana-lisi tende a divenire ingestibile, mentrese l’evento è troppo specifico l’alberoche ne deriva non fornisce una panora-mica abbastanza vasta sul sistema.

La valutazione di un albero delle ava-rie consente l’identificazione deglieventi che possono direttamente cau-sare un guasto del sistema e la pro-babilità di tale evento, la valutazionedella capacità di fault tolerancedel sistema, l’individuazione di even-tuali componenti critici e dei meccani-smi di guasto; infine aiuta a definire lestrategie di manutenzione da adottar-si. Onde ottenere le preziose informa-zioni appena dette, si deve ricorrerea un’approfondita analisi logica del-l’albero. In Fig. 1 è raffigurato un sem-plice albero dei guasti in cui l’eventofinale è dato dalla seguente relazionelogica:

A = B ⋅ C = B ⋅ (D + E) (1)o:

A = B ⋅ D + B ⋅ E (2)

Da questa relazione si evince che l’e-vento finale si verifica quando si veri-ficano contemporaneamente i dueeventi B e D oppure, sempre contem-poraneamente, i due eventi B ed E.Ciò non significa che i due eventi deb-bano verificarsi nello stesso istante,

Tabella 1: Simboli utilizzati nella predisposizione dell’albero dei guasti (estratto CEI 56-31)

Figura 1 - Un semplice albero dei guasti

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Marcantonio Catelaniè Professore Ordinario diMisure Elettriche ed Elettro-niche presso il Dipartimen-to di Ingegneria dell’Infor-mazione dell’Università diFirenze. La sua attività di

ricerca si svolge prevalentemente nei set-tori dell’Affidabilità, della diagnostica equalificazione di componenti e sistemi,del controllo della qualità e del migliora-mento dei processi. Fa parte del CT 56 –Affidabilità – del CEI ed è coordinatore digruppi di ricerca, anche applicata, nelletematiche citate.

Loredana Cristaldi èProfessore Associato diMisure Elettriche ed Elettro-niche presso il Dipartimen-to di Elettrotecnica del Poli-tecnico di Milano. La suaattività di ricerca è svolta

principalmente nei campi delle misure digrandezze elettriche in regime distorto edei metodi di misura per l’affidabilità, ilmonitoraggio e la diagnosi di sistemiindustriali. Fa parte del CT 56 – Affidabi-lità – del CEI.

Massimo Lazzaroni èProfessore Associato diMisure Elettriche ed Elettro-niche presso il Dipartimen-to di Fisica dell’Universitàdegli Studi di Milano. Lasua attività di ricerca è

rivolta alle misure per le applicazioniindustriali, per la diagnostica dei sistemiindustriali, per l’Affidabilità e il Controllodella Qualità. Fa parte del CT 85/66 –Strumenti di misura delle grandezze elet-tromagnetiche Strumentazione di misura,di controllo e di laboratorio e del CT 56– Affidabilità del CEI.

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una metodologia che si aggiunge allegià trattate FMEA/FMECA, con obiet-tivi diversi, e consente quindi una valu-tazione di disponibilità di sistema. Alcuni esempi applicativi della tecni-ca appena discussa saranno illustratiin una successiva memoria.

BIBLIOGRAFIA

1. M. Catelani, L. Cristaldi, M. Laz-zaroni, “Tecniche di Analisi della fida-tezza: FMEA – Analisi dei modi edeffetto dei guasti”, Tutto_Misure n.Anno 15, N° 4, Dicembre 2013, pp.281- 286, ISSN 2038-6974.2. M. Catelani, L. Cristaldi, M. Laz-zaroni, “Tecniche di Analisi della fida-tezza: FMEA – Casi di studio”,TUTTO_MISURE Anno 16, N° 1,Marzo 2014, pp. 67 - 70, ISSN2038-6974.3. Catelani M, Cristaldi L, LazzaroniM. TECNICHE DI ANALISI DELLAFIDATEZZA: FMEA – FMECA – FailureMode, Effects and Criticality Analysis– Parte 1. TUTTO_MISURE, vol. 16,N. 2 (Giugno 2014), ISSN: 2038-6974, pp. 137- 140.4. Catelani M., Cristaldi L., LazzaroniM., TECNICHE DI ANALISI DELLAFIDATEZZA: FMEA – FMECA – FailureMode, Effects and Criticality Analysis– Parte 2. TUTTO_MISURE, vol. 16,N. 3 (Ottobre 2014), ISSN: 2038-6974, pp. 205- 207.5. M. Lazzaroni, L. Cristaldi, L. Peret-to, P. Rinaldi and M. Catelani, Relia-bility Engineering: Basic Conceptsand Applications in ICT, Springer,ISBN 978-3-642-20982-6, e-ISBN978-3-642-20983-3, DOI 10.1007/978-3-642-20983-3, 2011 Springer-Verlag, Berlin Heidelberg.6. M. Catelani, L. Cristaldi, M. Laz-zaroni, L. Peretto, P. Rinaldi, “L’affida-bilità nella moderna progettazione:un elemento competitivo che collegasicurezza e certificazione”, Collana Iquaderni del GMEE, Vol. 1 Editore:A&T, Torino, 2008, ISBN 88-

90314907, ISBN-13:9788890314902.7. A. Birolini: ReliabilityEngineering – Theoryand Practice. Springer,

Heidelberg, 6 Ed. 2010, ISBN: 978-3-642-14951-1.8. M. Catelani, L. Cristaldi, M. Laz-zaroni, L’approccio previsionaleall’affidabilità: Modelli e banche dati.In: TUTTO_MISURE Anno 14, N° 4(2012 Dicembre).

Figura 2 - Albero dei guasti con un evento di causa comune (B) che è ulteriormente analizzato in un secondo albero dei guasti

POSIZIONAMENTO DI CARICHI A ELEVATAPRECISIONE IN SPAZILIMITATI

Il nuovo Hexapod H-850KMLD di PI (PhysikInstrumente) nasce perapplicazioni di posizio-namento ad alta preci-sione in spazi di lavorolimitati. Il sofisticatosistema a sei assi rag-giunge una risoluzionedi 1 µm su una corsa di100 mm sul piano XY edi 0,5 µm sull’asse Z a

fronte di una corsa di 50 mm. La piattafor-ma è inoltre in grado di inclinarsi e ruotaredi ±30°. Per utilizzi con accensioni e spegnimentifrequenti, le operazioni possono esserenotevolmente facilitate equipaggiandol’Hexapod con l’encoder assoluto opziona-le, che determina l’effettiva posizione delsistema già dal momento dell’accensione e

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non richiede alcun tipo di movimento perla ricerca di riferimenti. Questo rappresen-ta un livello di protezione superiore inambienti e strutture che non permettono unutilizzo dell’intera corsa dell’Hexapod,consentendo un notevole risparmio ditempo da destinare agli altri processi.L’H-850KMLD movimenta, con una velocitàdi 0,5 mm/s e una ripetibilità lineare di±1 µm, carichi sino a 200 kg, in manieraindipendente dalla posizione di montaggioe dall’orientamento. Per montaggi orizzon-tali la capacità di carico sale a 500 kg.Il pilotaggio dell’H-850KMLD avviene tra-mite il controllore digitale C-887, che con-sente sia il comando di posizione in coor-dinate cartesiane sia il controllo vettorialee la selezione via software del fulcro delmovimento (pivot point control). La potente elettronica supporta gli ambien-ti LabView. L’integrazione nei più comunilinguaggi di programmazione testuale, supiattaforma Windows o Linux, è inoltreparticolarmente agevole grazie alle libre-rie e agli esempi di codice inclusi nel riccopacchetto e che possono essere fornitianche prima dell’hardware per favorirel’integrazione dell’Hexapod nel softwarecliente e accelerare i tempi di progetto.

Per ulteriori informazioni: www.physikinstrumente.com/en/products/prdetail.php?sortnr=700808

GUFPI-ISMA: UN NUOVO SERIALEISERIALI

LAMISUR

ADELSO

FTWAR

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Misurare per... credere

Luigi Buglione

Una breve overview della misurazione nel mondo ICT

GUFPI-ISMA - Gruppo UtentiFunction Point ItaliaItalian Software Metrics Associationluigi.buglione@gufpi-isma.org

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INTRODUZIONE

Tom Demarco, uno dei più riconosciutiingegneri del software, diceva a inizioanni ’80 che “non puoi controllare ciòche non puoi misurare” [1]. Ma facen-do un passo indietro, possiamo direche “non puoi misurare ciò che non saidefinire”. Uno dei problemi principalispesso risiede nell’imprecisione termi-nologica e il mondo ICT non è scevroda tale problema. Se qualcuno vi do -mandasse a bruciapelo cosa sia unaLOC, sapreste rispondere se ci si riferi-sca a uno statement logico o fisico?Essa includerebbe o meno eventualicommenti? Tutte le combinazioni po -trebbero essere valide, come al solitodipende dall’obiettivo informativo/conoscitivo.Ma siamo sicuri che nelle nostre attivi-tà tale misura sia definita in modo nonambiguo e chiaro e che persone diver-se misurerebbero gli stessi valori, conun errore minimo? Oppure no? In unprogetto di manutenzione perfettiva/adattativa, ad esempio le righe di com-mento possono aiutare a rendere mag-giormente manutenibile un codice, inparticolare per quei sistemi con unavita utile alquanto lunga o nel caso di

contratti che prevedano un take-over ehand-over tra diversi fornitori non cono-scendo la qualità del codice lavorato.Conoscere il numero corretto di LOC inquesto caso può permettere di determi-nare il budget più adeguato in terminidi tempi (Effort e Duration) e costi, par-tendo dalla corretta determinazionedelle quantità lavorabili. Difatti la“catena” informativa necessaria è [2]:Q → T → C laddove le Q debbonoessere individuate a preventivo per sti-mare il tempo (T) – espresso sia in ter-mini di Effort (E) che di Duration (D) –di un’attività sulla base di una produt-tività (P) di riferimento, laddove que-sta è determinabile quale rapportoQ/T, dai dati storici dell’organizza-zione. Ultimo elemento è dato dagli“economics” (costi/prezzi), laddove icosti vengono scomposti in fissi (Cf) evariabili (Cv) [3].Tornando alle quantità (Q), altro ele-mento fondamentale è quello di clas-sificare cosa si stia misurando attra-verso una data misura, domandaapparentemente banale, ma di fattonon scontata nella pratica quotidiana.Provate a domandare a un informati-co perché raccoglie i dati sulle LOC diun sistema e con buona probabilità la

risposta sarà “la dimensione di unsistema informativo”. Ma se due pro-grammatori possono realizzare inmodi diversi la stessa funzionalità connumeri diversi di LOC, ciò suggerisceche le LOC misurino solo la “lunghez-za” del codice sorgente di un prodot-to software e del progetto a cui si rife-risce.Quest’analisi, semplice ma efficace,prende il nome di analisi EAM (Entità-Attributo-Misura) [4], e il suo uso nellavalutazione di un piano di misurazio-ne intende analizzare il livello dibilanciamento (o scopertura, secondoi punti di vista) nella scelta delle misu-re da utilizzare per il monitoraggio &controllo di un progetto e delle attivitàche lo compongono.Un caso pratico: analizzando unpiano di progetto è probabile rilevareche le misure considerate afferiscanoprincipalmente ad aspetti di tempi(Effort, Duration) e costi, e poi in misu-ra inferiore ad altre prospettive dianalisi (es: qualità, rischi). Un plot suuna mappa BMP (Balancing MultiplePerspectives) [5] permette di effettuareun semplice assessment – come unnormale plot diagram con Excel – cheevidenzia cosa modificare nel nostromodo di verificare l’andamento deiprogetti. Si immagini di posizionareper ciascuna delle dimensioni unaspetto d’interesse (es: Tempi, Costi,Qualità e Rischi).Spesso la principale causa di falli-mento di un progetto è data dallascarsa attenzione o propensione allavalutazione (e quindi quantificazione)

MEASURE TO… BELIEVEIs measuring an activity for a few, or is it essential to understand where weare and how we can improve our processes and results? The paper offersa short overview about how measurement was applied to ICT projects overthe last 30 years, and how measurement was applied over the last 30 yearsin Software Engineering to observe how easily we can achieve a growingmaturity in measuring software projects in the coming years.

RIASSUNTOMisurare è solo un’attività per pochi o è qualcosa d’imprescindibile perpoter comprendere dove siamo e come poter migliorare i nostri processi erisultati? L’articolo offre una breve overview di come si misurato negli ultimi30 anni nell’Ingegneria del Software per osservare come poter ottenerefacilmente una crescente maturità nel misurare i progetti software nei pros-simi anni.

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di cano i tre stream che un progetto ti -pi camente deve gestire: A per i requi-siti funzionali utente del prodotto/ser-vizio che si intende produrre/ero -gare, B per quelli non-funzionali/ope-razionali, C per i requisiti relativi al -l’entità “progetto”, ovvero attività di -rette e indirette (derivate da vincoli)incluse nello scope di una WBS e diun Gantt diagram [2].

MISURARE IL SOFTWARE

Il terzo passo da affrontare ci ri cordache “non puoi definire ciò che nonconosci”. Una regola di buon senso èdifatti quella di approfondire la cono-scenza di un qualsivoglia og gettod’interesse per poterlo lavorare e ge -stire nel miglior modo possibile. Maspesso non si conosce bene ciò che siaffronta: di qui in genere emergonodue possibili atteggiamenti: studio opressappochismo. Quello di cui un’or-ganizzazione necessita per evolvere(e di questi tempi spesso solo persopravvivere) è un processo ben pia-nificato di Knowledge Management.Da quanto detto si evince facilmentequanto la metrologia possa dare adaltri settori, in termini di rigore peruna migliore verificabilità degli obiet-tivi informativi, partendo da principidi buon senso, quali definibilità peruna chiara e ripetibile misurabilità diun’entità d’interesse, con la minor pro-babilità di errore e il minimo scosta-

dei rischi. Si parla (e scrive) spesso diRisk Management da un punto di vistaqualitativo, ma troppo poco di misurequantitative che aiutino a prioritizza-zioni per un piano di azioni entro ilbudget disponibile. Per un misuratorel’avverbio e il termine principale dausare dovrebbe essere sempreQUANTO? Altrimenti non sarebbepossibile determinare la magnitudo diun dato fenomeno d’interesse.Tuttavia, le quantità da stimare prima,e consuntivare poi, sono derivate dairequisiti scambiati tra clienti e fornito-ri, le parti contrattuali. Qui nascetutto. Analizzare e classificare tipolo-gicamente i requisiti e verificarne illivello di completezza e coperturadiventa la prima e fondamentale atti-vità per ogni stima e dimensionamen-to. Un requisito può essere classifica-to per tipo (funzionale: COSA, non-funzionale: COME) ma anche perentità d’interesse (organizzazione,progetto, risorse, processo, prodotto:STAR Taxonomy) [6].Parificare requisiti differenti pensandodi applicare nella stima “genericheproduttività” spesso referenziate dafonti esterne, più che derivate dai pro-pri dati storici interni, rappresentauno dei principali errori degli ultimianni per molte organizzazioni pubbli-che e private. Veloce e rapido non

corrisponde ad accurato e preciso. Siparla, spesso a ragion non veduta, di“ingegneria del software e dei siste-mi” senza poi rispettare regole e prin-cipi base validi in altri settori dell’in-gegneria quali conoscere cosa si stiava lutando. Solo conoscendo e defi-nendo in mo do sempre più puntualeta li elementi è possibile definire loscope e il boundary di un progetto,primo step illustrato da ogni buona pra-tica di project man a gement. La se -guente Fig. 2 cerca di riassumere quan-to detto finora in uno schema, denomi-nato “ABC”, laddove le tre lettere in -

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Figura 1 – Mappa BMP (Balancing Multiple Perspectives)

Figura 2 – Lo schema “ABC” [2]

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rappresentavano – diversamentedalla FPA – non il “cosa” ma il“come”, ovverosia quelli che sono oradefiniti NFR (Non-Functional Require-ments – Requisiti Non-Funzionali),scomponibili in requisiti di Qualità erequisiti Tecnologici.Pertanto la “qualità” del software(intesa come prodotto, non come pro-getto) ha iniziato a formulare nonuna, ma set di misure di tipo qualitati-vo, che oggi di remmo “non-funziona-li”. Partendo dal modello FCM (Fac-tor-Criteria-Model) di McCall, passan-do per Boehm, ISO 9126:1991, ISO9126-1:2001 e ora ISO 25010:2011,si sono costruiti una serie di “qualitymodel” a 2-3 livelli che tentano di DEFI-NIRE le principali caratteristiche di unprodotto software, scomposte in sotto-caratteristiche, ciascuna delle qualimisurabile, fornendo alcuni modelli(es: ISO 9126-x) anche set di misurepredefinite, al fine di proporre solu-zioni standard per il mercato ICT[10].Ogni modello può avere pro e contro,e solo la standardizzazione permettedi comprendere quali possano esserequelli con maggior uso, anche pereffettuare benchmark comparativi, siainterni che esterni.Nel mondo dellemisure funzionali, derivate dai FUR,l’ISO ha standardizzato a oggi cin-que metodi funzionali (FSM): IFPUG[11], COSMIC [12], NESMA [14],FISMA [15] e Mark-II [13]. La Fig. 3propone l’evoluzione storica di questicinque metodi, dalla loro origine allerelative standardizzazioni ISO.Nel mondo delle misure non-funziona-li, derivate da NFR, invece la situa-zione è molto più dinamica poiché gliattributi non-funzionali sono esprimibi-li attraverso una gamma alquantovariegata, laddove invece la “funzio-nalità” rappresenta un attributo auto-consistente. Come detto, la norma

mento tra preventivi e consuntivi.Una delle regole di buon senso diceche che “one size doesn’t fit all”,come anche, al contrario, “misuraretroppo, stroppia!”, non avendo benchiaro quali siano le priorità informa-tive e dall’altro canto non essendopossibile dedicare risorse eccessiveper tale processo di supporto e nonprimario. Se fosse una ricetta di cuci-na, suggeriremmo “q.b.” (quantobasta). Il punto di partenza è pertantoorientato dai nostri obiettivi, goal-oriented, al fine di misurare ciò cherealmente (o prioritariamente) puòessere di nostro interesse.L’analisi GQM (Goal-Question-Metric)proposta da Vic Basili [7] all’iniziodegli anni ’80 non fa altro che dareun ordine logico alle cose, partendodai goal, ponendosi delle questionsper analizzare un dato problema/tema d’interesse e poi, ultimo step,tentare di quantificarlo con misureopportune. Dall’applicazione dellemisure più dirette e semplici, quali leLOC, si è iniziato quindi negli anni’70 ad analizzare il modo di potermisurare il codice (prodotto) prima e iprocessi del SLC (Software Life Cycle)poi, per arrivare a scrivere e riformu-lare infine regole per la gestione di unprogetto, laddove “agile” e “lean”sono ormai termini di (ab)uso comunenegli ultimi anni.Ritornando agli anni ’70, i contrattierano formulati in LOC, ma la sceltadi una data tecnologia rendeva spes-so difficile il confronto tra le parti con-trattuali. Capers Jones ha ben riassun-to nel suo “paradosso della produttivi-tà” l’effetto distorsivo dell’uso di un’u-nità di prodotto per la gestione deitempi/costi di un progetto.Una soluzione a ciò fu proposta nel1979 da Allan Albrecht, un ricercato-re IBM che formulò i c.d. “FunctionPoints” (FP), ovvero una misura dellefunzionalità software scambiate traclienti/fornitori, in modo neutrale,escludendo i possibili impatti tecnolo-gici [8]. Molta letteratura usa a tut-t’oggi il confronto con i m2 di unappartamento: indipendentementedai materiali usati o dal posiziona-mento in una data zona/città, i FPesprimono un volume e non più, come

facevano invece le LOC, una lun-ghezza. In parallelo, Tom McCabeaffrontò il tema della complessità delcodice, con l’obiettivo di gestire sem-pre meglio la sua manutenibilità neltempo, al fine di allungare la vita utiledi un sistema software. A oggi ancheil v(G), meglio conosciuto come indicedi complessità ciclomatica, è tra quel-li più usati nella gestione di un pro-getto ICT. Applicando l’analisi EAM aqueste tre misure di prodotto otterrem-mo: vedi Tab. 1.Ciò evidenzia in modo chiaro quantole tre misure siano complementari enon alternative, valutando aspetti dif-ferenti di un prodotto software. Nelmondo “fisico” avrebbe poco sensodifatti stabilire relazioni lineari tra duefenomeni (es: altezza e peso), mentrenel mondo software per introdurre i FPe soppiantare l’uso delle LOC si èintrodotto negli anni ’80 il concetto di“backfiring” [9], ovvero la conversio-ne secca di LOC in FP secondo i diver-si linguaggi di programmazione. L’i-dea poteva essere apprezzabile, mal’applicazione no, essendo – comedetto – fortemente va riabile il numerodi LOC in funzione dell’abilità di unprogrammatore, dello stile di pro-grammazione e della definizione diLOC tra diverse organizzazioni. Per-tanto il “paradosso” sta nel fatto chenon è vero che più LOC siano tradu-cibili in un numero maggiore di FP,secondo tale relazione diretta.Negli anni ’80-’90, e in parte ancheoggi, la percezione è che il mondogestionale abbia più facilmenteapprocciato alla FPA (Function PointAnalysis) mentre altri sistemi maggior-mente tecnologici vedono le LOCcome la misura di prodotto principale,anche perchè conteggiabile in modoautomatico con un counter. Ma quelloche v(G) o le misure di Halstead ini-ziavano a prefigurare negli anni ’70

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Tabella 1 – Analisi EAM: un esempio [6]

E – Entità Prodotto (sw) Prodotto (sw) Prodotto (sw)

A – Attributo Lunghezza codice Funzionalità Complessità utente codice

M – Misura LOC FP V(G)

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gement Information Systems) il contri-buto dei FUR è predominante ma,come si può osservare, sistemi mag-giormente “tecnologici” richiedonocontributi maggiori di NFR. Ciò spie-ga facilmente il motivo per il qualecontratti gestiti e pagati a unità di pro-dotto con i soli FP (quindi dimensio-nando solo i FUR) non rispecchino

ISO/IEC 25010:2011 [16] rappre-senta lo stato dell’arte a oggi e inclu-de diverse novità rispetto ai suoi pre-decessori, ad es.: sicurezza, maggiorenfasi sulle User Interface (UI), in par-ticolare con i nuovi riferimenti all’ac-cessibilità ed esperienze d’uso legateall’introduzione delle nuove devicetattili, smartphone e tablet in testa.

Maggiore è il livello di tecnologia,maggiore è l’apporto di requisiti (equindi di misure) non-funzionali. LaFig. 4 traccia indicativamente le per-centuali di effort per tipo requisitosecondo i tre stream dello schemaABC tra diverse tipologie e dominiapplicativi.Nei sistemi gestionali (MIS – Mana-

Figura 3 – Metodi FSM: evoluzione storicaFigura 4 – Distribuzione dell’Effort (%) per diversi tipi di sistemi da FUR/NFR

REGISTRAZIONE DI FORZE IN AMBIENTE CRITICO

Sono parecchie le appli-cazioni in ambiente criti-co che richiedono trasdut-tori di forza robusti e con-temporaneamente capacidi offrire un’elevata resi-stenza agli effetti esterni.HBM Test and Measure-

ment è uno dei pochi produttori presenti sul mercato che, già daqualche tempo, segue da vicino questa tendenza ed è in gradodi offrire trasduttori con incapsulatura ermetica basati sulla tec-nologia estensimetrica. Oltre alle custodie con cordoni saldati a laser, HBM ha svilup-pato un’affidabile protezione dei collegamenti a cavo dallapenetrazione di acqua. I trasduttori della famiglia di prodottiU10M, ad esempio, sono disponibili anche nell’opzione concavo integrato. Questo prodotto HBM diventa così l’unico tra -sduttore di forza ad altezza ridotta, presente sul mercato congrado di protezione IP68, capace di garantire un‘eccellenteprecisione, dimostrata da test effettuati per oltre 100 ore inacqua. Si possono registrare forze nominali comprese nel rangeda 1,25 kN a 500 kN.Il trasduttore di forza a S S9M ha un prezzo ottimale e lo stes-so grado di protezione per le medesime condizioni, rientrandoin una classe di precisione fino a 0,02 per forze nominali com-prese tra 500 N e 50 kN. I suoi risultati di misura sono, quindi,ancora più precisi. Il nuovissimo trasduttore di forza in compressione C10 copreforze nominali molto alte, da 2,5 kN a 1 MN, ed è anch’essoomologato per il grado di protezione IP68. Caratterizzato daun‘altezza ridotta, risulta ancora più idoneo in funzione dell’am-bito di utilizzo. Grazie all’ampliato assortimento di prodotti, gli uti-lizzatori possono ora strutturare le loro misurazioni con maggioreflessibilità e trovare lo strumento più giusto per ogni necessità. Per ulteriori informazioni: www.hbm.com/it/menu/prodotti/trasduttori-e-sensori/forza

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NUOVO SISTEMA DI ACQUISIZIONEDATI DI MISURA PER PROVE DI GUIDA

Gli amplificatori di misuradella nuova famiglia diprodotti SomatXR sonoidonei, in particolare, permisurazioni in condizioniambientali molto critiche,esterne al laboratorio, epresentano un’ottima resi-stenza a umidità, polvere,urti e vibrazioni. Tutti imoduli soddisfano il tipodi protezione IP65/IP67 epossono essere utilizzati atemperature comprese tra –40 e +80 °C. “Gli amplificatori di misu-ra SomatXR garantiscono

risultati precisi anche in ambiente critico. A tale scopo sono statisottoposti a numerosi test in condizioni reali. Mediante prove ashock termico, è stato possibile dimostrare, ad esempio, la resi-stenza a improvvise variazioni termiche“, spiega Finn Lange,Product Manager alla HBM. Test normalizzati secondo lo stan-dard MIL-202 confermano una resistenza a vibrazioni di 10 g euna resistenza agli urti di 70 g.Gli amplificatori di misura della famiglia SomatXR sono proget-tati, in particolare, per prove di guida su macchine per edilizia,macchine agricole, veicoli anti-mina e nei test estivi e invernali diveicoli stradali. Tre tipi diversi di moduli, ciascuno con 16 ingres-si singolarmente configurabili e con separazione galvanica, sup-portano le più svariate tecnologie di trasduttore. Si possono col-legare estensimetri, resistori, potenziometri e sensori piezoelettri-ci, per misurare tensioni, correnti e temperature. A seconda dellenecessità, gli utilizzatori possono utilizzare i singoli moduli inlocali diversi o centralmente. Ma è ovviamente possibile anchel’utilizzo mobile o fisso, associato ad altri sistemi di acquisizionedati di misura, ad esempio il QuantumX.Per ulteriori informazioni: www.hbm.com/it/menu/prodotti/elettronica-e-software-di-misura/robusta-acquisizione-dati

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bene il loro reale contenuto e com-portino problemi di stima su tempi ecosti di un progetto. Se un progettoinclude nel suo ambito (scope) siaFUR che NFR, dovranno esserci comeminimo due misure per il dimensiona-mento, stima e pagamento di tali bloc-chi di attività. “Forzare” una misura afare tutto è concettualmente (e prati-camente) scorretto e non possibile.L’altro errore severo nei contratti èquello di semplificare eccessivamentele analisi. Molti contratti usano misurefunzionali di prodotto per dimensio-nare e quotare economicamente l’in-tero progetto. Anche se il costo/prez-zo per unità di prodotto fosse “gon-fiato” per tener conto delle attivitànon-funzionali, rimane un problema dimisura serio: non aver dimensionatole baseline non-funzionali per com-prendere altresì il delta per i futuriinterventi di manutenzione. Ancora,da un FUR si derivano sempre NFR(es: realizzare una serie di funzionali-tà in modalità accessibile), ma unNFR può anche non avere necessa-riamente agganciati FUR (es: aggior-nare una tabella statica, quella chenella IFPUG FPA prende il nome di“dato di decodifica”) che in un pro-getto di manutenzione “adeguativa”può essere frequentemente richiestoper l’implementazione e che genere-rebbe paradossalmente “zero FP”.Il tema è sicuramente d’interesse per ivari stakeholder (clienti, fornitori emonitori) di un progetto, ma per darerisposta efficace ed efficiente ai temisummenzionati è necessario porreattenzione innanzitutto a definire cor-rettamente: lo scope delle misure e pertanto i“confini” entro (e fuori dai) i qualitaluni elementi saranno conteggiati omeno;i requisiti utente, elicitandoli sempremeglio, in modo sufficientemente gra-nulare e riducendo gli spazi d’incertez-za e di “implicito”: in una gestione con-trattuale ciò che non è formalizzatorischia di creare aspetti di litigiosità concosti non banali e di rovinare il clima dicollaborazione che sarebbe opportunoesistesse tra committente e fornitore.Nei prossimi numeri della Rivista si det-taglieranno i diversi temi al momento

solo accennati, al fine di poter meglioapprezzare quali possano essere inuna gestione progettuale gli aspetti direale miglioramento di un’organizza-zione; “misurarsi per conoscersimeglio” è solo il primo passo.“Not everything that can be counted

counts, and not everything thatcounts can be counted”

(Albert Einstein)

RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI

1. De Marco T., Controlling SoftwareProjects, Management Measurement& Estimation, Prentice Hall, 1982.2. Buglione L. The Next Frontier: Mea-suring and Evaluating the NonFunctio-nal Productivity, MetricViews, IFPUGNewsletter, Vol. 6 Issue No. 2, August2012, pp.11-14. 3. Buglione L., Some thoughts on Pro-ductivity in ICT projects, WP-2010-01, White Paper, version 1.3, August2010.4. Buglione L., Abran A., ImprovingMeasurement Plans from multipledimensions: Exercising with BalancingMultiple Dimensions – BMP, 1st Works-hop on “Methods for LearningMetrics”, METRICS 2005, 11th IEEEInternational Software Metrics Sympo-sium, 19-22 September 2005,Como(Italy).5. Buglione L., Abran A., ICEBERG: adifferent look at Software ProjectManagement, IWSM2002 in “Soft-ware Measurement and Estimation”,Proceedings of the 12th InternationalWorkshop on Software Measurement(IWSM2002), October 7-9, 2002,Magdeburg (Germany), Shaker Ver-lag, ISBN 3-8322-0765-1, pp. 153-167.6. Buglione L., Ebert C., Estimation,Encyclopedia of Software Enginee-ring, Taylor & Francis Publisher, June2012, ISBN: 978-1-4200-5977-9.7. Basili V. & Weiss D., A Methodo-logy for Collecting Valid SoftwareEngineering Data, IEEE Transactionson Software Engineering, vol.10(3),pp. 728-738, November 1984. 8. A. Albrecht, Measuring Applica-tion Development Productivity, Procee-dings of the IBM Applications Deve-

lopment Symp., Monterey, CA (USA),Oct.14-17, 1979. 9. C. Jones, Backfiring: ConvertingLines-of-Code to Function Points, IEEEComputer, 28(11), Nov 1995, pp.87-88.10. Buglione L., Software ProductQuality: Some Thoughts about its Evo-lution and Perspectives, IMEKO TC-4,20th IMEKO TC4 International Sympo-sium and 18th International Workshopon ADC Modelling and TestingResearch on Electric and ElectronicMeasurement for the EconomicUpturn, Benevento, Italy, September15-17, 2014, pp.737-742.11. ISO/IEC 20926:2009, Softwareand systems engineering – Softwaremeasurement – IFPUG functional sizemeasurement method 2009.12. ISO/IEC 19761:2011, Softwareengineering – COSMIC: a functionalsize measurement method.13. ISO/IEC 20968:2002:, Softwareengineering – Mk II Function PointAnalysis – Counting PracticesManual.14. ISO/IEC 24570:2005, Softwareengineering – NESMA functional sizemeasurement method version 2.1 –Definitions and counting guidelinesfor the application of Function PointAnalysis.15. ISO/IEC 29881:2010, Informa-tion technology – Systems and softwa-re engineering – FiSMA 1.1 functionalsize measurement method.16. ISO/IEC 25010:2011, Systemsand software engineering – Systemsand software Quality Requirementsand Evaluation (SQuaRE) – Systemand software quality models.

Luigi Buglione è il pre-sidente di GUFPI-ISMA(Gruppo Utenti FunctionPoint Italia – Italian Soft-ware Metrics Association)e Direttore IFPUG Confe-rence & Education. At -

tualmente lavora in qualità di ProcessImprovement and Measurement Specia-list presso Engineering Ingegneria Infor-matica spa. È Associate Professor pres-so l’École de Technologie Supérieure(ETS) di Montréal.

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METROLOGIA

LEGALE

EFORENSE

Sulle verifichedei contatori di energiaRisposta a un lettore

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A cura dell’Avv. Veronica Scotti (veronica.scotti@gmail.com) www.avvocatoscotti.com

LEGAL AND FORENSIC METROLOGYThis section intends to discuss the great changes on LegalMetrology after the application of the Dlgs 22/2007, the so-called MID directive. In particular, it provides information,tips and warnings to all “metric users” in need of organiza-tions that can certify their metric instruments according to theDirective. This section is also devoted to enlightening aspects

of ethical codes during forensic activities 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 verrete accontentati!

Sul no. 3/2012 della Rivista Tutto_Mi sure (Pag. 215) e su Tutto_MisureNews no. 3/2012 del 3 Ottobre èapparsa la Rubrica intitolata: “Verifichesui contatori di Energia: legittimo il cal-colo dei consumi a posteriori?”. Qual-che settimana fa un lettore, che si firma,ha “postato” un commento alla rubricasul sito di T_M News. Gli ho rispostopersonalmente ma, data l’importanzagenerale dell’argomento, ho pensato didedicare la Rubrica di questo numero al“botta e risposta” con l’attento lettore,che ringrazio.

COMMENTO DEL LETTORE

Gentilissimo Avv. Scotti,ho letto il suo articolo molto interessante eattinente al mio caso. Nel mese di ottobre2014 ho ricevuto dalla società che gesti-sce la somministrazione dell‘acqua unafattura a saldo di circa € 8.700,00. Ilconteggio ivi riportato fa riferimento adue letture, la prima risalente al31/12/2006 e la seconda al maggio2014. in questi otto anni ho ricevuto sol-tanto fatture in acconto. Sulla base delle

sue considerazioni ritengo che gli annirelativi al 2007, 2008 e parte del 2009siano prescritti. Se è così, la prescrizionedecorre dalla data della lettura o dalladata della comunicazione della fattura?Un immenso grazie dalla Sardegna!

LA MIA RISPOSTA

Gentilissimo,innanzitutto La ringrazio del suo interesseper l’articolo citato. Per quanto riguarda ilSuo caso specifico, va precisato che laprescrizione di 5 anni decorre dalmomento in cui il diritto a percepire il cor-rispettivo è sorto a favore dell’ente eroga-tore del servizio idrico, ovvero il momen-to in cui è avvenuto il consumo dell’ac-qua. In pratica, risultano a oggi prescrittetutte le somme dovute a titolo di tariffa peril prelievo dell’acqua calcolate fino almese di ottobre 2009. Le eventuali altresomme, invece, saranno dovute.Va doverosamente evidenziato, però, chein alcuni casi, dato che il conteggio deiconsumi è su base annuale, sulla scortadelle letture effettive dei contatori, puòaccadere che il momento di decorrenza

della prescrizione non venga identificatocon il momento dell’effettivo prelievo/con-sumo ma con quello della lettura del con-tatore, ovvero 31.12 di ogni anno. Cosìragionando, la decorrenza della prescri-zione comincia dal 31/12/2009 inclu-dendo, così, tutte le somme dovute perquell’anno (quindi gennaio, febbraio,ecc. dell’anno 2009); pertanto, in caso diapplicazione di una simile interpretazio-ne, condivisibile o meno, le somme dovu-te, quale corrispettivo per l’anno 2009,non risultano a oggi prescritte, mentrequelle del 2007 e 2008 sì.Infine, non si può trascurare il fatto che isoggetti che gestiscono la risorsa idricasono obbligati a redigere una carta deiservizi che, unitamente alle disposizionidel codice civile, concorre a costituire ilcontratto che lega le parti e ne definisceobblighi e diritti. Per quanto concerne inparticolare la società di fornitura cheriguarda il lettore, fermo restando chetale considerazione è applicabile anchead altre società della medesima specie,dato che si tratta di clausole ricorrenti,essa si impegna, nella propria carta deiservizi pubblicata, a provvedere alla let-tura dei contatori almeno due volte l’an-no (nella maggior parte dei casi, però,le società si impegnano solitamente auna sola lettura annuale) e a emettere lefatture dei consumi con cadenza bime-strale (naturalmente sulla base di un con-sumo stimato, calcolato secondo statisti-ca con riferimento ai periodi di consumoprecedenti).Ora, benché tale impegno non infici larichiesta di pagamento di consumi avve-nuti in un arco temporale di molto supe-riore all’anno in quanto, come anzidetto,non risulterebbe comunque ancora matu-rata la prescrizione stabilita dal codicecivile per tali tipologie di contratti, il man-cato rispetto della tempistica per la letturadei contatori, come stabilito nella cartadei servizi, dà luogo a un inadempimen-to del fornitore, sebbene non grave, chegiustifica quantomeno una richiesta dirateazione della somma dovuta dall’uten-te a titolo di conguaglio.

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

Dalle Associazioni Universitariedi Misuristi

franco.docchio@unibs.it

SPAZIOASSOCIAZIONI

UNIVERSITARIEMISURISTI

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THE ITALIAN UNIVERSITY ASSOCIATIONS FOR MEASUREMENTThis section groups all the significant information from the main University Asso-ciations in Measurement Science and Technology: GMEE (Electrical and Elec-tronic Measurement), GMMT (Mechanical and Thermal Measurements),AUTEC (Cartography and Topography), and Nuclear Measurements.

RIASSUNTOQuesta rubrica riassume i contributi e le notizie che provengono dalle maggioriAssociazioni Universitarie che si occupano di scienza e tecnologia delle misu-re: il GMEE (Associazione Gruppo Misure Elettriche ed Elettroniche), il GMMT(Gruppo Misure meccaniche e Termiche), l’AUTEC (Associazione Universitaridi Topografia e Cartografia) e il Gruppo di Misure Nucleari.

Solo una quota dei punti organicopotrà essere utilizzata per gli abilitatidella prima tornata. Conseguente-mente ci sarà una seconda tornatadei bandi nazionali. Il termine dellaseconda tornata è il 30 settembre.

Stato delle iniziative: Sito web dell’Associazione, Tutto_Misure, Borse, PremiLazzaroni ha illustrato all’Assem-blea lo stato delle iniziative cheriguardano il sito e le modalitàcon cui s’intende apportare le modifi-che. Docchio ha informato l’Assem-blea sullo stato della rivista Tut -to_Misure. Sono stati acquisiti nuovipartner strategici, quali Accredia,l’Associazione dei Laboratori di Tara-tura A.L.A.T.I., IMEKO, il GUPFI-ISMA. Crescono i contributi azienda-li, restano stabili i contributi del mon -do accademico.Sono pervenute quattro domande peril premio di Dottorato Carlo Of -felli. La Commissione ha operato co -me previsto da regolamento. Tutte letesi presentate sono state considerateattinenti alle tematiche d’interesse delGMEE e di qualità allineata ai miglio-ri standard internazionali, con plausoa tutti i candidati per la qualità del la -voro svolto. A seguito di analisi com-parativa la Commissione ha assegna-to il premio alla tesi “Development ofmeasurement methods for impulse cur-rents in electromagnetic launchers”del candidato Roberto Ferrero(v. articolo a pag. 267).Sono pervenute due domande per laborsa di studio all’estero. Do -po un’attenta analisi, la Commissio-ne ha assegnato la borsa al proget-to della candidata Deborah Ca-sinelli dell’Università di Cassino.

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GMEE: GRUPPO MISURE ELETTRICHE ED ELETTRONICHE

Note dall’Assem-blea GMEEdel 13 settembre2014 – AnconaL’Assemblea del GMEE

si è riunita il giorno 13 settembre2014, alle ore 9:00, presso l’Aula Cdella Facoltà di Economia “GiorgioFuà” dell’Università Politecnica dellaMarche, Piazzale Martelli 8, Ancona.Di seguito alcuni degli argomenti trat-tati, d’interesse per i lettori di questaRubrica.1) Comunicazioni di rilievo.A seguito del DL 90/2014, la validitàdell’abilitazione nazionale 2012 e2013 è estesa a 6 anni (art. 14comma 3-ter); le chiamate relative alpiano straordinario 2012 e 2013sono estese al 30/6/2015 (art. 14comma 4);A seguito delle dimissioni del collegaPaolo Cappa, la Commissione perl’Abilitazione Scientifica Nazionale èstata integrata con il collega MassimoD’Apuzzo;È stato siglato un accordo tra IMEKOe Curran Associates per includere inSCOPUS e Compendex tutti i lavoripubblicati su Proceedings di eventiIMEKO dal 2000.

Situazione nazionale alla luce delleiniziative ministeriali, CUN e ANVURÈ in atto un processo di revisione delleprocedure per l’abilitazione scientifi-ca nazionale. Sono attualmente in di-scussione in parlamento gli emenda-menti al D.L. n. 90 tra cui quelli rela-tivi all’art. 14 che riguardano le modi-fiche all’articolo 16 della legge240/2014 sull’abilitazione scientifi-ca nazionale (email inviata il 24luglio).Per quanto riguarda gli emendamentiin discussione in Parlamento sembraormai assodato che non sarà più pre-vista la figura del commissario OCSE,verrà garantita una maggiore rappre-sentatività degli SSD nei SC, verràridotta (probabilmente a 20) la nume-rosità minima degli ordinari per ogniSC, la procedura di presentazionedelle domande sarà di tipo “a spor-tello”. Il MIUR attende l’approvazionedel D.L. 90 per poter avviare l’iter direvisione dei decreti e regolamentiattuativi dell’ASN sulla base dellenuove regole. Il percorso delineatoprevede che la nuova ASN possavedere la luce fra gennaio e febbraio2015.Gli Atenei hanno iniziato la pubbli-cazione dei bandi nazionali ealcune procedure sono già terminate.Infatti, la scadenza per l’utilizzo deipunti organico è il 30 giugno 2015.

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SPAZIO ASSOCIAZIONIUNIVERSITARIE MISURISTI

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La vincitrice ha però rinunciato allaborsa a causa di problemi di salute.La borsa è stata quindi assegnataalla candidata Michela Borghettidell’Università di Brescia, che svol-gerà l’attività “Inkjet printing resisti-ve sensors for biomedical applica-tions” presso l’Università Politecnicadella Catalogna a Barcellona. L’atti-vità sarà svolta presso il DisneyResearch center all’ETH di Zurigo einizierà a breve.

Iniziative futureOttoboni illustra lo stato di avanza-mento della proposta di Master inmetrologia industriale (v. Tutto_Misure n. 3/2014, pp. 167-169). Inparticolare, si intende utilizzare lafigura dell’alto apprendistato e irelativi fondi messi a disposizionedalla Regione Lombardia. I frequen-tanti dovrebbero essere domiciliatiin Lombarda. Alcune aziende, tracui la Magneti Marelli, hanno datoadesione all’iniziativa. Vi sonopatrocini da istituzioni di rilievo, siricorda l’Assolombarda. L’approccioscelto, basato sull’alto apprendistatonon prevede un ritorno diretto perl’Associazione. Il gruppo di lavoro siappresta ora a stilare il programmadel master.

Giornata della Misurazione 2014 e proposte per il 2015Savino ha relazionato brevementesulla Giornata della Misurazio-ne 2014. L’assemblea ha propostodi organizzare la Giornata dellaMisurazione del 2015 ancora all’Uni-versità di Roma 3.

Scuola per addottorandi “Italo Gorini”Andria ha relazionato sull’anda-mento dell’ultima edizione dellaScuola Gorini, tenutasi a Lecce dall’1al 5 settembre. Petri informa l’As-semblea della disponibilità a orga-nizzare la Scuola per il triennio2015-17 da parte delle unità diCagliari e di Catania. Segue quindiuna breve presentazione della propo-sta da parte di Baglio e di Muscas.L’Assemblea ha approvato la propo-sta all’unanimità.

Congresso annuale2015Il Congresso annua - le 2015 si terrà a Lec -co. La proposta di Fer-rero, organizzatore inquota GMEE, è stataapprovata all’unanimi-tà.

Riorganizzazione delle Linee di ricercaed elezione dei CoordinatoriPetri ha illustrato all’Assemblea laproposta di riorganizzazione del - le linee di ricerca del GMEEapprovata dal Consiglio Direttivo pervia telematica. Le nuove linee di ricer-ca si rifanno alla attuali linee metodo-logiche, ma presentano una strutturasimile a quella del programma euro-peo Horizon 2020, con tre pilastriche focalizzano la ricerca in ambitid’interesse scientifico, industriale esociale.Il prossimo anno sarà utilizzato per lamessa a punto dei contenuti dellelinee. In questo lavoro di revisione,Petri propone di avvalersi dell’espe-rienza degli attuali coordinatoridelle linee di ricerca metodolo-giche, prolungando di un anno illoro mandato. Al termine della di -scussione l’Assemblea ha approvatoall’unanimità le nuova linee di ricercae il prolungamento del mandato aicoordinatori.

Dall’Unità di Bari: Inaugurazione del Polo Scientifico-Tecnologico “Magna Grecia” presso il Centro Interdipartimentale del Politecnico di Bari “Magna Grecia” – TarantoIl 21 ottobre 2014 si è inaugurato,nella sede di Taranto del Politecnicodi Bari (Centro Interdipartimentale“Magna Grecia”), il nuovo PoloScientifico Tecnologico “MagnaGrecia”. Il Polo, il cui responsabilescientifico per il Politecnico di Bari è ilProf. Gregorio Andria, ha comepartner principali il Politecnico diBari e l’Università degli Studi diBari, con lo scopo di unire compe-

tenze e attività di ricerca dei due Ate-nei nel settore ambientale, coniugan-do, quindi, ricerca scientifica e attivi-tà di supporto (consulenza, trasferi-mento tecnologico, formazione e incu-batore d’impresa) ad aziende ed entipubblici del settore ambientale nel ter-ritorio tarantino e, più in generale, nelbacino del Mediterraneo.Nato dall’esigenza impellente di ri -qualificazione di un territorio e di unambiente sottoposto, proprio per lapresenza di grandi stabilimenti delsettore siderurgico e petrolifero, anotevoli sollecitazioni ambientali, ilPolo ha come mission principale quel-la d’interfacciarsi con la realtàin dustriale del luogo, al fine digarantire efficacemente una opportu-na riconversione della città e dellazona industriale che coniughi eccel-lenza, innovazione e sviluppo sostenibi-le. Un Polo Scientifico Tecnologico, dun -que, non solo centro di ricerca avan-zato, ma anche incubatore di attivitàfinalizzate alla salvaguardia dell’am-biente e della salute.Il progetto, nato nel 2008 dalla sotto-scrizione di un protocollo d’intesa diArea Vasta Tarantina tra Comune diTaranto, Provincia di Taranto, Politec-nico di Bari, Università di Bari, ArpaPuglia, Cnr, Confindustria, Camera diCommercio, Asl e Consorzio Asi, hausufruito di circa 10 milioni di € difondi stanziati per la realizzazione dilaboratori e per l’acquisto di attrezza-ture e strumenti utili alla misura del de -grado ambientale con particolare rife-rimento all’inquinamento delle matriciambientali aria, acqua e suolo.Il Polo si sviluppa in una rete internadi laboratori scientifici organizzati

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per tematiche di cui le quattro princi-pali sono: Gestione del Ciclo Rifiuti,Bonifica dei Siti Inquinati, Inquina-mento dell’Aria, del Suolo e dell’Ac-qua, Tutela delle Risorse Naturali.Fanno parte del centro i Laboratori diChimica Ambientale, di Scienza dellaTerra, di Modellistica Ambientale eOpen Innovation, di Scienza del Ma -re, e infine di Tecnologie e Misure perl’Ambiente. In particolare, quest’ulti-mo, maggiormente incentrato sullemisure e sulle certificazioni ambienta-li, è costituito da un grande Laborato-rio multifunzionale, suddiviso in cin-que sezioni: Misure per il Monito-raggio Elettromagnetico e Am -bientale, Campi Elettromagneti-ci e Telecomunicazioni, Tecnolo-gie Chimiche per la Tutela Am -bientale, Processi Organizzativie Tecnologie Innovative per laProgettazione Ecosostenibile,Idraulica Marittima.La multidisciplinarietà dei ricercatori

che aderiscono al progetto è tale dagarantire una consulenza non solo ditipo scientifico e tecnologico, maanche giuridica, economica, sanitariae sociale, nell’ottica di una politica disupporto alle aziende per la riconver-sione, la riqualificazione e il riordinodegli insediamenti del luogo. Tra l’al-tro, il Centro Interdipartimentale delPolitecnico “Magna Grecia”, cheospita il sopra menzionato macro La -boratorio del Polo Misure e Tecnolo-gie per l’Ambiente, è anche sede diun progetto (“Green Campus”),presentato ufficialmente al Ministro,che si può ritenere pilota per la tra-sformazione dell’Ateneo in una

“green University” che, per le infra-strutture green e i contenuti di forma-zione sull’ecosostenibilità di progetto,potrebbe diventare di riferimento nelcampo dello sviluppo sostenibile,anche a livello internazionale.Alla cerimonia d’inaugurazione deilaboratori ha partecipato il Ministrodell’Università e dell’Istruzio-ne, Stefania Giannini, la quale,dopo aver visionato i Laboratori e leattrezzature scientifichee tecnologiche acquisi-te, ed essersi soffermatacon i relativi ricercatori,ha commentato positiva-mente la nascita delCentro come polo dieccellenza per la cittàdi Taranto e per laRegione Puglia nell’am-bito delle misure am -bientali, nonché comepunto di attrazione perstudiosi e ricercatori che

potrà produrre grandiopportunità di lavoroper i giovani.Lo stesso Ministro, nelConvegno inauguraledel Polo svoltosi succes-sivamente nella Caser-ma Rossarol nella CittàVecchia, ha evidenziatol’esempio significativo epositivo di questa inizia-tiva accademica su untema come l’ambiente,in una città che finorane ha vissuto solo gli

aspetti negativi, augurandosi che lastessa si trasformi in un volano per losviluppo e la riqualificazione del terri-torio tarantino e pugliese.

GMMT: GRUPPO MISURE MECCANICHE E TERMICHE

Note dall’Assemblea GMMT del 13 settembre 2014 – AnconaL’Assemblea del Gruppo nazionale diMisure Meccaniche e Termiche si èsvolta al termine del Congresso Na -zionale, lo scorso 13 settembre 2014ad Ancona.Si riporta una sintesi delle notizie

salienti. Finalmente qualche variazio-ne in positivo dell’organico: il Gruppodi Misure Meccaniche e Termicheporge i complimenti a Fabrizio Pa -tané (Unicusano) e a Milena Mar-tarelli (Uniecampus), che recente-mente hanno preso servizio come Pro-fessori Associati. Si è in attesa dellaconclusione dei concorsi locali perProfessore Associato, a seguito delpiano straordinario del Ministero.

Uno spazio è stato dedicato al “pre-mio” per i migliori lavori presen-tati al congresso, consistente nellapossibilità di pubblicazione sulle rivi-ste Measurement e Acta Imeko: alcunitra questi lavori saranno comunquepubblicati anche su Tutto_Misu-re, in un formato adatto alla rivista. Èanche stato dedicato spazio significa-tivo alla rivista Tutto Misure, e allepossibilità che questa offre comevetrina per le ricerche del grup-po. I rapporti con il gruppo di MisureElettriche ed Elettroniche hanno comesempre destato grande attenzione eportato a numerosi interventi.Il lavoro riconosciuto come più impor-tante da sviluppare nel prossimo futu-ro riguarda da un lato la Giornatadella Misurazione, dall’altro ilcoordinamento della Meccanica,i cui futuri rappresentanti del Gruppodi Misure Meccaniche e Termichesaranno Salvatore Sciuto e Nico-la Paone.Il prossimo convegno si terrà a Lecco,dal 10 al 12 settembre 2015. Un sen-tito ringraziamento da parte di tutto ilGruppo di Misure Meccaniche e Ter-miche ai colleghi di Ancona all’i-nappuntabile organizzazionedel Congresso di Ancona 2014.

2015eventi in breve

MANIFESTAZIONI

EVENTIEFORMAZIONE

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201519 - 21 gennaio

3 - 5 febbraio

3 - 5 febbraio

11 - 13 febbraio

2 - 5 marzo

16 - 19 marzo

17 - 18 marzo

25 - 27 marzo

13 - 15 aprile

13 - 15 aprile

14 - 16 aprile

22-23 aprile

25 - 28 aprile

3 - 5 maggio

11 - 14 maggio

13 - 15 maggio

22 - 26 maggio

24 - 29 maggio

24 - 26 maggio

1 - 5 giugno

4 - 5 giugno

15 - 18 giugno

22 - 23 giugno

28 - 2 giugno

6 - 9 luglio

8 - 10 luglio

13 - 15 luglio

19 - 24 luglio

18 - 22 agosto

23 - 29 agosto

10-12 settembre

10-12 settembre

21-24 settembre

Amsterdam, The Netherlands

Trento, Italy

Aachen, Germany

Angers, France

Charlotte, NC, USA

Sfax, Tunisia

Huddersfield, UK

La Coruna, Spain

Dubrovnik, Croatia

Zadar, Croatia

Beijing, China

Torino, Italy

Nanjing, China

Goyang, S. Korea

Pisa, Italy

Istanbul, Turkey

Osaka, Japan

Roma, Italy

Beijing, China

Leuven, Belgium

Benevento, Italy

Napoli, Italy

Roma, Italy

Shanghai, China

Prague, Czech Republic

Golden, Colorado - USA

Basel, Switzerland

Nice, France

Daejon, South Korea

Incheon, South Korea

Lecco, Italy

Lecco, Italy

Paris, France

10th International Conference on High-Performance Embedded Architectures and Compilers

XVIII AISEM 2015

3th International Conference on Electrical Systems for Aircraft, Railway,Ship Propulsion and Road Vehicles – ESARS

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

15th International Conference onMetrology and Properties of Engineering Surfaces

12th International Multi-Conference on Systems, Signals & Devices (SSD 2015)

11th International Conference & Exhibition on Laser Metrology, Machine Tool, CMM & Robotic Performance (Lamdamap)

International Conference on Renewable Energies and Power Quality (ICREPQ’15)

Fifth conference on advanced methods in vibration and acoustics(NOVEM 2015)

10th IEEE Sensors Applications Symposium (IEEE SAS 2015)

2015 Spring International Conference on Biomedical Engineering and Biotechnology (BEB-S)

Affidabilità & Tecnologie - 9a edizione

8thAnnual world congress of Industrial Biotechnology-2015 (ibio-2015)

28th International Electric Vehicle Symposium & Exhibition

IEEE International Instrumentation and Measurement Technology Conference

International Conference on Advances in Mechanical Engineering Istanbul 2015 (ICAME’15)

2015 International Conference on Applied System Innovation (ICASI 2015)

BIOTECHNO 2015, 7th Int.l Conference on Bioinformatics,Biocomputational Systems and Biotechnologies

The 7th International Conference on Computational Intelligence and Software Engineering (CiSE 2015)

Euspen’s 15th International Conference & Exhibition

2nd IEEE International Workshop on Metrology for Aerospace

10th Pacific Symposium on Flow Visualization and Image Processing

XXXIV Giornata della Misurazione

OptoElectronics and Communications Conference (OECC)

36th Progress in Electromagnetics Research Symposium (PIERS)

ASPE 2015 Summer Topical Meeting Precision Interferometric Metrology

4th International Symposium on Sensor Science (I3S2015)

The Fifth International Conference on Ambient Computing, Applications, Services and Technologies

Advances in Aeronautics, Nano, Bio, Robotics and Energy (ANBRE15)

Advances in Structural Engineering and Mechanics (ASEM15)

Congresso GMEE 2015

Congresso GMMT 2015

17th International Congress of Metrology (CIM2015)

www.hipeac.net/conference

www.aisem2015.it

http://unicasconvegno.besmart.it

www.peccs.org

http://aspe.net/metprops2015.html

https://edas.info/N14687?c=14687

www.euspen.eu/OurEvents/LAMDAMAP2015.aspx

www.icrepq.com

novem2015.sciencesconf.org

http://sensorapps.org

www.engii.org/scet2015/Home.aspx?utm_campaign=beb&utm_source=e_cp&utm_medium=conf_scet_beb_20140905_cfp

www.affidabilita.eu

www.bitcongress.com/ibio2015/

www.evs28.org

http://imtc.ieee-ims.org

http://eds.yildiz.edu.tr/journal-of-thermal-engineering/Announcements/25

http://icasi2015.org

www.iaria.org/conferences2015/BIOTECHNO15.html

www.scirp.org/conf/CiSE/2015may/?utm_campaign=cise&utm_source=e_cp&utm_medium=conf_ws5_cise_20141030_cfp

www.euspen.eu/OurEvents/Leuven2015.aspx

www.metroaerospace.org

www.psfvip10.unina.it/ocs2/index.php/2015/PSFVIP

www.gmee.org

www.oecc2015.sjtu.edu.cn

www.piers.org/piers2015Prague/

http://aspe.net/technical-meetings/aspe-summer-2015

www.sciforum.net/conference/I3S2015/

www.iaria.org/conferences2015/AMBIENT15.html

http://anbre.cti3.com/anbre15.htm

http://asem.cti3.com/asem15.htm

www.gmee.org

www.metrologie2015.com/index-en.html

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LOSPAZIODEGLIIMP

EMETROLOGIAGENERALE

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Caratterizzazione metrologicadi un trasduttore di forza

Gianfranco Genta 1, Alessandro Germak 2

1 DIGEP, Politecnico di Torinogianfranco.genta@polito.it2 I.N.Ri.M., Torinoa.germak@inrim.it

Memoria presentata al Convegno del GruppoMisure Meccaniche e Termiche (MMT)Ancona, 11-13/09/2014

multicomponente a forma di esapodo

METROLOGICAL CHARACTERIZATION OF A HEXAPOD-SHAPEDMULTICOMPONENT FORCE TRANSDUCERA hexapod-shaped Multicomponent Force Transducer (MFT) was developedand calibrated by I.N.Ri.M. for a specific request of the railway industry, ofmeasuring the axial and transverse force components on coil springs. Linearregression techniques were applied to obtain an empirical mathematicalmodel that links the applied force components to the MFT outputs. Finally,the uncertainty associated to the force components was evaluated.

RIASSUNTOUn Trasduttore di Forza Multicomponente (TFM) a forma di esapodo è statosviluppato e tarato dall’I.N.Ri.M. per la richiesta specifica di un’industriaferroviaria, di misurare le componenti di forza assiale e trasversale su molleelicoidali. Per ottenere un modello matematico empirico che colleghi le com-ponenti di forza applicate alle uscite del TFM, sono state applicate tecnichedi regressione lineare. Infine, è stata valutata l’incertezza associata allecomponenti di forza.

DESCRIZIONE DEL PROBLEMA

Il presente lavoro è stato originato dauna specifica richiesta industriale ri -guardante il comportamento delle molleelicoidali utilizzate nelle sospensioniper il trasporto ferroviario. Quando lamolla, appoggiata con asse verticale,viene deformata dalla forza generatada una massa, ad esempio dal pesodella parte sospesa di una vettura fer-roviaria, perde la condizione di assiali-tà, nel senso che la parte superiore acui è appoggiata la massa si spostanon solo verso il basso ma anche tra-sversalmente (Fig. 1). Tale spostamentotrasversale è indicato in gergo tecnicoferroviario con il termine francese“Chasse” [1].Usualmente le molle per queste applica-zioni sono provate in grandi macchineprova-molle, che applicano la forza consistemi idraulici o meccanici che nonconsentono i movimenti trasversali delle

estremità della molla, impedendo dideterminare la “Chasse” direttamentecome misura di spostamento. Un appro-fondimento tecnico, inoltre, evidenziache, nella struttura di un vagone sospesosulle molle, non interessa tanto sapere diquanto si muoverà trasversalmente quan-do i carichi statici o dinamici faranno flet-tere le molle, bensì evitare tale movimen-to trasversale. La tecnica comune è quel-la di montare le molle accoppiate su unastruttura fissa con le estremità vincolate,per cui il loro movimento relativo è bloc-cato, ma si generano forze nella dire-zione trasversale. Pertanto, le molle sonoorientate in modo che le forze generateabbiano la stessa direzione ma versoopposto, così da non produrre movi-mento trasversale. Ciò evidenzia lanecessità di conoscere la forza trasver-sale in modulo e direzione.Tuttavia le specifiche tecniche [1] richie-dono formalmente che sia determinatala “Chasse”. La strategia per la misura-zione che si è ritenuta più convenienteconsiste nel determinare la direzionedella forza trasversale generata dallaprova di compressione e ruotare poi lamolla intorno al suo as se in modo dafar coincidere la di rezione della “Chas-

se”, ossia la direzione della forza tra-sversale, con l’asse di una slitta moto-rizzata della macchina di prova postacome base di appoggio della molla.L’entità dello spostamento necessarioad annullare la forza trasversale corri-sponde alla misura della “Chasse”.Per questa specifica applicazione èrichiesta quindi la misurazione dellaforza assiale e trasversale, sia in modu-lo sia in direzione: la direzione dellaforza assiale è l’asse longitudinale dellamolla, mentre la direzione della forzatrasversale non è nota a priori e deveessere stimata. Quindi sarebbe suffi-ciente un Trasduttore di Forza Multi-componente (TFM) a tre sole compo-nenti (Fx, Fy e Fz), ma si potrebbero trar-re notevoli vantaggi se si avessero an -che informazioni di massima sui mo -menti applicati (Mx, My, Mz), in mododa consentire una migliore identifica-zione delle equazioni di taratura.Sulla base della considerevole esperien-za acquisita all’I.N.Ri.M. nello sviluppodi diversi sistemi di misurazione e di tara-tura multicomponente [2], è stato proget-tato e realizzato un TFM ad hoc. I TFMsviluppati in precedenza all’I.N.Ri.M.erano di diverse portate (da pochinewton a centinaia di kilonewton), ditipi diversi (elementi compositi o monoli-tici) e riguardavano un ampio spettro diapplicazioni. In particolare, questi TFMsono stati utilizzati nella caratterizzazio-ne di macchine campione di forza, adesempio nel controllo di componenti

Figura 1 – Dettaglio di sospensioni per il trasportoferroviario (a) e definizione della “Chasse” C (b)

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LO SPAZIO DEGLI IMPE METROLOGIA GENERALE

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parassite, nonché in settori quali la robo-tica e la verifica delle macchine di provasui materiali [3].Per la specifica applicazione del presen-te lavoro è stato sviluppato un TFM diportata elevata in collaborazione traI.N.Ri.M. e una società nel campo delleprove meccaniche. Esso consiste in unTFM a sei componenti con struttura aesapodo. Questa struttura è tipica deidispositivi di spostamento a sei gradi dilibertà (piattaforme di Stewart). Strutturesimili sono già state anche utilizzate inTFM principalmente per basse portate,come per applicazioni in robotica [4,5].Le incertezze richieste dalla presenteapplicazione sono pari all’1% sulla mi -sura della forza trasversale e la classe1 della Norma ISO 7500-1:2004 sullamisura della forza assiale, che per que-ste applicazioni è dell’ordine di alcunecentinaia di kilonewton.

DESCRIZIONE DEL TRASDUTTOREDI FORZA MULTICOMPONENTE

Il TFM ha una portata di forza assiale di200 kN e una portata di forza trasver-sale di 30 kN. La sua struttura è com-posta di sei Trasduttori di Forza Unias-siali (TFU) disaccoppiati da cerniereelastiche che eliminano sostanzialmen-te le componenti spurie. Queste potreb-bero altrimenti influenzare le singolemisure dei TFU [6].Questa struttura (Fig. 2) permette lamisura di tre componenti di forza (tra-sversale, Fx e Fy, e assiale, Fz) e tre com-ponenti di momento (flettente, Mx e My,e torcente, Mz).La procedura di prova è strutturata nelmodo seguente:• Fase 1: Si applica la forza assiale, Fz,e si misurano le due componenti diforza trasversale, Fx e Fy, consentendola stima della direzione della forza tra-sversale, vale a dire la direzione della“Chasse”;• Fase 2: Si ruota la molla per allinearela forza trasversale con l’asse x dell’e-sapodo (coincidente con l’asse motoriz-zato sulla macchina di prova);• Fase 3: Si sposta la piastra finché laforza trasversale è portata a zero e simisura lo spostamento corrispondente,cioè il modulo della “Chasse”.

TARATURA DEL TRASDUTTORE DI FORZA MULTICOMPONENTE

Un aspetto importante che è stato con-siderato per la scelta della struttura deltrasduttore è la possibilità di realizzareuna taratura iniziale completa e poitarature successive ridotte per il mante-nimento nel tempo. Il vantaggio princi-pale di questo tipo di TFM è che tutti iTFU sono soggetti a una forza di tra-zione, il cui valore dipende dalle forzee dai momenti applicati.La taratura iniziale permette di determi-nare gli effetti della geometria dellastruttura e la sensibilità dei TFU. Poichéil TFM, montato in una macchina prova-molle (Fig. 3), nel tempo non subiscesmontaggi e riassemblaggi, la geome-tria non è soggetta a variazioni signifi-cative. Così, le tarature successive pos-sono essere limitate soltanto alla valuta-zione della variazione nel tempo dellasensibilità dei TFU applicando valorinoti della componente verticale Fz.L’I.N.Ri.M. è stato incaricato della tara-tura iniziale del TFM per avere misureriferibili, cioè con un’adeguata valuta-zione dell’incertezza secondo la GUM(JCGM 100:2008). Secondo un ap -proccio metrologico consolidato [3] leforze note devono essere applicate siaindipendentemente sia in combinazio-ne per valutare l’eventuale sensibilità in -crociata tra i canali di uscita.La prova delle molle richiede strettamen-te solo la taratura di Fx e Fz. La taraturadi Fz è stata eseguita sulla macchinacampione di forza a pesi diretti, che hala portata di 1 MN. La procedura ditaratura fa riferimento alla Norma ISO376:2011; i risultati hanno evidenziatoche il TFM nella direzione z è nella clas-se migliore, cioè la classe 00.La taratura di Fx è stata invece eseguita

direttamente sulla macchina prova-molle, valutando l’importante sensibilitàincrociata con Fz. Quest’ultima è statagenerata utilizzando pesi diretti, invecela forza trasversale è stata applicatatramite dispositivi meccanici e misuratacon un TFU tarato (Fig. 3).

ANALISI DEI RISULTATI DELLATARATURA

Utilizzando il set-up di taratura descritto(Fig. 3), sono state applicate forze tra-sversali e assiali. Date le incertezzerichieste dalla specifica applicazione ealla luce dei risultati ottenuti in provepreliminari, è stato ritenuto adeguatoun piano sperimentale ridotto con solodue livelli di Fz e pochi livelli di Fx.Sulla base della disponibilità di massenel luogo di taratura, i livelli scelti di Fzsono stati circa 14 kN e 23 kN. Conquesti livelli di forza sono stati sceltivalori di Fx rispettivamente fino a 3 kNe 5 kN, in modo da applicare solo unosforzo di trazione ai singoli TFU. Quan-do si applica una componente di forzaFx viene anche generato un momentoflettente My associato. Le componenti diforza e momento applicate, le corri-spondenti uscite di forza e di momentosono mostrate rispettivamente in Tab. 1.Mentre Fx dovrebbe essere correlataprincipalmente all’uscita Ox, e Fz all’u-scita Oz, a causa della possibile sensi-bilità incrociata è stata prevista la pre-senza di altri termini. Sono state appli-cate tecniche di regressione lineare [7]per ottenere un modello matematico

Figura 2 – Schema del Trasduttore di ForzaMulticomponente (TFM) a forma di esapodocon i sei Trasduttori di Forza Uniassiali (TFU)

rappresentati da anelli

Figura 3 – Set-up di taraturasulla macchina prova-molle

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LO SPAZIO DEGLI IMPE METROLOGIA GENERALE

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Tabella 1 – Componenti di forza e di momento applicate e corrispondenti uscite del TFM

empirico che colleghi le componenti diforza applicate alle uscite del TFM. Inparticolare, è stata utilizzata la “bestsubset regression” [8] per identificaremodelli parsimoniosi per Fx e Fz consi-derando tutte le possibili combinazionidi variabili predittive (Ox, OY, Oz, Omx,Omy e Omz). Il numero limitato di espe-rimenti ha permesso solo di prendere inconsiderazione modelli fino al primoordine con termini d’interazione. Que-sto è accettabile considerando la carat-teristica di linearità dei TFU.Per la forza trasversale, si ottiene:

(1)

dove a = 1,08, b = – 6,16 × 10–2 m–1

e c = 6,04 × 10 – 4 kN–1.Invece, per la forza assiale, si ottiene:

(2)

dove d = – 3,90 × 10–2, e = 2,00 e f = 1,00.Per Fx il modello include, come terminisignificativi, Ox, Omx e il termine d’inte-razione Ox ⋅ Oz (1), mentre il model-lo corrispondente per Fz comprende,oltre a Oz, anche Ox e Oy (2). Il con-tributo significativo dell’interazione Ox ⋅ Oz in (1) evidenzia i vantaggi disfruttare un TFM a sei componentianche quando è richiesta la misurazio-ne di due sole componenti.Una volta stimati i modelli matematici, è

F a O b O c O Ox x mx x z= ⋅ + ⋅ + ⋅ ⋅

F d O e O f Oz x y z= ⋅ + ⋅ + ⋅

stata valutata l’incertezza estesa asso-ciata ai valori di Fx e Fz [9]. Per i coef-ficienti delle equazioni (1) e (2), la cor-rispondente incertezza tipo è stata valu-tata come la corrispondente deviazionestandard ottenuta nella regressionelineare; invece, per le uscite del TFM, lacorrispondente incertezza tipo è statavalutata considerando le caratteristichemetrologiche dei TFU e la geometria delTFM (Tab. 2).La valutazione dell’incertezza, secondo

la GUM (JCGM 100:2008) e il metodoPUMa (ISO 14253-2:2011), può esse-re adeguatamente organizzata in for-mato tabulare, facendo riferimento aldocumento EA-4/02 M:2013. È stataintrodotta una piccola modifica rispettoa questo formato sostituendo le incer-tezze tipo con le varianze; essa ha ilvantaggio di gestire quantità additive,che possono essere confrontate tra diloro con maggiore facilità. Utilizzandoquesto metodo, in Tab. 3 sono indicati isingoli contributi alla varianza dellagrandezza Fx per una specifica condi-zione di lavoro.I simboli e i valori delle variabili indi-pendenti che compaiono nel modellomatematico sono riportati nella colonnaxj. I valori nella colonna u(xj) sono leincertezze tipo di ciascun contributo,mentre i valori nella colonna vj rappre-sentano i corrispondenti gradi di liber-tà. I coefficienti di sensibilità cj possonoessere valutati con il calcolo analiticodelle derivate parziali oppure con meto-di numerici. Infine, si possono calcolarei contributi uj2(Fx) alla varianza dellavariabile dipendente Fx. Tenendo contodi tutte queste informazioni, è possibileottenere l’incertezza estesa U(Fx).Lo stesso tipo di calcolo è stato esegui-to per Fz. Dai calcoli si ottiene un’incer-tezza estesa relativa del 1,0% per Fx edello 0,15% per Fz. Questi valori sonorisultati pressoché costanti in tutte lecondizioni di lavoro.

Tabella 2 – Incertezze tipo relative dei coefficientidelle equazioni (1) e (2) e delle uscite del TFM

n. Fx/kN Fz/kN My/N·m Ox/kN Oy/kN Oz/kN Omx/N·m Omy/N·m Omz/N·m

1 0,000 0,000 0,0 0,000 0,000 0,000 0,0 0,0 0,02 0,000 –22,969 0,0 0,000 0,000 –22,969 0,0 0,0 0,03 0,563 –22,969 –281,6 0,520 0,001 –22,959 76,7 –279,4 –0,44 1,050 –22,969 –524,8 0,962 0,004 –22,959 69,7 –517,7 0,45 2,019 –22,969 –1009,5 1,850 0,016 –22,952 52,9 –995,7 –0,46 4,045 –22,969 –2022,4 3,699 0,049 –22,931 4,5 –1996,3 –0,47 4,992 –22,969 –2495,9 4,563 0,070 –22,937 –33,0 –2465,2 –4,78 0,000 –14,066 0,0 0,000 0,000 –14,066 0,0 0,0 0,09 0,528 –14,066 –264,1 0,483 0,041 –14,134 –11,7 –244,6 7,7

10 0,996 –14,066 –498,2 0,914 0,044 –14,134 –16,3 –474,5 8,411 2,028 –14,066 –1014,2 1,862 0,059 –14,121 –38,7 –982,4 7,712 3,006 –14,066 –1503,0 2,759 0,075 –14,111 –62,8 –1462,2 5,1

Parametro Incertezzatipo relativa

a 0,07%b 10,9%c 5,8%d 6,8%e 6,0%f 0,02%

Ox 0,5%Oy 0,5%Oz 0,025%

Omx 5,9%Omy 2,9%Omz 2,1%

xj u(xj) cj uj2(Fx) νj uj

4(Fx)/ νj

Simbolo Valorea 1,08 7,6 × 10–4 3,0 5,1 × 10–6 9 2,9 × 10–12

b –6,16 × 10–2 6,7 × 10–3 1,0 × 10–1 4,5 × 10–7 9 2,3 × 10–14

c –6,04 × 10–4 3,5 × 10–5 –42,0 2,2 × 10–6 9 5,3 × 10–13

Ox 3,00 1,5 × 10–2 1,1 2,7 × 10–4 61 1,2 × 10–9

Omx 1,00 × 10–1 5,9 × 10–3 –6,2 × 10–2 1,3 × 10–7 40 4,5 × 10–16

Oz –14,00 3,5 × 10–3 –1,8 × 10–3 4,1 × 10–11 100 1,7 × 10–23

Fx 3,26 u2(Fx) 2,7 × 10–4 Σ 1,2 × 10–9

u(Fx) 1,7 × 10–2 νFx64

p 95%tp(νFx

) 2,0U(Fx) 3,3 × 10–2

W(Fx) 1,0%

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CONCLUSIONI

All’I.N.Ri.M. è stato ideato un Trasdutto-re di Forza Multicomponente (TFM) peruna richiesta specifica di un’industria fer-roviaria. Anche se la procedura di provarichiede strettamente solo la taraturadella forza assiale Fx e della forza tra-sversale Fz, sulla base dell’esperienza siè deciso di sviluppare un prototipo diTFM a sei componenti con struttura aesapodo. Infatti, l’analisi dei risultatidella taratura ha evidenziato che la misu-razione di Fx non è solo influenzata dalvalore di Ox, ma anche da Omx e dal ter-mine d’interazione Ox ⋅ Oz.Inoltre, è stata valutata l’incertezzaassociata ai valori di forza assiale e tra-sversale. La procedura di taratura utiliz-zata ha permesso di mantenere talivalori d’incertezza all’interno degliobiettivi richiesti dal cliente. In partico-lare, si ottiene un’incertezza estesa rela-tiva dell’1,0% per la forza trasversale edello 0,15% per la forza assiale, netta-mente migliore dell’incertezza richiesta,ovvero la classe 1 della ISO 7500-1:2004.

RINGRAZIAMENTI

Gli autori desiderano ringraziare i Pro-fessori Giulio Barbato e Raffaello Levi

per la loro preziosa collaborazione tra-mite discussioni fruttuose.

RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI

[1] Trenitalia, “Specifica tecnica di fornituradi molle a elica per sospensioni di rotabiliferroviari”, Specifica n. 307625 esp. 05,Roma, 2010.[2] G. Barbato, S. Desogus, A. Germak,“Calibration system for multicomponentforce and moment transducers”, Experimen-tal Mechanics, pp. 341-352, 1992.[3] A. Bray, G. Barbato, R. Levi, “Theoryand Practice of Force Measurement”, Aca-demic Press, London, 1989.[4] M. Sorli, S. Pastorelli, “Six-axis reticula-ted structure force/torque sensor with adap-table performances”, Mechatronics, vol. 5,no. 6, pp. 585-601, 1995.[5] Y. Hou, J. Yao, L. Lu, Y. Zhao, “Perfor-mance analysis and comprehensive indexoptimization of a new configuration of Ste-wart six-component force sensor”, Mecha-nism and Machine Theory, vol. 44, pp.359-368, 2009.[6] S. Desogus, A. Germak, F. Mazzoleni,D. Quagliotti, G. Barbato, A. Barbieri, G.Bigolin, C. Bin, “Developing multicompo-nent force transducers at I.N.Ri.M.”, In: Pro-ceedings of the IMEKO 2010 TC3, TC5and TC22 Conferences, Metrology inModern Context, Pattaya, Chonburi, Thai-land, November 2010.[7] N.R. Draper, H. Smith, “Applied Regres-sion Analysis”, 2nd ed., Wiley, New York,1981.

[8] R.R. Hocking, “The analysis and selec-tion of variables in linear regression”, Bio-metrics, vol. 32, pp. 1-49, 1976.[9] G. Barbato, A. Germak, G. Genta,“Misurare per Decidere”, 3a edizione,Società Editrice Esculapio, Bologna, 2014.

Gianfranco Genta haconseguito il titolo di Dot-tore di Ricerca in “Metro-logia: Scienza e Tecnicadelle Misure” nel 2010presso il Politecnico di To -

rino, dove svolge la sua attività di ricer-ca presso il Dipartimento di IngegneriaGestionale e della Produzione. Si occu-pa, principalmente, dell’applicazione dimetodi statistici in ambito me trologico etecnologico.

Alessandro Germak,primo tecnologo all’Istitu-to Nazionale di RicercaMe trologica dove svolgeattività di ricerca da oltretrent’anni, è responsabile

dei campioni primari di forza e durezzae dei metodi primari per la misura dellevibrazioni e dell’accelerazione di gravi-tà locale. È esperto tecnico per gli ac -creditamenti dei Centri di taratura LAT-ACCREDIA ed è membro dei ComitatiConsultivi del CIPM per le grandezzed’interesse.

Tabella 3 – Tabella dell’incertezza per la forza trasversale Fx (espressa in kilonewton)

Audit interno - Parte terza

COMMENTI

ALLENORME

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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 Nicola Del-l’Arena alla norma UNI CEI EN ISO/IEC 17025. I temi trattati sono: La strutturadella documentazione (n. 4/2000); Controllo dei documenti e delle registrazio-ni (n. 1/2001 e n. 2/2001); Rapporto tra cliente e laboratorio (n. 3/2001 e n.4/2001); Approvvigionamento e subappalto (n. 3/2002 e n. 1/2003); Meto-di di prova e taratura (n. 4/2003, n. 2/2004 e n. 3/2004); Il Controllo dei dati(n. 1/2005); Gestione delle Apparecchiature (n. 3/2005, n. 4/2005, n. 3/2006, n. 3/2006, n. 4/2006, n. 1/2007 e n. 3/2007); Luogo di lavoroe condizioni ambientali (n. 3/2007, n. 2/2008 e n. ,3/2008); il Campiona-mento (n. 4/2008 e n. 1/2009); Manipolazione degli oggetti (n. 4/2009 e n. 2/2010), Assicurazione della qualità parte 1.a (n. 4/2010); Assicurazionedella qualità parte 2.a (n. 1/2011); Assicurazione della qualità parte 3.a (n. 2/2011). Non conformità, 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), parte 5.a (n. 4/2012), parte 6.a (n. 1/2013), parte 7.a (n. 2/2013), parte 8.a (n.3/2013), parte 9.a (n. 4/2013), parte 10.a (n. 1/2014); Audit interno parte1.a (n. 2/2014), parte 2.a (n. 3/2014).

TEMPIIl primo re -quisito pre-scrive che“il laborato-rio deve ese-guire pe rio -dicamenteaudit”, e poinella No taafferma “il

ciclo di audit interni dovrebbe essere,di regola, completato in un anno”.La frequenza dell’audit, come dice lanorma, dev’essere di un anno. La scel-ta del tempo in cui effettuare l’auditdipende dalle dimensioni del labora-torio. Per un laboratorio piccolo, inuna sola giornata si può iniziare e ter-minare l’audit. Per un laboratoriogrande, l’audit può essere suddivisoper aree ed effettuato nei diversi mesidell’anno. L’essenziale è che tutto ilsistema di gestione (per tutte le areedel laboratorio) sia verificato con una

frequenza annuale. Per un’area gran-de, l’audit può essere suddiviso in dueo tre giornate sfalsate nel tempo: l’es-senziale, come dice la norma, è chetutti gli elementi del sistema di gestio-ne siano verificati per quell’area nelcorso dell’anno.

SCOPO

Nel passato gli scopi dell’audit eranonumerosi; ora la norma ne precisasolamente due interni: “per accertareche le operazioni continuino a soddi-sfare i requisiti del sistema di gestionee della presente norma internaziona-le”. Praticamente si devono effettuarea udit di adeguatezza (conformità allenome, in particolare alla 17025) eau dit di attuazione (conformità alsistema di gestione adottato).Analizziamo per primo il requisito“soddisfazione della presente normainternazionale”. La verifica di questo

requisito può essere fatta la primavolta, al massimo una seconda. Altri-menti ne consegue che chi ha stabilitoil sistema di gestione non ci ha capitonulla o è un incompetente. Inoltre que-sta verifica è compito fondamentaledell’organismo di accreditamento, sianella fase di accreditamento sia inquella di sorveglianza. Posso affer-mare che questa verifica viene fattapoco negli audit interni.Analizziamo per secondo il requisito“soddisfazione del sistema di gestio-ne”. Questa verifica è preponderante,anzi tutti gli anni il laboratorio deveeffettuare solo la verifica di attuazionedel sistema di gestione.

ELEMENTI

Nel secondo requisito la norma pre-scrive che “deve trattare tutti gli ele-menti del sistema di gestione, com-prese le attività di prova e/o taratu-ra”. È pleonastico che la verifica deb -ba essere fatta su tutto il sistema. Laseconda parte, dove si precisano leattività di prova, non era necessarioche fosse introdotta: la 17025 contie-ne la parte tecnica, fondamentale peril sistema di gestione. Tutto questo ciporta a effettuare due tipi di audit:uno sul sistema di gestione e l’altrosugli aspetti tecnici.

RESPONSABILITÀ

Il terzo requisito, del punto 4.14.1 af -ferma; “il responsabile della qualitàha la responsabilità di pianificare eorganizzare gli audit come richiestodal piano prefissato e dalle richiestedella direzione”. Praticamente la nor -ma assegna al responsabile dellaqua lità tutta la responsabilità dellagestione dell’audit interno: la normanon ne parla, ma la responsabilità va

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COMMENTI ALLE NORMERubrica a cura di Nicola Dell’Arena (ndellarena@hotmail.it)

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COMMENTIALLE NORME

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intesa anche sugli audit esterni.Il responsabile della qualità, comeprima cosa all’inizio dell’anno, devepreparare il programma annuale e,quando si avvicina il tempo della veri-fica, inviare la notifica all’area daauditare e nominare il gruppo di au -dit. Alla fine deve raccogliere il mate-riale e agire con le attività susseguen-ti. La notifica è una lettera a sua firma,in cui si deve riportare la/e data/e, icomponenti del gruppo e gli elementida auditare (in sostituzione può invia-re il Piano dell’audit preparato dalgruppo).Il requisito parla di “come richiestodal piano prefissato o dalle richiestedella direzione”. Sinceramente non soa quale piano prefissato si riferiscaquesto requisito. A leggere la norma,visto che si parla di organizzazione,sembra un documento redatto amonte di tutto e diverso dal piano diaudit descritto in precedenza. Secon-do me, questo documento non esistenei laboratori, bensì è sostituito dalprogramma. Le richieste della direzio-ne, se ci sono, ben vengano e devonoessere inserite: tuttavia, storicamente ilresponsabile della qualità fa tutto da

solo e si assume ogni responsabilità.Il responsabile della qualità nomina ilgruppo (che per i laboratori piccolipuò essere costituito anche da unasola persona) e gli affida compiti benprecisi. Il gruppo ha la responsabilitàdi preparare il Piano dell’audit, cheindica le azioni da svolgere, elemen-to per elemento nonché giorno pergiorno, e la lista di controllo.Il gruppo, come minimo, dev’essereformato da due persone, una che veri-fica la parte gestionale e l’altra laparte tecnica (a volte il gruppo puòessere composto di una sola persona,che sia competente sia per problemigestionali sia per quelli tecnici), ed ècomprensibile come in un piccololaboratorio sia difficile trovare perso-nale indipendente in grado di svolge-re audit di parte tecnica.

PERSONALE

Il quarto requisito, del punto 4.14.1,prescrive che “tali audit devono esse-re eseguiti da personale formato,addestrato e qualificato che è, quan-do le risorse lo consentano, indipen-

dente dalle attività sottoposte adaudit”.Il requisito contiene due elementi im -portanti sul personale: a leggerlo sem-bra di una semplicità estrema, ma inrealtà è complicato. Il primo elementoè il termine “qualificato” (che al suoin terno contiene i termini formato ead destrato), e non dico niente su cosabisogna fare poiché c’è molta partedella norma 19000 da applicare. Ilsecondo elemento è “indipendentedalle attività”: è giusto che sia così,per l’imparzialità di comportamentoda parte di chi deve verificare, tutta-via diventa difficile da applicare neilaboratori.Nelle grandi aziende tutto ciò che vieneprescritto dalla norma è una cosa mera-vigliosa: viceversa, per i piccoli labora-tori, formati da due o tre persone diven-ta complicato, faticoso, farraginoso einoltre fa perdere di senso allo scopoper cui vengono effettuati gli audit. Lanorma allevia le difficoltà dal momentoche prescrive “quando le risorse lo con-sentono” ma resta sempre un punto do -loroso e da applicare. Dove le risorsedi personale non ci sono, si deve ricor-rere all’esterno.

NUOVO SISTEMA OTTICOBIDIMENSIONALE PER LA MISURAZIONEAUTOMATICA IN TEMPO REALELa Microtecnica ha recentemente introdottosui mercati internazionali un nuovo e rivo-luzionario sistema di misura, che si affian-

ca alla sua tradizionaleproduzione di proiettori diprofili, con schermo da350 a 1.500 mm, cono-sciuti e apprezzati in tutto ilmondo. MICROgenius è

rivolto principalmente al con-trollo bidimensionale diparticolari utilizzati nel -l’industria aeronautica,automobilistica, meccano-

tessile, elettrica-elettroni-ca, elettrodomestica,della gomma e in tutti i

NEWS �

casi in cui venga richiesto un con trollo rapi-do e accurato; tro va, inoltre, particolare impie-go nei test di serie di pezzi. La sua modula-rità di co struzione consente di adattare le sueprestazioni alle spe cifiche esigenze dei clien-ti, scegliendo un sistema personalizzatovariandone i componenti principali: obietti-vi, condensatori, telecamere, componentimeccaniche.

Il principio di funzionamento è costituito daun obiettivo standard o telecentrico ad altadefinizione di assoluta precisione e da unsistema di telecamera per la ripresa delpezzo in esame. Dopo aver creato il programma di misura,sarà sufficiente posizionare il pezzo sul vetrodella tavola d’appoggio: e il software dedi-cato rileverà automaticamente le quote richie-ste. Il risultato ottenuto sarà istantaneamentedisponibile per ulteriori elaborazioni di stati-stica.È possibile memorizzare n programmi di misu-ra per poter individuare quello d’interesse almomento del posizionamento del particolaresulla tavola; pertanto non sarà necessariaalcuna ricerca manuale.A differenza della maggior parte di appa-recchiature simili, il MICROgenius si distin-gue per il programma di misura non conven-

zionale ma in grado di essere adattato allespecifiche esigenze dell’utilizzatore.

Caratteristiche principali: Misuresenza contatto in 2D - Controllo in temporeale - Pulsante unico per memorizzare idati - Nessuna necessità di allineamentodei pezzi - Grande profondità di campodell’immagine - Altissima flessibilità emodularità del sistema - Possibilità di mon-taggio di attrezzature sul tavolo d’appog-gio - Possibilità di posizionare lo strumentodirettamente in linea di produzione - Nonrichiede personale specializzato per l’uti-lizzo.

Dati tecnici: Campo di misura da 2,40 x1,80 mm2 a 230,2 x 192,6 mm2. Teleca-mera CMOS o CCD di diverso formato1/3“; 1/2,5“; 1/2”; 1/1,8“; 2/3“. Distan-za di lavoro da 45,3 mm a 531 mm. Profon-dità di campo da 0,23 a 603 mm. Distor-sione ottica % fino a < 0,03 mm. Ripetibilitàfino a 0,3 μm. Illuminazione con condensa-tore telecentrico a LED o illuminazione a LED.Computer 64 bit. Sistema operativo Win-dows 8.1. Monitor touch screen. Dimensioni440 x 460 x 1280 o 850. Peso 25-45 kg.

Per ulteriori informazioni: www.ltf.it

Gli inizi delle trasmissioni senza fili

Mario Tschinke

La cronistoria degli ultimi 150 anni

Già docente dell’Università di Palermomtschinke@alice.it

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THE BEGINNINGS OF WIRELESS TRANSMISSIONSThe author spans more than 150 years of history of wireless transmissions,starting from the first experiments in 1860, up to the development of the firstvacuum tubes.

RIASSUNTOUn’appassionante carrellata sulle trasmissioni senza fili, a partire dai primiesperimenti di poco più di un secolo e mezzo fa, fino alla realizzazione deiprimi tubi a vuoto.

Viviamo immersi in campi elettromagne-tici oscillanti entro un’ampia gamma difrequenze1 e li usiamo per gli scopi piùdisparati, al punto che trasmettere unsegnale per mezzo di un filo metallico èconsiderato ormai roba da trogloditi.Ma sono passati soltanto 150 anni, glistessi dell’Unità d’Italia, da quandoJames Clerk Maxwell, in Gran Breta-gna, cominciò a sospettare l’esistenzadi onde elettromagnetiche. Alcuni de -cenni dopo Heinrich Rudolf Hertz, inGermania, con grandi scintilloni2 pro-duceva raffiche di onde con molte armo-niche, che riusciva in qualche modo acaptare a distanza. Hertz morì giovane,a 36 anni – anche Maxwell non eraarrivato ai 50 – e la sua eredità fu rac-colta da Guglielmo Marconi, bologne-se, che, a differenza dai primi due cheavevano studiato e poi insegnato in Uni-versità, era autodidatta.Era però in grado di seguire quantoaccadeva nel mondo della fisica. Siprocurò quindi un coesore, improbabi-le dispositivo ideato dal professore diliceo marchigiano Temistocle CalzecchiOnesti3 e cominciò giovanissimo a stu-diarne il funzionamento. Si trattava diun tubetto di vetro pieno di limatura opolvere metallica, la cui conducibilitàelettrica aumentava drasticamente sesottoposta a un campo magnetico. Ildispositivo si doveva resettare ognivolta scuotendolo, ma si prestava per laradiotelegrafia. Marconi migliorò con-siderevolmente gli esistenti coherer –traduzione in inglese di coesore gene-

Tesla toccò l’onore del nome assegnatoall’Unità di densità di flusso magnetico edi recente anche il nome di un’automo-bile elettrica – e dal russo Aleksandr Stepanovic Popov (1859-1906), cheentrambi avevano buoni argomenti, mache non riuscirono ad insidiare il suc-cesso commerciale di Marconi, favoritoanche dal ruolo avuto dai suoi appa-recchi in alcuni naufragi famosi, fra cuiquello del Titanic nel 1912.Il coherer funzionava un po’ come unsemiconduttore. Il primo brevetto per unvero semiconduttore fu assegnato nel1904 a Jagadish Chandra Bose, unprofessore del Bangladesh diplomato aCambridge, che però già nel 1900aveva cambiato sfera di interessi e siera dedicato alla botanica. Si trattavadel famoso rivelatore a galena, solfurodi Piombo, croce e delizia di tanti ra -gazzi fino agli anni ’950. Le radio agalena, semplicissime, funzionavanosenza alcuna alimentazione – ma spes-so si usava il neutro della rete elettricacome “terra” – e permisero al grandepubblico di ascoltare le prime trasmis-sioni in fonìa negli anni ’20. Seguironoaltri brevetti per altri semiconduttori:Carborundum (carburo di Silicio) nel1906 al generale USA Henry HarrisonChase Dunwoody, e nel 1907 a Green-leaf Whittier Pickard, ancora USA, perun cristallo di Silicio. Questi dispositiviresero obsoleto il coherer fin dal 1910. Una doccia fredda sulle magnifichesorti della radiotelegrafia si ebbe quan-do tre giornali americani decisero dicoprire la Coppa America con tre tra-smittenti diverse. Nessuno dei tre rice-vette alcunché di leggibile. Bisognavatrovare qualcosa di meglio degli appa-recchi a scintilla: un sistema capace diprodurre un segnale sinusoidale conti-nuo alle frequenze adatte. Pare che la

ralmente usata, probabilmente sidovrebbe pronunciare cohìrer – speri-mentando con metalli diversi e sigillan-do il tubo sotto vuoto.I primi successi risalgono al 1895,quando Marconi aveva 21 anni, si trat-tava ancora di “telegrafia senza fili”perché il termine “radio” nasce ufficial-mente solo nel 1906 nel corso di unaConferenza tenuta a Berlino. Impazien-te di valorizzare le sue scoperte, Mar-coni, a 22 anni, fece le valigie e andòin Inghilterra con la madre irlandese. Fuaccolto a braccia aperte e il resto dellasua vita fu una marcia trionfale con 16lauree honoris causa, il Nobel (divisocon il tedesco Ferdinand Braun), la pre-sidenza del CNR e dell’Accademia d’I-talia, il grado di Contrammiraglio dellaRegia Marina, due matrimoni, quattrofigli, il panfilo Elettra, l’etichetta di mar-conista generalmente attribuita in Italiaagli operatori4 e anche il toponimo “ilMarconi” che resiste per i siti di stazio-ni radio dei primi decenni del ’900 inItalia e nelle ex colonie.Morì a 63 anni, ebbe funerali degni diun capo di Stato a Roma nel 1937 e tu -m u lazione a Sasso Bolognese in unmau soleo sulla proprietà di famiglia. IlComune dal ’38 si chiamò Sasso Mar-coni. Seguì l’intitolazione di strade im -portanti in tutte le città d’Italia, l’aeropor -to di Bologna, l’Università Marconi ecc.Il primato scientifico gli fu contestato daNikola Tesla (1856-1943), serbo natu-ralizzato USA, che morì scapolo, pove-ro e dimenticato, a 86 anni – poi però a

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CURIOSITÀ

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prima soluzione sia venuta nel 1908da Waldemar Poulsen, un ingegneredanese che aveva già inventato unregistratore magnetico a filo per au -diofrequenze. Poulsen usò un arcoelettrico combinato con un circuito LC,che oscillava a frequenze di pochikilohertz (VLF). Questo segnale si pote-va poi “moltiplicare” per portarlo nellebande LF o MF.Il sistema Poulsen ebbe per breve tempoun rivale negli alternatori rotanti ad altafrequenza dello svedese Ernst Alexan-derson e del canadese Reginald Fessen-den, entrambi operanti negli SU, che nelNatale del 1906 trasmisero canti e musi-ca che poterono essere ricevuti in tuttal’America del Nord. Fessenden inventòanche il liquid barretter, un rivelatore cheusava una piccola quantità di acido nitri-co e che segnò un progresso rispetto aquelli “a stato solido” sopra elencati.Non era ancora nata l’”amplificazione”dei segnali, ma la radio funzionava lostesso senza “elettronica”. C’erano peròle lampadine elettriche con filamento dicarbonio che purtroppo si annerivanocol tempo. Thomas Alva Edison già nel1883 aveva messo un elettrodo in unalampadina sperando che acchiappassela fuliggine e aveva misurato una cor-rente misteriosa che passava fra il fila-mento e l’elettrodo, quando questo era“positivo”. Pensò di usare questa cor-rente per misurare indirettamente la ten-sione applicata al filamento, ottenne unbrevetto, uno dei mille e più a suo no -me, e non ci pensò più.L’idea fu raccolta da John Ambrose Fle-ming, professore inglese collaboratoresia della British Edison Co., sia, in se -guito, della British Marconi, che costruìun diodo e ne riconobbe le possibilitàcome raddrizzatore di RF. Il dispositivosi chiamò Fleming valve e il nome im -proprio di valvola restò attaccato persempre, almeno in Italia, ai tubi ter-moionici5.Entra in campo a questo punto Lee DeForest, figlio di un pastore protestantedell’Iowa, certamente un personaggiopittoresco, un emerito lestofante secon-do alcuni. Nel 1906 inventò il triodo,che lui battezzò audion, il primo dispo-sitivo in grado di amplificare un segna-le, ma, secondo i suoi detrattori, non necapì l’importanza e nemmeno il funzio-

namento. Ne capì invece benissimo lepotenzialità Edwin Howard Armstrong,nato e cresciuto a NY, di quasi 20 annipiù giovane di De Forest, che sviluppò ilricevitore rigenerativo e poi il circuitosupereterodina, che portarono la radioin tutte le case6 grazie ad accordi conla RCA di David Sarnoff, padroneanche della rete radiofonica NBC edella RCA Victor “La Voce del Padrone”.Armstrong fece anche progressi decisivinel campo della modulazione di fre-quenza. L’idea non era nuova perché itrasmettitori ad arco non potevano inter-rompere la portante per fare i punti e lelinee e li realizzavano quindi per mezzodi variazioni della frequenza. Con i tubitermoionici e i nuovi circuiti la sensibili-tà dei ricevitori aumentò drasticamentee fu quindi possibile ridurre la potenzae il costo dei trasmettitori. La guerra fraArmstrong e De Forest non finì mai.Armstrong divenne ricco, ma spese tuttoin tribunale per difendere i suoi diritti. Sisuicidò nel 1954 a 63 anni con 21 giu-dizi pendenti. La vedova in seguito livinse tutti. De Forest ebbe 4 mogli e 25compagnie a suo nome, morì non ricconel 1961 a 88 anni.I primi tubi per ricevitori avevano ledimensioni di una lampadina a incan-descenza di media potenza. Uno zoc-colo con diversi spinotti che si innesta-vano in una basetta permetteva unafacile sostituzione, la loro durata era in -fatti all’incirca uguale a quella delle lam-padine. A seconda della loro funzione,alcuni tubi avevano anche un cappellot-to alla sommità per il collegamento allostadio precedente. Già a partire daglianni ‘30 i tubi dei ricevitori sono statiminiaturizzati sempre più. Il numero di“piedini” è aumentato in modo da pote-re riunire più funzioni in un’ampolla, tipi-camente erano otto o nove, si costruiro-no tubi “subminiatura”, alti solo due o

tre centimetri, senza zoccolo e con reo-fori saldabili, finché l’arrivo dei transi-stor alla fine degli anni ’40 segnò l’ini-zio del declino inarrestabile dei tubi nelcampo delle telecomunicazioni.Già al tempo dei tubi sono state prodot-te radioline portatili a batterie. Esse dove-vano avere due batterie, una a bassa ten-sione, ma con potenza sufficiente per l’a-limentazione dei filamenti, e un’altra daalmeno 50 V per la polarizzazione deglianodi. Gli Stati Uniti nel ’41 hanno dota-to le loro truppe del ricetrasmettitoreSCR-536 “handie talkie” – la denomina-zione “walkie talkie” era allora riservataa un apparato trasportabile sulle spalleda un uomo come uno zaino – pesava 2kg comprese le batterie e aveva una por-tata di circa un miglio, se tutto andavabene. Nessun altro esercito aveva qual-cosa di paragonabile. Merita un postoin questa piccola rassegna Oleg Vladi-mirovic Losev, un radiotecnico russo checostruì circuiti simili a quelli di Armstronge, data la penuria in Russia di tubi ter-moionici, realizzò ricevitori supereterodi-na con semiconduttori. Gli si attribuiscela scoperta del LED nel 1927. Losev morìnel 1942 durante l’assedio di Leningra-do a 39 anni.Oltre alla diffusione delle radiocomuni-cazioni, che indubbiamente sono stateuno strumento determinante dell’ascesadelle dittature del ‘9007 e anche dellaloro caduta, i tubi termoionici hanno resopossibili molte delle tecnologie che oggicondizionano, nel bene e nel male, lavita quotidiana: il calcolo automatico, ilradar, la riproduzione sonora a fedeltàpiù o meno alta, la tv, l’oscilloscopio, laradiodiagnostica, la radioterapia, percitarne alcune. Alcune di queste applica-zioni fanno ancora oggi uso di tubi ter-moionici o perchè indispensabili, comenei generatori di m i croonde, o per moti-vi “estetici”, co me negli amplificatori perchitarre elettriche, dove solo i tubi riesco-no a ottenere l’amato “suono vintage”.Per questi è molto usato, in Italia, l’ag-gettivo “valvolare”, che sembra mutuatodalla cardiochirurgia.

NOTE

1 Vanno da pochi Hertz, ELF, ExtremelyLow, a 300 GHz, Extremely High, EHF. Le

Un assortimento di tubi radio in uso dal 1960 al 1970 (foto dell’autore)

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versità. Lodge si occupò di sistemi di accen-sione per motori a scoppio e i suoi figli fon-darono la fabbrica di “candele” Lodge.4 Analogamente in Germania è statoconiato il verbo “roentgen” (ich roentge,du roentgest, er roentget) che equivale aradiografare.5 Il termine valvola è generalmente adot-tato in Italia – dove il più importante pro-duttore è stato FIVRE, Fabbrica ItalianaValvole Radio Elettriche, filiazione diMagneti Marelli, con stabilimento a Pavia– e forse anche in Portogallo. I russi chia-mano il tubo “elektronnaia lampa”. 6 La prima radio per le masse fu l’”All-American Five-Tuber”, attorno al 1930.Riceveva solo le Onde Medie, aveva unsolo comando di sintonìa e uno per ilvolume con interruttore. I cinque tubi ave-vano filamenti dimensionati in modo dapotere essere collegati in serie diretta-mente alla rete a 120 V, tensione adotta-ta in tutti gli USA.

7 In Italia le diffusioni nascono totalitarienel 1924, con la S.A. Unione Radiofo-nica Italiana (U.R.I.), poi Ente Italianoper le Audizioni Radiofoniche (E.I.A.R)dal 1927.

RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI

T.H. Lee – A Nonlinear History of Radio– 1998, Cambridge University Press.

comunicazioniradio e TV usanooggi le bandeVHF, da 30 a300 MHz, eUHF, da 300 a3.000 MHz. 2 Nella linguatedesca la radioè fortemente as -s o ciata al sostan-

tivo Funken, scintilla, dal quale è derivato ilverbo funken, trasmettere, e i termini Fun-kapparat, Funkstation, fino al nome dellarinomata Ditta Telefunken. Sulle navi ame-ricane l’operatore radio era spesso chia-mato “Sparks”. 3 Poi sviluppato dal francese EdouardBranly, che lo chiamò radioconducteur edall’inglese Sir Oliver Joseph Lodge cui side ve il nome definitivo coherer. Come Maxwell e Hertz essi avevano solide prepa-razioni accademiche e insegnarono in Uni-

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poso, si occupa di storia della scienza edella tecnica, bricolage metalmeccani-co e giardinaggio.

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T U T T O _ M I S U R EAnno XVI - n. 4 - Dicembre 2014ISSN: 2038-6974Sped. in A.P. - 45% - art. 2 comma 20/b legge 662/96 - Filiale di TorinoDirettore responsabile: Franco DocchioVice Direttori: Alfredo Cigada, Pasquale DaponteComitato di Redazione: Filippo Attivissimo, Salvo Baglio, Marco Cati, Luciano Malgaroli, Massimo Mortarino, Rosalba Mugno, Carmelo Pollio, Lorenzo Scalise, Michela Signorini

Redazioni per:Storia: Emilio Borchi, Riccardo Nicoletti, Mario F. TschinkeLe pagine delle Associazioni Universitarie di Misuristi: Bruno Andò, Alfredo Cigada, Domenico GrimaldiLo spazio delle altre Associazioni: Franco Docchio, Alfredo CigadaLe pagine degli IMP: Maria PimpinellaLo spazio delle CMM: Alberto Zaffagnini, Alessandro Balsamo

Comitato Scientifico: ACCREDIA (Rosalba Mugno, Alberto Musa, Michela Signorini, Paolo Soardo).ACISM-ANIMA (Roberto Cattaneo); AEI-GMTS (Claudio Narduzzi); AIPnD (Giuseppe Nardoni); AIPT (Paolo Coppa)AIS-ISA (Piergiuseppe Zani); ALATI (Paolo Giardina);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 (Massimo Inguscio, Paolo Vigo, Franco Pavese); ISPRA (Maria Belli); OMECO (Clemente Marelli)

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L’autoreFederico Rampini, corrispondente di “Repubblica” da New York, ha esor-dito come giornalista nel 1979, scrivendo per “Rinascita”. Già Vicedirettoredel “Sole 24 Ore”, è stato editorialista, inviato e corrispondente a Parigi, Bru-xelles, San Francisco, Pechino. Ha insegnato alle Università di Berkeley eShanghai e al Master della Bocconi.

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