Misura e misurazione con gli strumenti topografici

Dopo la pillola della scorsa settimana legata ai concetti di precisione e accuratezza degli strumenti topografici, continuiamo il viaggio nel mondo della misura con una seconda pillola che riguarda i concetti della misurazione e del valore vero della misura. Il percorso continuerà nelle prossime settimane con gli errori della misura.

Cos’è la misura

Partiamo pertanto con il definire cos’è la misura: è quel processo che permette di determinare il valore di una grandezza fisica. Nel campo della topografia si utilizza una delle 7 grandezze fisiche fondamentali: la lunghezza, la cui unità di misura è il metro, da cui derivano multipli e sottomultipli. Il metro è stabilito dal sistema internazionale delle unità di misura, la cui sigla è il simbolo SI: anche in Italia l’utilizzo del SI internazionale è obbligatorio. La misura può essere diretta o indiretta: si definisce diretta quando si confronta una grandezza (il misurando, ovvero una particolare proprietà fisica di un oggetto) con il campione di riferimento (unità di misura), mentre è indiretta se la misura è ricavata da parametri di altre grandezze misurate direttamente. Per farti un esempio: i lati di un rettangolo sono misure dirette, ma l’area del rettangolo è una misura indiretta. E in questo caso il misurando sono i lati, non il rettangolo.

Cos’è la misurazione

Sebbene siamo soliti usare misura e misurazione come sinomini, in realtà con misurazione s’intende il processo svolto per assegnare una misura, che è dunque un valore, e non il processo. Bisogna però ricordare che la misura non è un valore, bensì un intervallo di valori entro cui probabilmente essa è compresa.

La misura non esiste

“A Sè ma come (bip) parli” avrebbe detto Mario Brega di fronte a questa espressione. E noi diremmo a Mario che purtroppo la misura così come siamo abituati a pensarla, in realtà non esiste. Quando diciamo che un pezzo di legno è lungo 1 metro, stiamo in verità dicendo che quel pezzo di legno è lungo circa 1 metro. Sappiamo che è così oramai da 93 anni, ovvero dal 1927, quando Werner Karl Heisenberg pubblicò il suo articolo sul principio di indeterminazione, spiegandoci che in meccanica quantistica vi è un limite nella misurazione dei valori di grandezze fisiche coniugate. Il principio è stato confermato da innumerevoli esperimenti, e non ti voglio tediare in tal senso, sappi solo che su questo si basa la radicale rottura che vi è tra la meccanica quantistica e la meccanica classica. Dunque, determinato che il valore vero di una grandezza fisica, che chiamiamo misura, non può essere misurato con esattezza, ne discende che a tale valore va associata l’incertezza o errore. Tendenzialmente questa incertezza in Topografia la possiamo derubricare a questione di lana caprina, ma è importante comprendere la base su cui si fonda e il perché in un report topografico sarebbe buona norma indicare, come si fa nell’ambito metrologico, il valore della grandezza misurata con il trinomio valore – unità di misura – incertezza. In questo caso il nostro falegname dovrebbe dire che il pezzo di legno è lungo 1 metro +/- 1 mm oppure in termini relativi come +/- 0,1%. Ovvero quel “1 metro” non è niente altro che la media m dell’intervallo delle misure effettuate sul misurando (che ricordiamo essere non il pezzo di legno ma la lunghezza del pezzo di legno), virtualmente infinite. Infatti, se il valore vero non è conoscibile, il valore misurato se ne discosterà sempre e comunque per una certa differenza, che chiamiamo errore. Questo valore di incertezza o errore però non è soltanto una questione di equazioni fisiche. È anche il frutto di attività pratiche e incertezze strumentali. Non esiste solo l’inconoscibilità del valore vero, esiste anche la possibilità di commettere errori durante la misurazione. Errori che appartengono alle due grandi categorie degli errori sistematici e di quelli accidentali. Anche questi errori, sommati tra loro, inficiano la qualità della misura, che come tale ricordo essere il frutto di quell’insieme di parametri che definiscono le caratteristiche della misura tra i quali menziono la precisione e l’accuratezza di cui abbiamo parlato nella precedente pillola.