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Il teodolite: uno strumento altamente tecnologico sulle vette alpine

Il teodolite era uno strumento chiave nella produzione di carte topografiche. Lo strumento – pesante, ingombrante e complesso – richiedeva molto impegno ai trasportatori e agli ingegneri, ma li portava anche in luoghi solitari di una bellezza paesaggistica mozzafiato. Ma cosa faceva esattamente un teodolite?

06.07.2020 | frf

Il dipinto mostra quattro persone riunite intorno a un falò in un terreno montuoso. Sullo sfondo due uomini sono in piedi dietro un teodolite nella nebbia.
Raphael Ritz: Ingenieure im Gebirge, 1870 (Kunsthaus Zürich, eredità del pittore Rudolf Holzhalb, 1886 / "Sandstein", Wikimedia).

Nel 1870, il pittore vallesano Raphael Ritz realizzò un quadro d’atmosfera, che mostra sei persone in un nebbioso paesaggio roccioso, impegnate in diverse attività. Un gruppo di uomini è radunato attorno a un fuoco per riscaldarsi e per mangiare. Sullo sfondo, due figure sfocate stanno in piedi accanto a uno strumento che, a prima vista, potrebbe sembrare un telescopio su un treppiede. Osservano il tempo e attendono che il cielo si rassereni. Gli Ingegneri in montagna, come viene chiamata l’opera di Ritz, attendono di poter misurare le montagne svizzere.

Lo strumento è un cosiddetto teodolite, che consente di misurare gli angoli orizzontali e verticali. Pur se nel dipinto si fonde quasi con il mare di nebbia, è lui il vero protagonista della scena: senza il teodolite, i sei uomini non sarebbero là; il loro vagare per le montagne è determinato dalle esigenze di questo strumento.

Compito e funzione del teodolite

I teodoliti erano strumenti chiave nella produzione di carte topografiche e venivano utilizzati anche nei progetti di costruzione. Ciò fu particolarmente evidente nella costruzione della galleria del Gottardo (1872-1882), dove gli strumenti di misura contribuirono al successo del traforo. Ma cosa faceva esattamente un teodolite?

Il principio del teodolite è astratto, ma allo stesso tempo caratterizzato da un’affascinante semplicità. Si basa sulle leggi della trigonometria. Se sono noti la lunghezza di un lato e le ampiezze di due angoli di un triangolo, è possibile determinare esattamente la lunghezza dei due lati rimanenti e l’ampiezza del terzo angolo. Grazie al teodolite, ciò è stato possibile non solo sulla carta, al caldo di un ufficio, ma anche all’aperto.

In una triangolazione ideale, gli ingegneri e i loro assistenti misuravano dapprima una distanza imma­ginaria (linea di base) sul terreno piano e con la migliore precisione possibile. Così, la lunghezza di un lato e due vertici di un triangolo invisibile erano conosciuti esattamente. In Svizzera, le misurazioni di base nel Grosses Moos e nel Sihlfeld (entrambi del 1834) furono della massima importanza.

Il teodolite veniva impiegato successivamente alla misurazione di base. Posizionati verticalmente sopra uno dei due punti finali della linea di base, gli ingegneri dirigevano il telescopio nel punto che avevano selezionato come terzo vertice del triangolo. Questo punto doveva essere chiaramente visibile, ma non troppo vicino. Per questo motivo, le cime delle montagne, i campanili delle chiese o altre caratteristiche paesaggistiche di rilievo venivano spesso scelti come punti di mira.

Sul disco del teodolite, gli ingegneri leggevano i due angoli direzionali che collegavano il terzo vertice con i due punti finali della linea di base. Un triangolo con lunghezze e angoli laterali completamente noti era ormai invisibilmente incastonato nel paesaggio.

I lati e gli angoli di un triangolo potevano essere utilizzati come punto di partenza per la misurazione di altri triangoli. Unendo poi triangolo a triangolo, si finiva per coprire intere regioni, Paesi e persino continenti con una rete di punti di localizzazione noti.

Va detto che le triangolazioni storiche, di solito, si discostano dalla sequenza ideale tipica qui descrit­ta. Spesso venivano determinati angoli tra i punti di rilievo del paesaggio senza prima misurare una linea di base. Gli esperti di geodetica utilizzano invece linee di base più vecchie, già note o collegate ai lati dei triangoli di reti estere.

Una cartina mostra la Svizzera, che è attraversata da una rete triangolare a maglie larghe.
La Triangolazione primordiale (1837)

Ad alta quota

I vertici del triangolo misurato erano spesso situati in luoghi remoti, sulle cime delle montagne ad alta quota. Le escursioni che accompagnavano le misurazioni degli angoli erano quindi piene di privazioni, come testimoniato dal dipinto di Ritz.

Poiché un teodolite accessoriato poteva pesare qualche centinaio di chilogrammi, lo strumento doveva essere smontato per il trasporto e rimontato sul luogo di utilizzo. Questi «lavori di costruzione», come li definì un perito forestale molto scocciato nel 1863, richiedevano più tempo della misura dell’angolo. I portatori accompagnavano i topografi per trasportare il prezioso strumento nei luoghi più remoti, spesso avventurosi, sulle cime delle montagne, sui ghiacciai e sui pendii scoscesi. Una volta giunti sul sito, era indispensabile disporre del contatto visivo con i punti circostanti, lontani fino a 60 chilometri. Il maltempo causava spesso lunghi tempi di attesa in condizioni scomode.

Nel 1878, Walter Senn, biografo del generale Dufour, descrisse in modo impressionante l’arduo lavoro di rilevamento sui terreni difficili:

Per capire a fondo le colossali difficoltà [...] bisogna ricordare che fu necessario prima di tutto censire l’intero Paese fino agli angoli più remoti, sui ghiacciai più alti e fino al più piccolo dettaglio. Nessuno che [...] non abbia già vagato per giorni e giorni, semicongelato, nella nebbia e sotto la pioggia, sulle vette inospitali, lontano da ogni presenza umana ed esposto al pericolo della morte a ogni passo falso [...] può immaginare l’enorme lavoro che la natura montagnosa del nostro Paese comporta (tradu­zione della citazione di Gugerli/Speich, pag. 171).


Qui, Senn si riferiva anche alla cosiddetta «Triangolazione primordiale», grazie alla quale gli esperti di geodetica, fino al 1837, hanno coperto la Svizzera con un’ampia rete triangolare di punti di ubicazione noti. La Triangolazione primordiale ha costituito la base su cui è stata realizzata la carta topografica della Svizzera (carta Dufour).

Persone e strumenti «in simbiosi»

Nelle circostanze avverse delle «vette inospitali» descritte da Senn, i geometri dovevano servirsi del teodolite con la massima concentrazione possibile: si trattava di uno strumento di misurazione ad alta precisione solo se le persone lo utilizzavano correttamente in quanto tale. Il professore dell’ETH Fritz Baeschlin (1881-1961), ad esempio, ha sottolineato che il teodolite è «lo strumento più importante dell’ingegnere topografo». Quest’ultimo deve quindi avere «la massima familiarità con il suo uso, sia teorico sia pratico».

Smontare, trasportare, assemblare, installare, visualizzare, localizzare, girare, guardare, leggere l’angolo, smontare, trasportare: le numerose fasi di lavoro sul teodolite costituivano anche numerose fonti di errore. Solo se il gruppo di ingegneri e trasportatori lavorava con precisione e in modo concen­trato era possibile ottenere risultati soddisfacenti con questo strumento di precisione. Durante la misurazione dell’angolo, l’uomo e lo strumento si «fondevano».

Lo strumento – pesante, ingombrante e complesso – richiedeva molto impegno ai trasportatori e agli ingegneri, ma li portava anche in luoghi solitari di una bellezza paesaggistica mozzafiato. Di conseguenza, il teodolite permetteva la triangolazione di ampi spazi. Oltre a essere il protagonista segreto della pittura di Ritz, ebbe anche un ruolo centrale nella mappatura della Svizzera.

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